A Roger Penrose, el Premi Nobel li va arribar inesperadament mentre travessava el carrer. Va ser l’any 1964. Penrose, que aleshores era professor de Matemàtiques al Birbeck College, a Londres, estava absort profundament enraonant amb un company. L’investigador ja no se’n recorda, dels detalls. Només recorda que devia ser al mig d’un carrer lateral quan li va passar pel cap com una bala una idea revolucionària.
Al vespre, el professor va notar una peculiar sensació d’alegria. Va intentar entendre aquella excitació, va repassar els records del dia i va anar a parar al moment en què havia travessat aquell carrer. I aleshores li va tornar a venir al cap la idea que havia nascut en el seu inconscient. Era una idea que tenia a veure amb la gravetat i amb els forats negres. Penrose es va posar immediatament a ordenar els seus pensaments i a formular-los amb més precisió.
Aquella inspiració que havia tingut al carrer revolucionaria la física i el portaria a rebre el Premi Nobel.
Tanmateix, per a això ha hagut d’esperar força. Han passat 56 anys fins que no ha rebut la trucada des d’Estocolm. Però a Penrose li sembla just: té l’edat adequada per rebre el Nobel, va dir després d’anunciar-se el veredicte, a l’octubre. «Conec algunes persones que van rebre el premi massa aviat i això els va arruïnar l’activitat científica».
A principis de desembre, Penrose —de 89 anys i gairebé cec— es desplaçà a l’ambaixada sueca de Londres per rebre la medalla i el diploma. El 2020, l’any del coronavirus, els premis no els ha lliurat personalment el rei Carles Gustau.
Penrose, de maneres austeres, és un personatge peculiar, fins i tot en el món de la física, un àmbit en què no escassegen els genis i els personatges extravagants. Sempre es percep un profund respecte quan algun col·lega parla d’ell. El seu pensament ha estat qualificat d’«original», «independent» i «creatiu». Penrose qüestiona tota veritat, i la seva agudesa no és condescendent amb cap famós corifeu.
Caòticament i seguint un ordre aparentment arbitrari, a les seves conferències Penrose exposa unes notes escrites a mà. I tanmateix, té el públic atent, sempre amb l’esperança de copsar una mica més bé els engranatges de la natura.
Una vegada, explica Hermann Nicolai, de l’Institut Max Planck de Física Gravitacional de Potsdam, va veure Penrose en una conferència pública a l’Índia: «L’auditori estava ple de gom a gom, amb ben bé mil persones. Però, quan Penrose anava per començar, es va sentir enrenou a la porta». Volien entrar moltíssimes persones més, algunes de les quals havien vingut de lluny. Quin altre físic podria atreure tanta gent?, es pregunta Nicolai. I això malgrat que Penrose explica fórmules matemàtiques complicades per al gran públic.
Penrose és matemàtic, fet que el distingeix d’altres Premis Nobel de Física. Això fa que el seu procés sigui a la inversa. Els seus companys físics necessiten les matemàtiques per entendre les lleis de la natura, però per a ell, en canvi, funciona a l’inrevés: la natura li serveix de base per copsar els secrets de la matemàtica.
Entre els seus companys investigadors s’explica la història de com Roger Penrose va descobrir l’interès per la física que era un jove estudiant de matemàtiques. Una vegada que visitava el seu germà gran, Oliver, que havia començat la carrera professional en la física teòrica a Cambridge, aquest li va presentar el seu col·lega Dennis Sciama en un sopar.
Sciama és considerat un dels cosmòlegs més influents del segle XX. Aleshores encara es trobava a l’inici de la seva carrera. Sciama va explicar al germà petit d’Oliver els problemes físics en què estava treballant. Roger tenia preguntes, va agafar un tovalló de paper i hi va esbossar els seus pensaments. Sciama va quedar astorat: quines idees tan profundes que sabia expressar aquell noi amb tan pocs traços!
Al tovalló s’havia manifestat el que és probablement el principal talent de Penrose: la seva fructífera capacitat d’imaginació geomètrica. Penrose no pensa en nombres i fórmules, sinó en imatges, espais i línies. En els anomenats diagrames de Penrose, mitjançant elegants manipulacions geomètriques aconsegueix dominar fins i tot la infinitud de l’univers.
Aquesta capacitat també li va anar bé per entendre els forats negres, al voltant dels quals l’espai i el temps es corben d’una manera pràcticament inimaginable o fins i tot es confonen.
Justament, la paradoxa és el tema de la seva vida. Quan estudiava ja va concebre, inspirat pels dibuixos desconcertants de l’artista neerlandès M. C. Escher, una figura geomètrica grotesca que es coneix com el «triangle de Penrose». En aquest figura, els vèrtexs i les perspectives dansen tan esbojarradament que el mateix Penrose la va qualificar com «la impossibilitat en la seva forma més pura». Escher, al seu torn, va recórrer a la idea del triangle de Penrose per dissenyar les seves escales infinites.
De la passió per la geometria també en va néixer la «tessel·lació de Penrose». Pel que es diu, a Penrose el divertia molt imaginar rajoles que, combinades seguint uns estrictes normes formant un patró, semblaven contradir totes les regles. Quan ideava les seves rares estructures regulars-irregulars, Penrose no tenia al cap la realitat. Poc després, però, els seus «quasicristalls» es van descobrir de manera totalment real, i van causar sensació en el món acadèmic.
Igual que el triangle de Penrose i la tessel·lació de Penrose, la revelació experimentada a mig travessar el carrer també va tenir caràcter geomètric. Penrose havia entès que l’estudi de l’espai –la topologia– es podia aplicar a la teoria dels forats negres.
En el seu moment, l’existència d’aquestes figures envoltades de llegenda encara era molt controvertida. Només hi havia consens en el fet que la gravitació obeïa a la teoria de la relativitat d’Einstein.
Mentre els altres físics batallaven amb els defectes d’aquella teoria, Penrose va deduir, a partir de consideracions fonamentals sobre la naturalesa de l’espai, que allà on s’acumula prou massa les equacions d’Einstein s’han de col·lapsar en elles mateixes. En altres paraules: els forats negres són una conseqüència inevitable de la teoria d’Einstein, és a dir, han d’existir.
Sobre aquesta conclusió, Penrose va fonamentar –juntament amb Stephen Hawking– una nova comprensió dels forats negres. Així, els dos científics britànics finalment van aconseguir convèncer la majoria dels astrònoms de l’existència d’aquells inquietants xucladors de matèria. Kip Thorne, que rebria més endavant el Premi Nobel, ho va denominar la «revolució Penrose».
L’home que havia desfermat aquella revolució va començar a 58 anys una segona carrera com a escriptor i filòsof de la ciència. El 1989 es va atrevir a endinsar-se, amb The Emperor’s New Mind (‘La nova ment de l’emperador’), en un territori allunyat de la seva àrea de coneixement: Penrose, que té la fama de no saber ni tan sols engegar i apagar un ordinador, qüestionava els fonaments de la intel·ligència artificial.
En termes purament materials, el seu llibre és únic: en un volum de 500 pàgines atapeït de fórmules que va entrar a les llistes dels més venuts, l’autor convida a fer un viatge vertiginós pel meravellós món de la física.
En l’obra, però, el matemàtic aborda sobretot el problema de la consciència. Es nega a entendre l’ésser humà com un mer autòmat que mentalment només està sotmès a les lleis conegudes de la naturalesa. A Penrose no el satisfà pensar que el cervell humà no és més que un ordinador en què la consciència emergeix com un pur fenomen concomitant d’una computació complexa.
Ara bé, no és en el món de les sinapsis i les neurones on Penrose segueix el rastre del secret de la consciència. Ell busca contradiccions en el reialme de les matemàtiques. Perquè allà, on la seva lògica implacable presenta esquerdes, té l’esperança de trobar-hi amagatalls on quedi espai per a la creativitat humana, la intuïció i l’espontaneïtat.
Certament, Penrose tampoc no exposa una teoria concloent sobre la consciència. Però almenys deixa que el lector l’acompanyi en la seva recerca.
Les lleis naturals conegudes fins ara, escriu Penrose, no són suficients per trobar una explicació. Ell està convençut, diu, que, per entendre el cervell, primer cal una nova física. Penrose vol trobar fórmules que uneixin els forats negres i la consciència humana. En resum: somia trobar un sistema meravellosament coherent i global per explicar el món.
Això pot semblar una bogeria. I tanmateix, Penrose no està gens sol en l’esperança de trobar la fórmula del món. De fet, la creença que cal trobar una teoria que unifiqui tots els fenòmens de la natura està molt estesa entre els físics.
Però aquí s’acaba el consens. Mentre que a Penrose li sembla indispensable resoldre els problemes de la consciència juntament amb els de la física, la majoria d’investigadors estan convençuts que aquestes reflexions només són un impediment en la recerca de la fórmula del món. Per a ells, la consciència humana no és sinó un mer efecte secundari. Entendre-la és irrellevant quan s’investiguen lleis físiques.
En canvi, Penrose no és gens partidari de la via oberta pels seus col·legues. Ells debaten sobre diverses possibles teories del món. La preferida és la teoria de cordes, segons la qual les partícules de què està fet el món no són, en realitat, figures en forma de punt, sinó minúsculs filets que vibren.
Penrose considera que aquesta és una via equivocada. La teoria requereix tota classe d’acrobàcies matemàtiques que a ell li semblen absolutament injustificades. Així doncs, perquè la seva crítica fos escoltada, Penrose va aplegar tots els seus arguments i els va presentar justament a Princeton, bastió de la teoria de cordes. «Fashion, Faith and Fantasy», va ser el títol de la sèrie de conferències que va impartir-hi Penrose. Moda, fe i fantasia: la seva sentència sobre la física moderna no podia ser més destructiva.
Una heretgia com aquesta no sol ser perdonada pels summes sacerdots d’un àmbit de recerca. Però a Penrose se li apliquen unes normes pròpies. «S’ha ben guanyat el dret d’especular», diu l’expert en gravitació Berndard Schutz. «I qui sap: potser les seves idees semblaran avançades al seu temps a les generacions futures».
No obstant això, per gran que sigui el respecte dels físics envers els èxits de Penrose, són pocs els que li fan cas i treballen en les seves idees. Un d’ells és Krzysztof Meissner. «Jo he conegut molts investigadors importants», diu el físic de partícules de la Universitat de Varsòvia. «I, de tots ells, Penrose és el millor».
La col·laboració va començar quan fa uns deu anys Meissner va investigar més detalladament les radiacions de fons còsmiques que reverberen d’ençà del big bang i li va semblar identificar unes grans figures en forma d’anell. Si la troballa es confirmés, seria un descobriment espectacular, ja que l’existència d’aquesta mena d’estructures contradiu totes les idees habituals de com es va formar l’univers.
Aleshores, Penrose va ser una de les persones que se’l va escoltar, perquè ell ja feia anys que defensava una teoria alternativa del big bang, una teoria que prediu exactament aquesta mena de patrons de radiacions de fons còsmiques. Segons la idea de Penrose, vivim en un «cosmos cíclic» en què es van succeint els universos.
Penrose ha entreteixit l’esdevenir i el morir còsmic en un tot enigmàtic. Creu que el futur llunyà del nostre univers –que es va estenent cada cop a més velocitat– pot acabar sent l’origen, després d’un big bang, d’un nou univers per mitjà d’una sofisticada operació geomètrica. Els anells pàl·lids que es veuen en les radiacions de fons còsmiques representen un últim record de forats negres de l’univers anterior que van evaporant-se.
Ara Meissner i Penrose intenten convèncer els experts de la seva idea de l’etern retorn còsmic. Però de moment els intents han estat en va. Alguns experts posen en qüestió el resultat de Meissner, i d’altres troben que la hipòtesi de Penrose és massa agosarada.
Això, però, no frena la fal·lera amb què Meissner du a terme la col·laboració amb l’ancià d’Oxford. «Fins que va esclatar la pandèmia del coronavirus, l’anava a visitar sovint», explica. Sempre ha gaudit molt, afirma, de la intensa col·laboració conjunta.
Penrose viu sol en una casa austera, a pocs minuts a peu de la universitat. Durant les seves visites, Meissner s’està a casa del professor. Com que Penrose està perdent la visió, intercanvien arguments dibuixant gargots en grans fulls de paper. «Jo li faig el dinar», diu Meissner. «I mentrestant, ell està assegut a la taula de la cuina i parla sobre les seves teories».
El millor moment que han compartit els dos científics, però, va ser en un convent de prop de Varsòvia. Aïllats de la resta del món, van estar-se uns quants dies en règim de clausura, explica Meissner: «Sense tele, ni mòbil, ni visites. Tot el dia parlant exclusivament de física».
Traducció d'Arnau Figueras