Aquello que designamos como “energía” sirve para referirse tanto el componente fundamental de toda la materia del universo como lo que permite a la materia interactuar entre sí, cambiar y también evolucionar. También lo “espiritual” es energía, como veremos. La base del universo son la materia, la energía, el espacio, el tiempo y habrá que agregar la estructuración. Siendo la energía tan fundamental, resulta muy importante entender qué realmente es. Hasta ahora la física ha dado pasos gigantescos para comprenderla. A continuación haremos una breve revisión de lo que ellaha llegado a saber, para continuar posteriormentecon reflexiones más filosóficas.

Patricio Valdés Marín

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LA ENERGÍA EN LA FÍSICA

Mecánica

La física tiene la energía como uno de sus pilares fundamentales. A los conceptos de cambio de movimiento y fuerza, es decir, el principio de inercia de Galileo Galilei (1564-1642) y al concepto de masa de Isaac Newton (1642-1727), la dinámica moderna incorporó el concepto de energía. Este concepto tiene una data relativamente reciente. Fue desarrollado a mediados del siglo antepasado, principalmente por William Thomson (1824-1907), más tarde lord Kelvin, y W. J. MacquornRankine (1820-1872). Comprende mucho de lo que se tuvo anteriormente por fuerza. Por consiguiente, es preciso diferenciarlo del concepto fuerza. En física, “energía” se define como la capacidad para realizar un trabajo y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza. Así, una cosa tiene energía si es capaz de ejercer una fuerza sobre una distancia, es decir, trabajo. La capacidad de realizar un trabajo en una determinada cantidad de tiempo es la potencia. De este modo, la energía no es una cosa, sino que una capacidad, propiedad o facultad de la cosa, y se distingue de la fuerza en el sentido de que la primera es un poder que tiene una cosa o un cuerpo, y la segunda es ejercida por una cosa o cuerpo en uso precisamente de ese poder. 

Específicamente, la energía es la medida de la fuerza que puede ejercer una cosa o cuerpo y está relacionada con su masa a través de la velocidad. La energía es la capacidad para efectuar trabajo, y éste, que es un estado del movimiento, corresponde a una fuerza desarrollada a lo largo de un espacio determinado. Así, un trabajo realizado por un cuerpo en posesión de energía lo efectúa cuando aplica una fuerza, moviendo el punto de aplicación sobre un segundo cuerpo. El trabajo es el producto de la fuerza por la proyección sobre ella del desplazamiento de su punto de aplicación y depende de la dirección y sentido de la fuerza, siendo el trabajo máximo cuando la proyección del desplazamiento sobre el punto de aplicación tiene su dirección y su sentido. El trabajo es evidentemente nulo si el desplazamiento y la proyección de la fuerza son perpendiculares. La energía es, de este modo, una cantidad conservada, producto de la fuerza y la distancia a través de la cual una fuerza actúa provocando un cambio del movimiento, mientras que la fuerza es, en palabras de Miguel Faraday (1791-1867), la causa de una acción, siendo la fuente de todas las posibles acciones de y sobre los cuerpos y corpúsculos del universo. Por su parte, el concepto de potencia se refiere al índice temporal al que es gastada la energía.

En mecánica la energía está en función de la masa y la velocidad. Por masa se entiende el peso de un cuerpo relativo a la gravedad y se conserva invariante a través de los procesos físicos y químicos. Por una parte, la energía de un cuerpo depende de la cantidad de masa. Por la otra, la energía de un cuerpo depende de su velocidad. Pero la velocidad de un cuerpo es siempre relativa a otro cuerpo; está siempre referida a otro cuerpo. Luego, la energía de un cuerpo está en función de la velocidad que tenga respecto a este otro cuerpo. De este modo, la energía de un cuerpo depende de su masa, la cual se mantiene sin modificación, y de su velocidad que es siempre relativa a otro cuerpo.

La energía se relaciona con la masa en dos formas distintas: como energía potencial y como energía cinética. Esta distinción nos ayudará a comprender mejor la idea de una energía variable en razón de la velocidad y relativa a un segundo cuerpo. La cantidad de energía potencial que un cuerpo puede acumular en sí mismo depende primariamente de la cantidad de masa que contenga. Secundariamente, la energía potencial es una medida del efecto que un cuerpo es capaz de ejercer sobre un segundo cuerpo en virtud de sus respectivas posiciones, direcciones y velocidades relativas.

Para ser utilizada, la energía potencial debe transformarse en energía cinética. Más aún, para volverse en otras formas de energía la energía potencial debe transformarse primero en energía cinética. Pero la transformación de la energía potencial en energía cinética es sólo un asunto de perspectiva. Conforme se relaciona un cuerpo con otro en función del movimiento, la cantidad de masa específica que el primero contiene adquiere una energía cinética determinada por el movimiento relativo de ambos cuerpos. Luego, la energía cinética es la medida del efecto que la masa de un cuerpo puede ejercer sobre la masa de otro por obra de la velocidad.

Termodinámica

La termodinámica, disciplina que analiza los procesos físicos que operan en cualquier sistema en términos de estado, y en oposición a la mecánica, complementa la descripción de la energía con gran brillo. Sus dos primeras leyes tienen una significación análoga: la energía de un sistema aislado es constante y su entropía tiende a un máximo. Su primera ley, enunciada primeramente por Hermann von Helmholtz (1821-1894) a partir del experimento de James Joule (1818-1889) que probaba la equivalencia del calor y del trabajo mecánico, es la de la conservación de la energía. Esta afirma que todo cambio en la materia debe ser compensado exactamente por la cantidad de energía: “la energía no puede ser creada ni destruida, sólo se transforma”. La energía total de un sistema aislado es siempre constante, a pesar de las transformaciones que haya sufrido.

Del mismo modo como toda estructura está constituida, en último término, por partículas fundamentales, los diversos tipos fundamentales de fuerza asociados a las estructuras son también limitados. Estas fuerzas transfieren un conjunto limitado de energías y también se disuelven en el mismo conjunto. Podemos distinguir entre estas energías la térmica, la química, la radiante, la eléctrica, la mecánica y la atómica. Únicamente la energía radiante puede darse en ausencia de masa o de carga eléctrica, pues existe en los fotones. Estas diversas formas de energía pueden transformarse unas en otras mediante un motor, el cual relaciona lo que tienen en común, que es la fuerza. Ésta se expresa en el cambio del movimiento de los cuerpos, desde partículas subatómicas hasta galaxias. Observemos que las estructuras no pueden interactuar si las fuerzas correspondientes no están relacionadas a energías del mismo tipo para que puedan sumarse, restarse o anularse.

El siguiente ejemplo puede ilustrar el caso: la reacción nuclear del Sol, asociada a las estructuras de los núcleos de hidrógeno, produce luz, la que es transmitida por radiación a la Tierra. Esta radiación produce la fotosíntesis, fenómeno químico asociado a una estructura molecular y que produce una estructura con un cierto contenido energético aprovechable. En su estado leñoso o de combustible fósil esta estructura puede combustionarse químicamente para generar calor. El calor, transmitido por radiación infrarroja, conducción y convección, excita los átomos de la estructura cristalográfica del receptor, logrando elevar su temperatura. Si es agua, puede transformarse en vapor, alterando su propia estructura intramolecular, y adquirir presión, esto es, conservar en sí la energía inicial. La presión del vapor puede mover un mecanismo asociado con una estructura mecánica, como un pistón o una turbina, y hacer girar un eje. Su movimiento, transmitido a un rotor, puede, en combinación con un estator, generar electricidad, energía asociada a la estructura del manto electrónico de los átomos. Mediante una resistencia eléctrica esta energía puede transformarse en calor y proseguir por un ciclo diferente y así sucesivamente ad in aeternum de acuerdo a la primera ley de la termodinámica o ley de conservación de energía.

La segunda ley de la termodinámica, enunciada por primera vez por Nicolás Carnot (1796-1832), nos señala no obstante que cada transformación efectuada es irreversible si no hay aporte adicional de energía, siendo la irreversibilidad una característica fundamental de la naturaleza. La energía tiende a fluir desde el punto de mayor concentración de energía al de menor concentración, hasta establecer la uniformidad. Esto es, el flujo tiene un solo sentido y, por tanto, demuestra la irreversibilidad del tiempo, rompiendo la simetría entre el antes y el después y estableciendo la diferencia entre la causa y el efecto. La obtención de trabajo a partir de energía consiste precisamente en aprovechar este flujo.

Más tarde, Rudolf J. E. Clausius (1822-1888) aportó la idea de que “en toda transformación que resulte irreversible en un sistema aislado, la entropía aumenta con el tiempo”. Entropía, palabra griega que significa transformación, es el término que Clausius empleó para representar el grado de uniformidad con que está distribuida la energía. Cuanto más uniforme, mayor es la entropía. Cuando la energía está distribuida de manera perfectamente uniforme, la entropía es máxima para el sistema en cuestión. Las concentraciones de energía tienden a igualarse y la entropía aumenta con el tiempo.

Usualmente la entropía se la representa figurativamente, a partir de Ludwig Boltzmann (1844-1906), como una medida de desorden. A pesar de que esta imagen ha ganado popularidad, frecuentemente ella se presta a gran confusión y muchos equívocos, pues el desorden se lo representa en forma estructural y, por lo tanto, estático, en circunstancias de que la entropía se trata de un fenómeno dinámico y se refiere únicamente a la energía. El error es explicar lo que ocurre con la energía recurriendo a la estructura. Y así, algunos (en realidad, muchos), expresando figurativamente la segunda ley al modo de Boltzmann, afirman que el desorden, imaginado como homogeneización estructural, siempre aumenta con cualquier proceso que ocurra en un sistema aislado, lo cual es un error.

A pesar de la difusión que ha tenido la identificación de la idea de homogeneización, propia del desorden estructural, con el concepto de uniformidad con que se describe la entropía a partir de Clausius y Boltzmann, sugiero no obstante que por entropía debe entenderse genéricamente transformación, tal como es su etimología. Ahora bien, desde el punto de vista de la energía, por entropía debe entenderse específicamente una medida de disponibilidad de energía o de la probabilidad del estado de un sistema físico; si un sistema se ha desviado de su estado de equilibrio estadístico, la probabilidad de que vuelva a dicho estado es mucho más grande que la de que se aleje aún más.

En palabras no cuánticas, lo decisivo de esta segunda ley es que afirma simplemente que en un sistema cerrado, en el que la energía permanece constante, disminuye la cantidad de energía disponible para realizar trabajo; se puede convertir todo trabajo en calor, pero no se puede convertir todo el calor en trabajo. Así, aunque se mantiene el haber total de energía, no toda ella puede ser convertida en trabajo, puesto que éste siempre fluye del cuerpo caliente al frío o, más genéricamente, desde el que tiene mayor energía potencial hacia el que tiene menos. En consecuencia, el trabajo aprovechable en cualquier proceso concreto ocurre entre dos estados determinados de energía potencial. Una vez agotada la energía disponible cesará el proceso. Si se quisiera efectuar nuevo trabajo útil habría que abrir temporalmente el sistema cerrado y suministrarle energía adicional.

Tiempo después, el mismo Clausius introdujo el interesantísimo concepto de “disgregación” a manera de una medida de la ordenación de las moléculas de un cuerpo, dándole una explicación mecánica. Contrario a esta nueva formulación de la segunda ley de la termodinámica, James Clerk Maxwell (1831-1879) argüía que ésta es una ley esencialmente estadística que describe el comportamiento de un gran número de moléculas y que no puede ser explicada mediante una teoría de los movimientos moleculares individuales. Pero para Clausius la disgregación es más fundamental que la entropía, y desde nuestra perspectiva, él andaba por el camino correcto, pues la segunda ley, más que entenderse como cambio y transformación, o desorden, se refiere principalmente al efecto de la aplicación de trabajo.

Así, en todo sistema en que la energía se convierte en trabajo, existe tanto desestructuración como estructuración de la materia. Pero puesto que toda estructura es funcional en toda escala a partir de la estructura más fundamental de todas, el resultado neto de la aplicación de trabajo, que termina en entropía, es recíprocamente una mayor estructuración de la materia. Más que un simple ordenamiento de moléculas, partículas o cualquier otro tipo de unidades, como pensaba Clausius, la disgregación es en realidad estructuración. Si lo que antes era y ahora aparece disgregado, la disgregación es en efecto la estructuración de otra cosa probablemente más compleja. De éste modo, todo trabajo se emplea en el proceso de estructuración, y toda transformación produce nuevas estructuras, incluso de escalas superiores.

Boltzmann sólo era capaz de ver desorden como resultado del ingreso de energía en un sistema. Si un tarro de pintura recién abierto, que contiene un conjunto heterogéneo de materiales, tales como pigmentos diversos, aceites, disolventes, etc. en estratos, lo revolvemos, es decir, traspasamos la energía de nuestro brazo al sistema del tarro, al cabo de unos minutos los compuestos quedarán homogeneizados y podremos aplicar el compuesto a una superficie para que quede de un solo color. Boltzmann hubiera dicho que el desorden es completo y la entropía máxima. No obstante él habría estado en un error. Para explicar este dilema, podríamos considerar esta aplicación de energía como una condición del sistema. Entonces, al cabo de días o semanas de revolver, sin duda aparecerán algunos pequeños conglomerados y grumos en ella, hasta que se produzca algún tipo de estructuración nueva, probablemente no tan funcional a nuestras necesidades como para cubrir de color alguna superficie.

Sin embargo, la estructuración que resulta de la entropía no se limita unilinealmente a la sola escala del sistema considerado, como ocurre cuando una sustancia, junto a otra (u otras) se transforma en una tercera. Así, por ejemplo, algunos seguidores de Boltzmann debieran “lamentar que cristales de sacarosa deban disolverse irreversiblemente en, digamos, un determinado volumen de leche de vaca. Pero si tras aplicar calor y revolver la mezcla por un tiempo obtenemos una nueva estructura caracterizada por un color, textura, sabor y hasta aroma que nos deleita y que llamamos “manjar blanco”, ya no tendríamos razón para lamentarnos. Incluso, aquellos seguidores quedarían perplejos si esta nueva estructura se transformara en subestructura de otra extraordinaria estructura que llamamos torta de panqueque con nuez.

Lo que indica el ejemplo anterior es que las fuerzas exógenas que intervienen en un sistema producirán ciertamente grados de desestructuración y de homogeneización. Si estas fuerzas exógenas son consideradas como condiciones del sistema, como por ejemplo, la fuerza de gravedad, la radiación solar, la presión atmosférica, la humedad relativa, etc., no sólo las fuerzas endógenas de las partículas fundamentales, sino que también la capacidad funcional de las estructuras para transformar energía exógena y para relacionarse mutuamente, conseguirán nuevas estructuraciones de la materia.

El punto que se debe destacar es que la energía que ingresa en un sistema no lo hace en forma indiferenciada, sino que mediante algún tipo específico de fuerza o de fuerzas. Ciertamente, a una causa determinada sigue un efecto también determinado. Este efecto puede ser una estructuración a escala superior, como cuando se juntan dos átomos de hidrógeno con uno de oxígeno. La estructuración resulta virtualmente impredecible, no pudiendo establecerse el efecto específico que sigue, cuando una pluralidad de causas actúa en forma aleatoria y variable.

En consecuencia, se puede sugerir que entropía no significa sólo homogeneización, sino que su resultado es la estructuración, y que lo que la segunda ley de la termodinámica expresa realmente es que en un sistema cualquiera la energía disponible empleada para realizar trabajo no produce necesariamente uniformidad y menos desorden. Por el contrario, esta energía se utiliza para estructurar la materia según la funcionalidad de las estructuras y dependiendo de sus distintas escalas, desde las más simples hasta las más complejas. Además, las estructuras creadas obtienen un equilibrio energético y una conservación molecular, situación que tiende a mantenerse mientras el sistema no entregue ni absorba energía, esto es, que no sea ni causa ni efecto.

Si se deseara aumentar al máximo la entropía, el estado final del proceso debiera tener la temperatura más baja posible. La entropía máxima que se puede esperar es que toda la energía haya sido empleada en el proceso de estructuración. Sin embargo, la entropía tiene un límite que es expresado por una tercera ley de la termodinámica: “conforme nos acercamos al cero absoluto, las energías libres y totales llegarán a hacerse iguales”. Esta ley implica que nunca un cuerpo puede llegar a la temperatura de cero absoluto, punto en el cual los procesos transcurren sin pérdida de energía. El cero absoluto no puede ser alcanzado; es inaccesible. A la temperatura de cero absoluto simplemente deja de haber movimiento. De este modo, mientras la velocidad finita de la teoría de la relatividad fija el límite máximo a los cambios de energía posible, la energía de punto cero de la termodinámica les fija el límite mínimo. Esta limitación de un proceso natural --el alejamiento asintótico de un ideal propuesto por las nociones matemáticas de infinito y cero-- condiciona la realidad del universo. Todos los cambios reales de energía son finitos y todo cambio de energía, por pequeña que sea, implica pérdida. Jamás se puede alcanzar la estructuración absoluta.

Todo sistema, en cuanto estructura, pertenece a un sistema de escala mayor, siendo el mayor de todos, límite absoluto de todo, el mismo universo. En este sentido, ningún sistema puede ser considerado absolutamente cerrado, pues forma parte del universo de una u otra manera. Y el universo, en tanto sistema, no es cerrado, pues sus límites se van expandiendo en forma continua y permanente a la misma velocidad que la máxima que puede alcanzar la causalidad, que es la de la luz.

Teoría especial de la relatividad

Para la teoría especial de la relatividad, producto del genio de  Albert Einstein (1879-1955), el acrecentamiento de la energía cinética de un cuerpo ocurre simultáneamente con el de su masa, y alcanza a ser enorme para velocidades próximas a la de la luz, llegando a ser infinita si la masa lograra dicha velocidad, cosa que lógicamente es imposible experimentar, indicando que la velocidad de la luz es una barrera infranqueable. Einstein dedujo que la energía de un cuerpo en reposo es el producto de su masa por el cuadrado de la velocidad de la luz, relación que se escribe en la famosa fórmula E = m c². Así, la energía contenida en la masa es enorme (1 gramo de masa contiene 9 billones de julios, ó 25 millones de kilovatios hora). Esta realidad es de gran importancia y significa que la energía y la masa son interconvertibles, siendo la masa un enorme acumulador de la energía y siendo ambas dos aspectos de una misma realidad. Si en el comienzo del universo sólo hubo energía, la masa existente ha sido el producto de la conversión de parte de dicha energía.

Así, pues, la teoría de la relatividad especial surgió para compatibilizar la idea newtoniana de que toda velocidad, incluida la de la luz, depende del movimiento del observador, con la idea de que la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores. Esta teoría, publicada por Einstein en 1905, se denomina “especial” o “restringida” porque se refiere al movimiento a velocidad constante respecto al observador, y se distingue de la teoría “general”, publicada diez años después, que se refiere al movimiento uniformemente acelerado. Analizaremos a continuación el fundamento de esta primera teoría.

Newton supuso que para las leyes físicas de la inercia y la gravitación debe existir un sistema de referencia absoluto. Este sistema lo atribuyó a un tiempo y un espacio absolutos, donde los acontecimientos son simultáneos. Esta idea probó ser una abstracción, o una simplificación de la realidad. Así, pues, mientras los parámetros de tiempo y espacio fueron considerados absolutos, se pudo pensar en la simultaneidad de los sucesos para distintos observadores. Pero, a partir del descubrimiento realizado por Albert A. Michelson (1852-1931) y Edward Morley (1838-1923) de que la velocidad del movimiento tiene un límite absoluto de 299.793 kilómetros por segundo en el espacio vacío, Einstein revolucionó la concepción euclidiana respecto a la infinitud y la eternidad del universo. En primer término, si la velocidad máxima del movimiento es la de la luz y tiene un valor absoluto, ella constituye una constante universal. Esta velocidad máxima para la propagación de una causa se refiere tanto a los fenómenos electromagnéticos, por ejemplo la luz, como a los fenómenos gravitacionales, y es el tope absoluto para el movimiento de la masa.

En segundo lugar, si la velocidad del movimiento tiene un límite máximo absoluto, entonces el tiempo y el espacio tienen que ser relativos para un observador con relación al cuerpo observado que se mueve, ya que la velocidad de la luz es enteramente independiente del movimiento tanto de la fuente luminosa como del observador. Así, dos sucesos acaecidos en lugares diferentes son o no simultáneos dependiendo de la posición del observador. El universo no tiene un sistema de referencia absoluto, diría Einstein. Agregaremos que los únicos referentes absolutos para el universo son su inicio en el big bang, la gran explosión que estuvo en el origen del universo, y el tiempo presente del observador. El hecho de que el tiempo y el espacio son en sí mismos relativos y que se relacionan entre sí a través de la velocidad de la luz, único parámetro absoluto, llevó a Einstein a hablar, no de tiempo y espacio, sino de espacio-tiempo.

La teoría de la relatividad especial parte, como hipótesis fundamental, de que las acciones no pueden propagar sus efectos con una velocidad mayor que la de la luz. La propagación de la fuerza no puede superar la velocidad de la luz. Esta velocidad es el límite de la propagación del efecto en el cono de luz, que comprende los puntos espacio-temporales que son alcanzados por la onda lumínica emitida por el punto activo. Puesto que el campo de fuerza, cuya velocidad máxima es la de la luz, determina las relaciones espacio-temporales entre los sucesos, no puede existir un sistema de referencia absoluto. Todos los sistemas inerciales son equivalentes, y la contracción de las longitudes y la dilatación de las duraciones observadas son recíprocas. En el espacio-tiempo newtoniano podemos suponer que entre el pasado y el futuro se intercala un momento infinitamente breve, al que llamamos el instante actual. Einstein descubrió que lo que se intercala es un intervalo temporal finito cuya amplitud depende de la distancia espacial entre el acontecimiento y el observador, y, en último término, entre la causa y el efecto, pues lo percibido por el observador es el efecto del acontecimiento.

Al aceptar que la velocidad de la luz es constante, se debe aceptar también una serie de fenómenos inesperados que salen de nuestra experiencia cotidiana. Famosos son los ejemplos de Einstein empleando trenes en marcha, varas de medida y relojes para dar a entender que para un observador los objetos tienden a acortarse en la dirección del movimiento hasta llegar a una longitud nula en el límite de la velocidad de la luz (contracción de FitzGerald). En dichos objetos, para el observador, el paso del tiempo tiende a hacerse más lento, hasta detenerse en el límite de la velocidad de la luz. Para el mismo observador la masa de aquellos objetos en movimiento tiende a aumentar con la velocidad hasta hacerse infinita con la velocidad de la luz (transformación de Lorentz).

El corolario que sigue es que la energía que se debe imprimir a un cuerpo tendría que ser infinita para que llegara a alcanzar la velocidad máxima límite; o, desde el punto de vista complementario, la masa de tal cuerpo que alcance la velocidad de la luz llegaría a ser infinita en la perspectiva del observador ubicado ya sea en el punto de partida o en el de llegada; toda la energía que se le transfiera se va convirtiendo en masa a medida que el cuerpo se va desplazando cada vez más cercano a la velocidad de la luz, desde el punto de vista de dicho observador. Por ello, a la velocidad máxima absoluta, o de la luz, no puede haber masa. De ahí que tan solo los neutrinos y los fotones, las únicas partículas que se desplazan a esa velocidad, no tienen masa ni carga eléctrica, y de éstos, sólo los fotones tienen únicamente energía.

La energía que contendría la masa de un cuerpo que viajara a la velocidad de la luz es más que el suplemento de masa que se agrega a la masa de un cuerpo cuando es sacado del reposo y que proviene de la transformación, proporcional al cuadrado de la velocidad, de su energía cinética en masa, según lo establecido por Newton. Según la teoría de la relatividad, ese suplemento es infinito. El suplemento de masa no es proporcional a la velocidad, sino que se va haciendo asintóticamente infinito a medida que la masa se acerca a la velocidad de la luz.

Einstein dedujo que la masa y la energía son interconvertibles a la velocidad de la luz. A esta velocidad la masa adquiere una nueva función, además de las establecidas por Newton de inercia y gravedad. Su sencilla fórmula E = mc² afirma que la masa es una forma muy concentrada de energía, pues el valor de la velocidad de la luz al cuadrado es realmente grande. Esta relación fue experimentalmente comprobada en 1932 por Cockroft y Walton, en su acelerador de partículas, al descomponer en dos núcleos de helio un núcleo de litio, bombardeado con protones de hidrógeno. La famosa fórmula significa que la masa es condensación de energía y que puede también convertirse en energía.

Energía discreta

Cinco años antes de que el citado Einstein enunciara su notable teoría, la de la relatividad especial, y a días de comenzar el siglo XX, el 14 de diciembre de 1900, Max Planck (1858-1947), a pesar de sus propias convicciones, pero a consecuencia de los porfiados hechos empíricos, se había visto obligado a emitir la otra gran teoría que, en el siglo XX, conmocionó la física hasta sus cimientos. Había concluido que contra toda lógica la energía de la radiación de un cuerpo negro está cuantificada y es emitida de forma discontinua, como unidades discretas, es decir, que la energía que se intercambia entre dos cuerpos es en forma celular e indivisa.

Aunque supuso que la discontinuidad reside únicamente en el intercambio de energía entre el cuerpo y la radiación, se comprobó más tarde que el cuerpo no sólo está conformado por unidades discretas que generan lugares espaciales, sino que estas unidades, por el hecho de ser discretas, emiten o reciben energía también como unidades discretas o cuantos de energía, es decir, sin continuidad alguna. Es como una llave de agua: abierta completamente sale un chorro, el que va disminuyendo en la medida que la llave se va cerrando; pero en un punto dado del cierre el agua no seguirá fluyendo como un hilillo cada vez más fino, sino que como gotas muy uniformes y cuya frecuencia irá disminuyendo con cada apriete para cerrar la llave. Tal como la teoría de la relatividad había puesto límite a la velocidad de la relación causal, la mecánica cuántica afirmaba que la relación causal no es continua. El cambio en la escala más pequeña se producía por saltos y no en forma continua. De este modo, se concluía que la energía se transmite en “paquetes” o cuantos (de la palabra latina quantum).

A partir de la mecánica cuántica, el mismo Einstein explicó, en 1918, el fenómeno fotoeléctrico, o más bien, el fenómeno fotoeléctrico explica la mecánica cuántica mejor que el de las radiaciones del cuerpo negro empleado por Planck. Fue por esta contribución, y no por su revolucionaria teoría de la relatividad, que él recibió el premio Nobel. El proceso de absorción de la luz y emisión de electrones es un proceso estadístico, en el cual el átomo captura cuantos luminosos, granos de luz, o “fotones” como él los designó, de cierta frecuencia, y expulsa electrones, y la velocidad de los electrones expulsados no depende de la intensidad de la luz, sino de su frecuencia.

Podemos inferir que no existe un continuum preexistente de espacio-tiempo, como Einstein supuso, sino que tanto el espacio como el tiempo comienzan a existir a partir de dimensiones muy pequeñas y discretas –las definidas por el número de Planck–, es decir, las que pueden establecer dos o más partículas subatómicas cuando interactúan. En otras palabras, la existencia del espacio y el tiempo está determinada por la interacción causal de la materia. Para que estas partículas materiales puedan interactuar necesitan poseer energía. Pero el intercambio de energía entre las partículas fundamentales es discreto, es decir, la energía se traspasa en paquetes o cuánticamente. Esto quiere decir que ambos, el tiempo y el espacio, no son continuos ni infinitesimalmente pequeños, sino que son granulados, constituyendo el número de Planck la menor dimensión de los granos de espacio-tiempo.

LA ENERGÍA EN LA METAFÍSICA

La energía como masa y carga eléctrica

En el curso de la historia del universo, cuyo origen estuvo en una cantidad infinita de energía contenida en un punto espacial infinitamente pequeño, se puede suponer que la condensación de energía, en la medida que el espacio se fue expandiendo a la velocidad de la luz, ha tenido como resultado una creciente estructuración de la materia que ha tenido como principio la conversión de energía en masa y carga eléctrica. Todas las cosas del universo no han emergido con diferentes grados de estructuración, sino que han surgido a partir de las partículas fundamentales que han sido el inicio de la estructuración de la materia para proseguir a través de escalas sucesivas cada vez más complejas. Toda estructura es una forma de contener energía, y la masa y la carga eléctrica se han ido estructurando en formas cada vez más eficientes de contener y utilizar energía.

La energía es una propiedad de la masa y de la carga eléctrica. Para ejercer fuerza un cuerpo requiere de esta propiedad. Incluso el fotón, que es energía, no puede ser identificado con la energía pura, pues es una partícula que la mediatiza de modo cuántico según una determinada longitud de onda y una determinada frecuencia, las que determinan que pertenezca a los fenómenos electromagnéticos, teniendo además la particularidad de transportarla a la velocidad de la luz. La energía mediatizada por la masa y la carga eléctrica resulta en funciones específicas que se presentan en fuerzas. La masa posee dos tipos específicos de funciones: la inercia y la fuerza de gravedad, y la carga eléctrica posee la fuerza electromagnética que posee dos signos antagónicos. Así, la energía es un principio que es común a toda la materia. No sólo es intercambiable con la masa, según la teoría especial de la relatividad, sino que también de ella surge el par de cargas eléctricas de signos contrarios y en ella este par se disuelve cuando se vence la resistencia de la repulsión entre las cargas.

Entonces un cuerpo no es sólo masa. La materia se presenta también como carga eléctrica. Estas manifestaciones de la materia producen fuerzas correlativas. Siempre que la materia esté considerada como masa, está referida a las fuerzas gravitacionales y genera un campo gravitacional. Pero si la materia está considerada como carga eléctrica, está referida a las fuerzas electromagnéticas y genera un campo electromagnético. En ambos campos específicos es posible la interacción de las partículas. Puesto que estas dos fuerzas generan campos de alcance infinito, éstas son decisivas en la estructuración de la materia en todas sus escalas posibles.

En el estudio de las partículas subatómicas, se observa que la materia se presenta activa de otras maneras. Así, si la materia está considerada como núcleo atómico, está referida a la fuerza llamada “nuclear fuerte” que mantiene a los protones y neutrones firmemente unidos en el núcleo atómico, dándole estabilidad y evitando que los protones, por poseer el mismo tipo de carga eléctrica, se repelan entre sí y tiendan a separarse. El radio de acción de esta fuerza es de corto alcance. En las reacciones en que intervienen leptones (electrones, positrones, neutrinos y muones), aparece una nueva clase de interacción que es más débil que la fuerza electromagnética, aunque muchísimo más fuerte que las fuerzas gravitatoria y de alcance muy corto. Se la conoce como “interacción débil”.

También pudiera ser considerada, además de las cuatro fuerzas mencionadas, una fuerza que estaría actuando en la escala fundamental, que daría cuenta de la unión de la masa con la carga eléctrica, pues es claro que una carga eléctrica no puede existir sin estar asociada a masa. Esta fuerza debiera ser poderosísima, pues tanto los electrones como los protones son extremadamente estables. Ambos poseen masa y carga eléctrica, y son también las partículas que siempre aparecen después de la desintegración de partículas con mayor masa. Hasta ahora no se ha construido algún acelerador de partículas lo suficientemente poderoso como para desintegrarlos y separar la masa de la carga eléctrica.

Lo que puede concluirse de lo anterior es que la energía no es una capacidad indiferenciada y amorfa que posee un cuerpo, sino que es un germen que puede transformarse en masa y carga eléctrica o ser usada por la masa o la carga eléctrica de manera tan distintiva que llega a poseer un comportamiento o función absolutamente determinado, y de este comportamiento se pueden reconocer leyes naturales. Desde el mismo comienzo del universo la energía se ha condensado en determinadas partículas fundamentales distintivas, siendo las pertenecientes a cada tipo idénticas entre sí y funcionando del mismo modo. Adicionalmente, éstas han podido interactuar e interactúan de modo absolutamente determinado en su propia escala y pueden estructurar cosas en escalas superiores también de modo determinado. Esto resulta evidente en cosas de escalas primitivas, como partículas subatómicas, átomos y moléculas. La complejidad de las estructuras de escalas superiores opaca este hecho de una funcionalidad específica y determinada.

La energía en evolución

Haremos el esfuerzo de intentar aproximarnos a la realidad desde la perspectiva de la energía y no de la materia. Consideremos que esta última ha sido el objeto material de los filósofos desde la antigüedad. Ni Heráclito, para quien todo es devenir, filosofó sobre la energía. La razón es que el concepto de energía surgió con la ciencia moderna, recién a partir de la segunda mitad del siglo XIX. Ello quiere decir también que nuestro esfuerzo filosófico será hecho sobre fundamentos construidos por la ciencia que ya revisamos.

El universo, considerado después del bigbang, es el objeto de estudio tanto de la ciencia como de la filosofía, disciplinas que han encontrado en el análisis de las relaciones y de las causas la posibilidad del conocimiento objetivo. Las anteriores afirmaciones, de carácter más bien filosófico, pueden ser hechas ahora y después de decisivos descubrimientos y desarrollos científicos. Estos descubrimientos y desarrollos están relacionados con la energía y la materia, la masa y la carga eléctrica, el tiempo y el espacio, la causa y el efecto, la fuerza y la estructura.

El bigbang marca el principio del universo y también lo más antiguo que nos es posible llegar a conocer. Lo que ocurrió antes de este singularísimo evento nada podemos conocer, pues nuestro conocimiento proviene de la experiencia u observación acerca el universo. En la experiencia científica podemos observar y medir la energía —presión, temperatura, fuerza, etc.—, pero no directamente, sino que en los objetos materiales. Podemos concluir que la energía no tiene existencia en sí misma. Sin embargo, si afirmamos tal cosa, podemos inferir que ella debió previamente haber estado contenida en alguna entidad. Los conceptos bíblicos de “creación” y del universo como “soplo divino” comienzan a adquirir un significado objetivo.

A partir de la famosa ecuación de Einstein, de que la energía es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado, se puede concluir con algo que no es tan evidente: que la energía no existe por sí misma, sino que está vinculada a algo. En nuestro universo ese algo es material, como la masa o la carga eléctrica. Se podría afirmar también que previo al bigbang, toda la infinita energía que compone el universo, ya sea como materia o vinculada a la materia, estuvo contenida en un agente que muchos denominan su creador, por lo que bigbang se puede definir como un traspaso instantáneo, irreversible y definitivo de energía infinita a nuestro material universo en el mismo instante de su inicio. Sigue a continuación la idea de que la energía que este agente suministró al universo, tal como si fuera un sistema, no termina en desorden, sino que es utilizada para estructurar la materia.

Aunque este agente, que algunos pueden llamar Dios, pudiera estar al comienzo de la existencia del universo, su acción posterior sobre éste proviene de haberlo creado con capacidad para evolucionar y estructurarse en formas cada vez más complejas a partir de lo más simple: la energía primigenia. Esta idea difiere radicalmente del pensamiento tradicional, anevolutivo y fundamentalista, que ha sido influenciado por el Génesis, del que se deduce que la creación consistió en un conjunto de actos divinos efectuados en el principio de los tiempos y para todos los tiempos. Pero este agente no creó cosas por etapas. Lo que podríamos decir es que en un instante dado, de esta entidad meta universalemanó una energía infinita que contenía el código para todas las leyes naturales que comandan el funcionamiento del universo y que estuvo condicionada para condensarse en determinadas partículas fundamentales tan específicamente funcionales que conforman una materia con capacidad para, en el curso del tiempo, estructurarse indefinidamente y evolucionar en infinitas formas a través de una multiplicidad de escalas. Desde luego, esta idea contradice la afirmación de San Agustín (354-430) de que Dios creó el universo ab nihilo, es decir, de la nada.

Si al universo le suponemos un comienzo, como se desprende con fuerza cada vez mayor de todos los descubrimientos cosmológicos que se han ido efectuando, para comenzar a existir, la materia necesitó de un acto de creación por parte de un agente externo a ella, como se ha dicho más arriba. Aunque sostengamos con Stephen W. Hawking (1942- ) que la materia salió de la nada a través de una separación de ella y su contraria, la antimateria, debió necesitar de todos modos de un agente externo al universo que de la nada haya, en un momento dado y con gran traspaso de energía, producido o separado estas dos existencias mutuamente extinguibles, pero generadoras a su vez de energía. Algo similar puede decirse de Ernst Pascual Jordan (1902-1980), quien postuló que no existe diferencia energética alguna entre el universo de cosas y el universo vacío, pues a la energía ligada a la masa se podría restar la energía gravitacional, ambas supuestamente de un mismo valor equivalente.

Una explicación a esta correlación energética puede residir en la posibilidad de que la fuerza gravitacional esté vinculada a la energía primigenia del acto creativo del bigbang que propulsó radialmente la masa a la velocidad de la luz, siendo la masa misma condensación de la energía primigenia. Según esta teoría propuesta por el autor de este ensayo, el bigbang sería una especie de tronco o base para toda la masa del universo, uniendo dicho acto al comienzo del universo con el momento presente. En un segundo punto de vista, la de cada observador en particular—o la de cada cosa existente— el bigbang envuelve su propio universo (ver http://metrocosmos-es.blogspot.com). Así, pues, el bigbang, que no seríaotra cosa que el soplo divino, es el instante del comienzo de la creación y es igualmente el capullo que envuelve todo el universo. Estas ideas parecen menos fantásticas e inverosímiles que muchas de las postuladas por eminentes cosmólogos, quienes, fieles a sus principios científicos, no han querido tal vez introducir factores meta universales en una realidad que forzosamente limita con lo que transciende el universo (siendo quizás su otro límite la posible existencia después de la muerte de cada ser humano).

Pero el ulterior desarrollo y evolución del universo no necesita ni de una causa extra-natural ni de una causa final para ser explicado. Reeditando en parte la noción deísta dieciochesca de deus ex machina, los procesos materiales prescinden de la causalidad divina y adquieren autonomía inmanente en razón del determinismo de la causalidad y de la capacidad inmanente de la materia para estructurarse. La estructuración que la materia en definitiva actualiza es aquella que le es posible según las leyes que la rigen y según la capacidad de subsistencia que la funcionalidad resultante de una estructuración particular le confiere.

Cabría agregar que si el curso de la evolución del universo tiene algún sentido más allá de la estructuración histórica que ha experimentado la materia, no es resorte de la ciencia para determinarlo. Por parte de la finalidad, si acaso la evolución y la estructuración del universo tienen un propósito, una intención, una causa final, es algo que es imposible inferir por su solo conocimiento. Y el hecho comprobable de su progresiva complejificación, en términos de Pierre Teilhard de Chardin (1881-1955), es insuficiente para concluir que existe necesariamente una intencionalidad divina, aunque no lo es ciertamente para concluir sobre su imposibilidad. Simplemente, el conocimiento objetivo no puede determinarlo.

Sin embargo, el hecho de que el universo ha estado evolucionando desde su inicio y que seguirá haciéndolo hasta el final de los tiempos nos indica que la creación es energía que emana permanentemente desde el principio y es fuerza que continua estructurando la materia. Las anteriores nociones son las que separan abruptamente la mentalidad científica de la mítica. En la actualidad podemos pensar que desde el primer instante de su existencia la materia tuvo las características que no sólo le permitieron adquirir infinitas formas, sino también la energía para ir conformando estructuras cada vez más complejas y funcionales. Es maravilloso saber que la materia que compone el universo surgió con una capacidad intrínseca para desarrollarse y evolucionar ilimitadamente, pero según leyes y relaciones de causa-efecto muy determinadas.

La esencia de la energía

Podremos entender la energía, en el término más genérico, como un principio de actividad, cambio y estructuración. No es ni una cosa, una sustancia ni tampoco un fluido. No tiene existencia en sí misma, pero está presente en todo el universo. De hecho, el universo entero está construido de energía como su única materia prima. Si el universo todo tuvo un mismo comienzo y si todo él está compuesto por el mismo tipo de energía, el universo tiene unidad por origen y composición,y las leyes de la naturaleza, cuyo descubrimiento tanto ocupa a los científicos, se cumplen para todo el universo en el curso de su historia.

Una característica de la energía es que no tiene ni tiempo ni espacio. Estos parámetros pertenecen a la materia. Por lo tanto, el bigbang se originó en un punto atemporal y adimensional. Podemos inferir que en el mismo instante del bigbang la energía se convirtió en materia. Y en su interacción la materia comenzó a desarrollar el tiempo y el espacio, y el universo comenzó a devenir, expandiéndose desde entonces y desde este origen a la velocidad constante de la luz. Dadas su densidad y su temperatura, en un comienzo y por algún tiempo el universo estuvo constituido por un plasma abrasador y superdenso, pero que tendía a enfriarse y a aligerarse por estar en expansión.

La energía primordial no comenzó como algo amorfo o indeterminado. Como se dijo más arriba, contenía en sí misma no solo los modos precisos y específicos de su conversión en materia, sino que también el código de las leyes naturales por el cual la materia interactúa, se estructura y evoluciona. Esta idea podría ser una salida para la absurda polémica entre evolucionistas y creacionistas que está en boga en EE.UU. Una parte de la energía se convirtió en masa y otra parte, en cargas eléctricas bipolares. Desde luego, esta conversión no fue tan simple y los físicos nucleares hacen enormes esfuerzos para comprender las funciones y características de las decenas de partículas subatómicas que surgen de las colisiones que ellos producen en aceleradores de partículas.

Lo que puede concluirse de lo anterior es que la energía no es una capacidad indiferenciada y amorfa que posee un cuerpo, sino que puede transformarse en masa y carga eléctrica o ser usada por la masa o la carga eléctrica de manera tan distintiva que llega a poseer un comportamiento absolutamente determinado, y de este comportamiento se pueden reconocer leyes naturales. Desde el mismo comienzo del universo la energía se ha condensado en determinadas partículas fundamentales distintivas, siendo las pertenecientes a cada tipo idénticas entre sí, por lo que funcionan del mismo modo. Adicionalmente, éstas han podido interactuar e interactúan de modo absolutamente determinado en su propia escala, y pueden estructurar cosas en escalas superiores también de modo determinado, según las leyes naturales que va develando la ciencia.

Algunos científicos creen observar un completo indeterminismo en el origen del universo, pudiendo éste haber evolucionado indistintamente y al azar en cualquier sentido. No logran considerar el hecho de que el universo ha seguido la dirección impresa desde su origen según las propiedades de la energía primordial, la que para nada ha sido azarosa. La energía primigenia ha ido dando origen a la estructuración ulterior de la materia a partir de su condensación primera en partículas fundamentales, en un acto de creación que no tiene término y según un código preestablecido.

La conversión de la energía en materia requirió ingentes cantidades de energía. La conversión en masa obedece a la famosa fórmula de Einstein, E = mc², que indica la enorme cantidad de energía requerida en su condensación en masa. Una energía (cinética) infinita —concepto aborrecible por la ciencia, que estudia lo que es delimitado— se requirió adicionalmente para proyectar la materia masiva desde su origen en el bigbang a la velocidad de la luz hacia todas direcciones. La conversión en carga eléctrica requirió también mucha energía. La fuerza para vencer la resistencia entre dos cargas eléctricas del mismo signo es enorme. Se calcula que solamente 100.000 electrones unipolares reunidos en un punto ejercerían la misma fuerza que la fuerza de gravedad de toda la masa existente de la Tierra. Habiéndose transformado la energía en masa y carga eléctrica, podemos concluir entonces que la energía pasa a constituirse en una propiedad que poseen ambos tipos de concreciones materiales de la energía.

A partir del bigbang, fue posible también el desarrollo del tiempo y la extensión del espacio. Este desarrollo y esta expansión no fueron independientes de la conversión de la energía en masa y carga eléctrica. Las partículas fundamentales responsables de estas dos propiedades son altamente funcionales y generan sus propios campos espaciales de fuerza, dentro de los cuales pueden interactuar causalmente. A partir de la transformación de la energía en partículas fundamentales que crean sus propios campos de fuerza, surgieron el tiempo y el espacio. El tiempo mide la duración que tiene una relación causal y el espacio mide su extensión. De este modo, ambos –el espacio y el tiempo– son las medidas de la extensión y de la duración de un proceso. En ambos casos el espacio y el tiempo miden una causa en relación a su efecto. Por una parte el espacio mide la distancia entre una causa y su efecto y el cambio operado por ambos. Por la otra el tiempo mide lo que demora una causa en afectar un efecto y cuanto demora un cambio mientras ocurre. Cuando el cambio se mide a través de la relación causal, el tiempo se vuelve irreversible, porque existe gasto de energía y estructuración de algo. El espacio y el tiempo no sólo dependen de la materia y la energía, sino que son temporal y naturalmente posteriores. El tiempo es la tasa a la cual la energía se transfiere en un proceso. Si Heráclito hablaba de devenir, lo correcto es hablar de procesos.

El universo que devino del bigbang se caracteriza por ser un continuo cambio y transformación. Pero todo cambio es un proceso que se desarrolla en el tiempo y abarca un espacio definido. Específicamente, tanto como la estructuración de la materia conformó el espacio (un espacio es inconcebible si no es parte de una estructura), la funcionalidad de las estructuras que transforma la energía en fuerza hizo posible el tiempo (el tiempo es generado por la relación causal).

La relación causal

La fuerza se ejerce por el traspaso de energía entre dos cuerpos, y este traspaso se verifica a través de la fuerza y produce el cambio, con lo que se explicita la relación entre la causa y el efecto. La fuerza es la propiedad de la materia que permite que sus partes se relacionen causalmente en sus distintas manifestaciones a través de la energía. Toda relación de causa-efecto significa cambio y el vínculo entre una causa y un efecto es la fuerza. Una causa es el ejercicio de una fuerza que tiene por término un efecto. En la relación causal la causa genera una fuerza que el efecto absorbe y, en esta acción, ambos son modificados de alguna manera. La fuerza genera la relación causal al actualizar la energía. Un efecto es producido por la fuerza, recibiendo la energía que ésta porta. El ejercicio de una fuerza requiere contener energía en alguna forma, ya sea acumulada, como portadora (energía potencial), ya sea en movimiento, como transmisora (energía cinética). La fuerza es el vehículo de la energía que transita a lo largo de un acontecimiento entre una causa y un efecto. El cambio es el producto de la transferencia de energía por medio de la fuerza que produce estructuraciones y desestructuraciones en los cuerpos durante un acontecimiento o proceso.

Puesto que en toda relación causal se produce una secuencia temporal, la fuerza es aquello que se interpone entre el “antes” y el “después” de tal acontecimiento; ella constituye el “ahora” del acontecimiento. En todo cambio hay traspaso de energía de acuerdo a la primera ley de la termodinámica; todo cambio es irreversible, según su segunda ley. Por lo tanto, podemos subrayar que la fuerza genera el devenir y desarrolla el tiempo. Los acontecimientos conforman un proceso que genera un tiempo y un espacio para efectuarse. Una relación causal es el proceso, y depende de la cantidad de energía que se transfiere y de la velocidad de la transferencia. Un cambio puede ser tan imperceptible como la evaporación del agua en un vaso en el ambiente de una pieza o tan explosivo como la oxidación de un volumen de hidrógeno. También entre la causa y su efecto se genera un tiempo y un espacio, siendo la relación más rápida la que alcanza la velocidad de la luz. El espacio generado en una relación causal adquiere significación sólo cuando la causa y su efecto se relacionan entre sí; antes son solo campos de fuerza de ambos, causa y efecto, que no se relacionan aún.

Un solo acontecimiento, una sola relación causa-efecto, no logra decirnos mucho acerca del espacio-tiempo: tan sólo que un acontecimiento separa un antes de un después en algún lugar. La dimensión espacio-temporal es el conjunto de los múltiples acontecimientos particulares que están sucesivamente relacionados en un proceso, porque se van actualizando en un tiempo determinado, que es el presente para un determinado lugar del espacio. Pero esta dimensión no puede ser únicamente lineal, ni tampoco unidimensional. El tiempo no es independiente del espacio, pues la sucesión de acontecimientos no se da únicamente en un punto espacial, sino que abarca un tejido interdependiente de distintos acontecimientos cuya correlación es asunto de la posición en el espacio no sólo del observador, que es un referente particular, sino del big bang, que es el referente absoluto del universo. El universo es el conjunto de las interrelaciones causales que tiene su origen en el big bang. Y a causa de este origen común y estar compuesto por la misma energía, aquél tiene unidad y sus leyes naturales se cumplen en todo tiempo y lugar.

La acción de la materia no ocurre en el espacio-tiempo, sino que produce el espacio-tiempo. La relación de causalidad se da tanto directamente, mediante el contacto entre corpúsculos y cuerpos, como indirectamente, mediante los campos de fuerzas gravitacionales y electromagnéticos. Einstein descubrió que el fotón es la partícula encargada de las relaciones de causalidad electromagnética a distancia. De modo distinto, sin intervención de una supuesta partícula gravitacional, pero a causa de la funcionalidad gravitacional de la masa se produce la causalidad de la gravitación, y ello es efecto de la expansión del universo.

El espacio es propio de la estructura, y el tiempo, de la fuerza. Entonces, nuestro universo no es el campo espacio-temporal donde juegan fuerzas y estructuras, sino que el juego mismo es el espacio-tiempo desarrollado por la interacción fuerza-estructura. Si su origen primigenio fue una energía infinita contenida en un no-espacio, su evolución en el curso del tiempo ha seguido el transcurso de una continua y cada vez más compleja estructuración, la cual ha ido desarrollado el espacio. En el universo existen un límite inferior y un límite superior para la acción de la causalidad. El límite inferior es la dimensión del cuanto de energía, dado por el número de Planck, y que determina la escala más pequeña para la existencia de la relación causal. El límite superior para la relación causal se refiere a la velocidad máxima que puede tener el cambio, que es la de la luz.

La explicación de las anteriores afirmaciones se encuentra en dos consideraciones que son importantes. Por una parte, la energía no tiene existencia en sí misma, sino que a través de la materia. La materia en sí misma es condensación de energía. Pero también la materia es el medio a través del cual la energía fluye de un lugar a otro. Por la otra, la materia no es un algo indiferenciado, sino que estructurado. Al decir estructurado me refiero a dos características. En primer lugar, una estructura está compuesta por estructuras de escalas menores y forma parte de estructuras de escalas mayores, y en segundo término, toda estructura es específicamente funcional, es decir, emplea la energía para ejercer fuerza de manera específica. Las leyes de la termodinámica se refieren a la cantidad de energía. Evidentemente, la energía puede medirse por la cantidad, pero en la energía convertida en fuerza gracias a la funcionalidad específica de cada estructura se mide más bien la calidad. Por ejemplo, la energía contenida en el azúcar que la sangre lleva al cerebro es transformada por las neuronas en complejos pensamientos, tales como relacionar conceptos tan abstractos como materia, energía, estructura y fuerza. Así, en este ejemplo se pueden distinguir la física, la química, la biología, la psicología y la filosofía.

En síntesis, puntos atemporales y adimensionales de energía, condensadas en masas y cargas eléctricas funcionales y estructuradas naturalmente según las “leyes naturales”, generan espacio-tiempo al interactuar entre sí. Inversamente, masas y cargas eléctricas estructuradas en la escala máxima de estructuración, que es la conciencia de símisma de la persona, generan racional, afectiva y efectivamente productos psíquicos unificados que estructuran la energía indeleblemente al “reflexionarla” en conciencia profunda, como intentaremos ver a continuación.

LA ENERGÍA EN LA PARAFÍSICA

Todo el universo está hecho de energía y nada de lo que allí pueda existir puede no estar hecho de energía. Incluso aquello que llamamos espíritu es energía. El universo conforma una unidad en la energía y no admite dualismos espíritu-materia, como los postulados por Platón, Aristóteles o Descartes. La diferencia entre el mundo físico y el mundo para-físico es que el primero es condensación de energía en materia estructurada y podemos sentir sus efectos, en cambio, el segundo no lo sentimos, pero podemos postular que su energía puede estructurarse en unidades que no son perceptibles por no tener efecto en la materia. Lo “espiritual” vendría a ser la estructuración de la energía a través de la conciencia profunda.  El dominio de la ciencia está limitado a lo que puede ser empíricamente estudiado y probado, que es virtualmente todo lo que sabemos con mayor o menor certeza. En consecuencia, aquello que estamos postulando aquí está al margen de nuestro conocimiento, lo que no significa que no pueda pertenecer a la realidad del universo, ya que ésta es más grande de lo que podemos conocer. Además, está en línea con los fenómenos parapsicológicos.

Si uno acepta que todo lo que existe en nuestro universo está compuesto de materia y energía, la pregunta ¿qué parte de mí puede subsistir a mi muerte, si acaso algo puede subsistir? genera más preguntas de las que responde. Así, ¿qué naturaleza tendría ese algo?, ¿cómo se generaría ese algo?, ¿cuál sería su sustento?, ¿se identificaría ese algo con el yo?, ¿qué es el yo?, etc. Cualquier respuesta que se puede dar entra en el terreno de la hipótesis. Además, estas preguntas tratan de asuntos imposibles de verificar experimentalmente por pertenecer a un ámbito que existiría más allá de nuestra experiencia empírica.

Un principio de respuesta se encuentra al considerar la idea de “conciencia”. Allí podemos distinguir al menos tres tipos de conciencias progresivas e incluyentes. 1. Conciencia de algo en tanto sujeto de una acción que puede afectarme. En esta categoría están los fenómenos naturales, incluyendo las acciones instintivas de los animales, y las acciones intencionales de otras personas. 2. Conciencia de sí en tanto saber primero que se es parte individual de un entorno de tiempo y espacio, y segundo que se es sujeto de acciones tanto físicas e instintivas como intencionales que afectan a otros. 3. Conciencia profunda en tanto saberse y sentirse sujeto con un yo mismo que es singular y subsistente.

Desde el big bang, toda la evolución del universo ha consistido en que la energía primordial se ha transformado en estructuras materiales cada vez más complejas y de escalas cada vez mayores siguiendo el código impreso en la misma energía, que son las leyes naturales. Con la aparición del ser humano, como ser inteligente y libre, por vez primera en esta historia la estructuración llega a ser de la misma energía. Una persona puede ser definida por las funciones de su cerebro material compuesto por neuronas, neurotransmisores e impulsos eléctricos. Éste es capaz de generar un pensamiento reflexivo que es tanto abstracto como racional, pudiendo producir primariamente conceptos y conclusiones lógicas, y secundariamente, a partir de la combinación con la afectividad y la efectividad, producir sentimientos e intenciones. En una primera instancia esta multifuncionalidad de sus subestructuras psíquicas es unificada por la conciencia de sí, preocupada como el resto de los seres vivos por sobrevivir y reproducirse. En una segunda instancia, cuando la persona reflexiona sobre el por qué de sí misma, llegando a la conclusión de su propia y radical singularidad, la multifuncionalidad psicológica es unificada por y en su conciencia profunda, o yo mismo.

La mismidad

La estructura funcional que nos preocupa ahora es el ser humano. Entre sus subestructuras, se encuentra un cerebro. Incluido el de los animales con sistema nervioso central, ésta es la única estructura en el universo conocido que entre sus funciones posee funciones psicológicas. Lo que caracteriza exclusivamente el cerebro humano son las funciones psicológicas de un intelecto con pensamiento abstracto-racional, una afectividad de sentimientos y una efectividad intencional y libre. Precisamente, en estas características el cerebro humano se diferencia de la estructura psíquica común a los animales superiores, la que se caracteriza por desenvolverse en una escala inferior respecto a lo humano, ya que posee las funciones psicológicas del instinto, las imágenes y las emociones. El cerebro humano genera un pensamiento reflexivo que es abstracto y racional, pudiendo producir primariamente ideas y conclusiones lógicas, y secundariamente, a partir de la combinación con la afectividad y la efectividad, producir sentimientos e intenciones. Estas funciones específicamente humanas definen al ser humano como persona. Las estructuras cerebrales que las generan no aparecieron desde un supuesto “Mundo de las Ideas”, sino que surgieron en el muy material curso de la evolución biológica.

En una primera instancia esta multifuncionalidad de las subestructuras psíquicas humanas es unificada por la conciencia de sí, preocupada como el resto de los seres vivos por sobrevivir y reproducirse. La ventaja de la conciencia de sí fue un salto cuántico importante en el proceso de la evolución biológica. A diferencia de la conciencia de lo otro, común a humanos y animales, la conciencia de sí reflexiona sobre sí misma en su relación con otros individuos, sean cosas inanimadas, animadas o semejantes, y proyecta y determina cursos de acción intencional relacionados principalmente con la supervivencia y reproducción propia. La generación del yo individuo, como estructura psíquica, se asienta en la materialidad biológica de un cerebro constituido de células muy diferenciadas –las neuronas– y es producto de la mente humana –sus funciones psicológicas– en toda su actividad racional y abstracta, en su afección de sentimientos y en su consiguiente proyección intencional. Como en los animales, la naturaleza de esta estructura psíquica no es propiamente material, en el sentido de consistir en átomos y moléculas, sino que es el producto de las fuerzas fundamentales mediadas por la compleja estructura neuronal del cerebro y constituyen una estructura de energías específicas, principalmente de carácter electroquímico.

En una segunda instancia, cuando la persona reflexiona íntimamente sobre el por qué de sí misma, llegando a la conclusión de su propia y radical singularidad, la multifuncionalidad psicológica es unificada por y en la conciencia profunda, o yo mismo. Lo crucial de esta actividad es que este yo mismo refleja el yo individual dentro de una cosmovisión particular que el yo va conformando, generando y creando en su propia historia de experiencias, vivencias, conocimientos, sentimientos y acciones intencionales. Esta cosmovisión refleja el proyecto de vida que la persona construye. Es variada y puede ir desde un egocentrismo enfermizo hasta la pérdida de la propia identidad, propia de las idolatrías. Ciertamente, una cosmovisión verdadera debe estar en sintonía con la realidad y la posibilidad de una transcendencia. En esta cosmovisión se perfilan lazos de amor, solidaridad, bondad y misericordia. En esta acción cognoscitiva, afectiva e intencional el yo adquiere, por así decir, autonomía e independencia de la materia del universo. Esta reflexión amplía la conciencia de sí individual para descentrar la acción de sí mismo para considerar y valorizar la complejidad del universo, incluyendo una intuición de lo transcendente.

La generación de una mismidad singular como reflejo las actividades psicológicas humanas es el máximo logro de la evolución de la materia. Ocurre cuando la materia-energía, a través de la actividad inteligente, afectiva e intencional de la persona en su conciencia profunda, estructura la energía en una identidad psíquica que comprende la totalidad de la singularidad de su persona. Existe una conversión de lo material en energía, pero no se trata de una regresión ni se explica tampoco por la famosa ecuación E = mc², sino de la generación de una estructura única inmaterial. En efecto, este yo mismo o mismidad es precisamente lo esencial de la persona, lo que la constituye. Hipotéticamente hablando, en tanto el yo mismo se establece en una escala superior a partir de una unidad discreta no material, sino únicamente de las energías que caracterizan las funciones psicológicas, esta reflexión introspectiva de la conciencia profunda va generando durante el curso de la vida una estructura inmaterial de energías diferenciadas, la que se va constituyendo en forma independiente de las leyes de la termodinámica y, por lo tanto, subsistente, única e irrepetible.

La energía que la conciencia profunda estructura es lo que corrientemente se llama alma espiritual. Esta alma no es una cosa, ya que no contiene materia. Tampoco es por tanto objeto de conocimiento sensual. Simplemente existe y se identifica plena y totalmente con el yo mismo. La estructuración de la energía que una persona efectúa en el curso de su vida se realiza en el tiempo y el espacio y en la racionalidad, los sentimientos y la intencionalidad. Todas estas características serían partes integrantes de esta estructuración y le conferirían un modo  de ser y actuar para una eternidad.

En resumen, en la escala de la estructura humana de la cognición, la afectividad y la efectividad nosotros encontramos respectivamente el pensamiento racional y abstracto, los sentimientos y la acción intencional. En esta escala los productos psíquicos del sistema nervioso central se unifican en la conciencia de sí, que de todos los seres en el universo sólo los humanos tenemos la capacidad para estructurar. Cuando las representaciones abstractas y lógicas, los sentimientos desprovistos de pulsiones biológicas y la voluntad libre reflejan su singular mismidad, que es el cuestionarse sobre su existencia, surge o se estructura la conciencia profunda en la persona. Esta estructuración es en efecto una estructuración de la energía. Y aunque estos contenidos de conciencia unificados ahora en la conciencia profunda estén asentados en el sustrato material de la estructura neuronal, sus neurotransmisores y sus impulsos eléctricos, pasan a independizarse de la materia y a tener existencia subsistente en la unidad de esta conciencia, pues ésta ya no constituye una estructura de la materia, sino de la energía. Es así que los seres humanos somos los únicos seres del universo que producimos estructuras de energía.

La muerte

Se puede dramatizar el hecho de la muerte hasta la locura. El hecho frío es que con la muerte se termina inexorablemente la vida, en el sentido de centro unificador del organismo biológico para sus fuerzas biológicas dirigidas hacia su preservación, desarrollo y reproducción, y que es sustentada por la energía física que se transforma en fuerza gracias a procesos metabólicos internos según las órdenes codificadas de su genoma. El cerebro se desintegra rápidamente apenas la persona muere, y sin cerebro cesan las capacidades intelectiva, afectiva e intencional. En organismos biológicos superiores los instintos de su sistema nervioso central coordinan más eficientemente esta acción biológica que está dirigida a actuar motoramente sobre el medio externo a través de la combinación del sistema muscular y el sistema óseo; en el caso de los seres humanos, la acción rectora es la acción intencional, que autodetermina su desarrollo y crecimiento personal.

La muerte acaba con las relaciones de causalidad entre un organismo biológico y su medio físico o entorno natural. El término definitivo de estas relaciones causales está describiendo la incapacidad para existir en la naturaleza y lo que eso significa: el organismo no podrá tener nunca más sensaciones de gratos aromas, percepciones de bellos paisajes, emociones de placer. Tampoco podrá tener sensaciones de dolor ni emociones de sufrimiento. En el caso de una persona, desde el momento de la muerte ella jamás podrá ejecutar obras, desde su concepción y planificación hasta su ejecución y término. La muerte termina definitivamente con toda posibilidad de afectar y ser afectado por la materia.

Es posible considerar una respuesta para la siguiente pregunta: ¿qué es lo que pervive de una persona cuando muere, si acaso algo puede subsistir? Tradicionalmente se habla de alma o espíritu para designar aquello del ser humano que subsiste a la muerte, llamándose al cuerpo material que se corrompe, ‘los restos mortales’. Pero ¿qué significado pueden tener tales conceptos que son tan equívocos y que se refieren a cosas inmateriales en una realidad que es material y objeto del conocimiento científico?

Cuando la muerte sobreviene, destruyendo la maravillosa estructura corporal de la persona y degradándola hasta sus componentes moleculares y atómicos básicos, lo que subsistiría será la estructura puramente de la energía diferenciada del yo mismo que se unifica en la conciencia profunda. Esta estructura de la energía sería una síntesis psíquica de la persona singular, con sus recuerdos, conocimientos, afectividades e intencionalidades. La persona muerta buscaría naturalmente vincularse con materia para poder manifestarse y ser funcional. Pero esta energía, aunque sea una entidad identificada con un yo mismo, no puede existir por sí misma, de la misma manera que la energía primigenia que dio origen al big bang estuvo contenida en el contenedor primordial. Ciertamente, en su origen y desarrollo posterior, la energía psíquica necesitó asociarse a la materia del cerebro, y el celebro no es más que una subestructura del cuerpo. Cuando la muerte llega, el cuerpo deja de ser viable y la energía psíquica queda libre.

La existencia transcendente

El efecto irreparable de la muerte de un ser humano es el yo mismo que deja de tener la posibilidad de vincularse a la materia. Tampoco puede conformar un cuerpo humano nuevamente. Simplemente no existe la posibilidad de reencarnación. La muerte supone el rompimiento irreversible del vínculo del yo mismo con su cuerpo material, ahora manifiestamente incapaz de subsistir. Ahora reducida a lo fundamental de su ser, que, como se expresó más arriba, es una estructura muy especificada de energías unificadas en la conciencia profunda, la persona necesitaría y buscaría afanosamente un contenedor de dicha estructura de energías para poder manifestarse y expresarse otra vez. En su nuevo estado de existencia la persona se libera de la entropía, del consumo de energía de un medio material. Esto significa también que su acción ya no puede tener efectos en el universo físico. Posiblemente, la mediunidad se refiera a la capacidad de una persona viviente de interconectar una estructura de energía de alguien vivo o muerto con un medio material para que esta psiquis o conciencia pueda manifestarse en algún modo de comunicación.

Para una existencia transcendente después de su vida biológica una persona necesitaría muy poco de su anterior vida. Desde luego, el conocimiento que una persona acumula durante su vida tiene utilidad únicamente para su vida terrena, ya que solo le sirve para sobrevivir y relacionarse con las cosas, animales y los otros seres humanos vivientes. El conocimiento es producto de la experiencia de un mundo muy complejo, pero también muy particular. De hecho, gran parte del conocimiento es de este tipo. Toda la tecnología, la historia, las ciencias, las normas, el lenguaje, la cultura, etc., dejan de importar para la existencia que vendría tras la vida. Puesto que el conocimiento natural y cultural es funcional para su supervivencia y reproducción, nada de éste sirve cuando ni la supervivencia ni la reproducción dejan de ser metas válidas. No obstante, este conocimiento forma parte de los frutos del vivir y nos posibilita vislumbrar lo transcendente. Además, sin este conocimiento no habría posibilidad de transcendencia.

Lo mismo cabe decir de los sentimientos que acompañan al conocimiento y a la proyección de éste en la intención y la voluntad. Y la vida humana no es sólo un asunto de supervivencia y reproducción; es de manifestación de sentimientos y valores humanos. Lo que la psique humana crea son relaciones con otras personas, las cosas y también la transcendencia. La moral, tan denostada por el pragmatismo o el egoísmo, es central a la hora de valorar el sentido de la vida de una persona. Pero la evaluación moral es íntima y la realiza una persona en su conciencia antes de una acción intencional suya, y es, por tanto, subjetiva; nadie puede juzgar la intención, pues no se ajusta a parámetros objetivos, como sí es objetivamente enjuiciable la acción y los efectos que se derivan de allí, si se presupone que hubo intencionalidad.

La cosmovisión que una persona forja en su vida resultaría decisiva para una existencia después de la muerte. Una cosmovisión es el resultado de un esfuerzo intelectual y consciente de aprendizaje y reflexión que se debate entre el amor y el egocentrismo. En esta perspectiva, la proyección de una vida humana resulta significativa en lo que subsiste después de la muerte. El punto decisivo de una cosmovisión que se proyectaría a lo transcendente sería cuan central está el propio ego, algún ídolo o la misma transcendencia. Esto tiene importancia en cuanto al ordenamiento de sus valores o axiología personal que determinan la intención del accionar de una persona. En una cosmovisión donde la transcendencia es central, se reconoce que todas las personas sin exclusión tienen dignidad. Todo ser humano tiene potencialmente un destino transcendente, a pesar de su relativa pobreza y de los impedimentos para alcanzarlo, que son proporcionalmente mayores en razón de la meta a alcanzar. Cuando la transcendencia es central, la actitud que prevalece es el amor, la compasión, la misericordia, la asistencia bondadosa. Igualmente, frente a las cosas y a la naturaleza, la actitud moral correcta es de admiración, utilización sobria, preservación y cuidado.

La esperanza que tenemos es que quien en su vida ha añorado la transcendencia, buscándola, estaría finalmente en condiciones de llegar a ella cuando muere, como una crisálida que termina transformándose en una bella mariposa. Al no estar inmerso en la materialidad, ya no se interpondría el espacio-tiempo que lo mantiene separado de ella, como en un capullo. En el fondo se trata del proyecto de vida que la persona ha determinado construir. Si este proyecto ha sido puramente inmanente, la muerte lo arrasará como la ola se abate sobre el castillo de arena. En cambio, si el proyecto de vida que la persona ha diseñado tiene lo transcendente como su fundamento, la plenitud de su existencia la encuentra después de su muerte.

(Queda por dilucidar qué propiedad poseería la energía para a partir de la conciencia de sí pueda ser estructurada enconciencia profunda subsistente e inmaterial  y adquirir identidad)

Nota del Autor:

El material de este ensayo ha sido extraído principalmente de mi Libro I, La materia y la energía (ref. http://unihum1.blogspot.com/), y en su última parte de mi Libro VIII, La flecha de la vida (ref. http://unihum8.blogspot.com/), Capítulo 6.