El nacimiento de las ideas es un tema que muchos científicos han encontrado en sus escritos. Comencemos con los famosos matemáticos franceses Henri Poincaré y Jacques Hadamard. Los dos hombres, que vivieron en los siglos XIX y XX, describieron repetidamente cómo surgieron sus ideas matemáticas y tenían una visión común sobre el tema: Hay distintas fases en la formulación de un teorema.

• Hay una primera etapa preparatoria durante la cual se estudia el problema, se lee la literatura existente y se hacen los primeros intentos fallidos de solución. Es un período que puede durar entre una semana y un mes, y finaliza porque no se produce ningún progreso.
• Luego hay un período de incubación durante el cual se deja ir el problema, al menos conscientemente.
• Esta incubación termina repentinamente con un momento de iluminación, que a menudo ocurre en una situación que no está relacionada con el problema que está tratando de resolver. Esto puede suceder, por ejemplo, durante una conversación con un amigo sobre temas que aparentemente no están relacionados con el problema.
• En última instancia, una vez que la iluminación ha proporcionado la forma general de abordar el problema, se debe formular la solución. Puede ser mucho tiempo. Tienes que comprobar que tu idea es correcta y si la ruta que has trazado puede funcionar o no, seguido de todos los pasos matemáticos necesarios para demostrar la solución.

Por supuesto, a veces el momento de la iluminación resulta ser engañoso, asumiendo la validez de las medidas que de hecho no se pueden tomar. En estos casos, hay que empezar todo de nuevo.

También hay intuición en la física. Es diferente de la intuición matemática y ha evolucionado con el tiempo. Galileo, como ha señalado el historiador de la ciencia Paolo Rossi, tuvo la gran intuición de que los mundos celeste y terrestre eran similares y que era posible aplicar a ambos las mismas leyes. Este fue el punto de partida de muchos de los descubrimientos de Galileo, aunque no es fácil de probar, porque el razonamiento a menudo tiene el rabo en la boca, por así decirlo, como ha señalado el irreverente filósofo de la ciencia Paul Feyerabend. Las manchas en el sol demostraron que el mundo celeste era corruptible, pero solo si no eran un efecto producido por el propio telescopio. Dado que no fue posible establecer si el telescopio representaba con precisión los cielos, las observaciones de Galileo implicaban que existían manchas solares y que el mundo celeste era mutable como el mundo terrestre, o que el telescopio producía imágenes falsas e interactuaba de manera diferente con la luz de los objetos terrestres y celestes. Esta segunda hipótesis es obviamente muy difícil de sostener en la medida en que las manchas solares giran a una velocidad constante (debido a la rotación del sol). En ese momento, sin embargo, la idea de un conjunto de reglas para todo el universo fue impactante, y muchos no pudieron aceptar la intuición galileana, rechazando lo que se desprendía de ella.

La intuición en física también tuvo un papel fundamental mucho más tarde, especialmente durante el nacimiento de la mecánica cuántica a principios del siglo XX. Fue una de las grandes aventuras de la física y, entre 1900 y 1925, involucró a científicos tan ilustres como Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Paul Dirac, Wolfgang Pauli y Enrico Fermi. Fue un proceso aparentemente muy extraño, en cierto modo contradictorio. Se habían observado algunos fenómenos (radiación de cuerpo negro, por ejemplo) que los físicos de la época no podían comprender porque los fenómenos solo podían explicarse mediante la mecánica cuántica que aún no se había descubierto.

¿Cuál sería la forma más lógica de proceder? ¡Invente la mecánica cuántica y presente la explicación correcta! Pero la historia tomó un giro completamente diferente. Los físicos han hecho varios intentos de explicar los fenómenos cuánticos en los modelos clásicos asumiendo explícitamente que algunos de los elementos menos conocidos del modelo se comportan de manera extraña (inconsistente con la mecánica clásica), en otras palabras, «Hay cosas que aún no entendemos, pero las abordaremos después de más trabajo». Durante este período hubo un gran número de contribuciones contradictorias al campo, algunas de las cuales estaban manifiestamente equivocadas, aunque, para ser justos, difícilmente podrían estar en lo cierto porque, al tratar de justificar los fenómenos cuánticos dentro del marco de la mecánica clásica, estaban intentando lo imposible. Por ejemplo, en un artículo de 1900 que buscaba explicar la radiación del cuerpo negro, Planck asumió que la luz interactuaba con osciladores que tenían las propiedades cuánticas correctas, algo completamente inconsistente con la física clásica. Planck siguió adelante, sin darse cuenta de que la supuesta compatibilidad con la física clásica en realidad no existía.

Es notable ver cómo las explicaciones parciales presentadas eran de hecho correctas: la intuición en física es tan poderosa que las hipótesis que permanecieron en el dominio de la mecánica clásica han contribuido a explicar los fenómenos cuánticos, llevando aún más lejos las contradicciones entre la mecánica clásica y los fenómenos observados. Al final, cuando las contradicciones eran demasiado grandes, ya se habían anticipado muchos aspectos de la nueva mecánica cuántica. Por poner un ejemplo, en la teoría de Bohr de 1913, que suponía que el electrón que orbita alrededor del átomo de hidrógeno sólo podía hacerlo en determinadas órbitas satisfaciendo una determinada condición, las líneas espectrales de la luz emitida por el hidrógeno podían calcularse de forma sencilla. La hipótesis no era viable en la mecánica clásica, pero proporcionó pistas fundamentales que ayudaron a construir la mecánica cuántica una década más tarde, cuando se hizo evidente la urgente necesidad de un nuevo marco tan radical.

Las últimas barreras cayeron en 1924 y 1925; los años siguientes vieron un progreso a un ritmo impresionante y, a fines de 1927, la nueva mecánica cuántica casi había alcanzado su formulación final. El trabajo preparatorio (que duró 25 años, de 1900 a 1925) fue posible precisamente porque hubo una fuerte intuición sobre la organización del sistema físico. Era un tipo de intuición muy diferente de la de los matemáticos, que conducía a trabajos que hacían avanzar la física, aunque a menudo se basaban en argumentos falsos.

Con respecto a la intuición, un amigo mío que es físico experimental de bajas temperaturas dijo una vez: “Tienes que conocer tu configuración experimental, el sistema que estás midiendo, los fenómenos que estás observando, para poder dar la respuesta correcta sin siquiera pensar. Si te hacen una pregunta (o tú la haces), debes poder dar la respuesta correcta de inmediato y luego, después de pensarlo un poco, poder decir por qué es correcta.

Recientemente experimenté algo en la misma línea. Un amigo con el que trabajo me hizo una pregunta no muy fácil, a la que inmediatamente le di una respuesta detallada. Luego me preguntó cómo llegué aquí. Al principio di una explicación completamente sin sentido, luego una segunda que tenía un poco más de sentido, y solo en el tercer intento pude justificar adecuadamente la respuesta correcta, que inicialmente había dado por las razones equivocadas. El físico italiano Giovanni Gallavotti, en el prefacio de su libro sobre mecánica, escribe que los buenos estudiantes deben reflexionar sobre un teorema hasta que el teorema parezca obvio y la demostración, por tanto, superflua.

Intuición depende mucho del dominio en cuestión; en algunos casos se basa en el formalismo matemático. El formalismo es una herramienta extremadamente poderosa, y lo es aún más si el propio inconsciente se acostumbra a utilizar procedimientos algorítmicos. [W]uando estaba haciendo mi primera investigación sobre vidrios giratorios, utilicé el método de la réplica, un formalismo pseudomatemático (en el sentido de que no se había probado la validez matemática del método pero los resultados eran correctos, como se demostró 20 años después) que me permitía llegar a un resultado final sin saber lo que estaba haciendo. Luego tomó años comprender el significado físico de mis resultados. Había construido inconscientemente una serie de reglas que me permitían entender de qué manera proceder con los cálculos. Reglas que nunca hubiera podido formalizar.

Avanzar sin ser plenamente consciente de lo que se está haciendo no es un método reservado a los problemas científicos. La gran escritora italiana del siglo XX Luce d’Eramo, cuyos libros han sido traducidos a muchos idiomas, dijo que cuando escribía una novela, a menudo procedía a releer todo lo que había escrito hasta el momento, y solo entonces decidía cómo comenzar la siguiente escena. Luego toma a los personajes, los inserta mentalmente en la escena y los observa: “Yo no decido lo que deben hacer, los imagino y observo cómo hablan y cómo actúan: simplemente registro lo que hacen. Es un proceso que no está a mil millas del descrito por Poincaré y Hadamard.