Páginas

jueves, 11 de noviembre de 2010

Albert Einstein: navegante solitario




El que no posee el don de maravillarse
ni de entusiasmarse
más le valdría estar muerto
porque sus ojos están cerrados.
Albert Einstein[i]


Por SERGIO SALINAS (Julio de 2006)

Albert Einstein es sin temor a exagerar uno de los científicos más importantes de la modernidad y uno de los más destacados que la humanidad ha conocido en su historia. Por eso no es casual que haya sido nominado por la revista Time como el hombre del siglo XX. También, con motivo de la conmemoración del primer centenario de la publicación de su artículo que dio origen a la teoría de la relatividad y a los cincuenta años de su muerte, Alemania eligió el año 2005 como “el año de Einstein”[2].

La trascendencia de Einstein se debe sobre todo a sus grandes aportes que revolucionaron el campo de las investigaciones científicas y, en menor medida, a su posición crítica frente a la política, hechos no desprendibles del contexto en el cual se dieron. Ciertamente, la crisis presentada en la física a comienzos del siglo XX se hizo más evidente con las investigaciones de Maxwell y H. Hertz que, aunque pertenecían al paradigma[3] de la física newtoniana (clásica), rompían en aspectos fundamentales con ésta. Estas circunstancias llevaron a Poincaré a plantearse una pregunta en el año de 1904, y a pesar de hacer referencia sólo a la física matemática consideramos que también es aplicable al estado de la  física en general: “El objetivo y los métodos de esta ciencia [la física], ¿se presentarán dentro de diez años ante nuestros sucesores inmediatos bajo la misma luz con que [hoy] los vemos nosotros, o, por el contrario, estamos llamados a ser testigos de una profunda transformación?”[4].

En efecto, los investigadores se dieron cuenta de que los nuevos descubrimientos no lograban ser insertados satisfactoriamente en la física newtoniana vigente hasta entonces. Ya no había lugar para las reflexiones que alguna vez hiciera Laplace, al lamentarse de la existencia de sólo un universo y que Newton fuera un hombre muy afortunado al descubrir todas sus leyes[5]. Este hecho de creer logrado todo cuando la realidad es otra lo expresó bellamente Robert Burns con las siguientes palabras: “Pero los placeres son como las amapolas: / agarras la flor, y se caen los pétalos”[6].

Entonces, lo que en realidad se estaba presentando era una revolución en la física y, por lo tanto, ya no había lugar para continuar hablando de una simple acumulación, pues debía reinterpretarse la teoría vigente y reevaluar los hechos anteriores para ser asimilados desde una estructura cognoscitiva nueva[7] (paradigma). Este nuevo cambio de mentalidad lograría resultados no alcanzados bajo el dominio de la teoría anterior.

Fue precisamente este panorama tan complejo ante el cual Einstein se enfrentó. Cómo lo hizo, es la pregunta guía de nuestra disertación. En su mayoría los textos publicados sobre el tema demandan conocimientos que no todos poseemos. A pesar de esta dificultad y contradiciendo la afirmación de Hull de que para entender los avances en materia de física realizados en el siglo XX se requiere “dominar las matemáticas superiores”[8], encontramos la obra titulada “Albert Einstein: navegante solitario” cuyo autor es Luis de la Peña y la editorial es el Fondo de Cultura Económica. Fue publicado en México en el año 2000 (segunda edición). Este texto es parte de la colección La Ciencia para Todos[9] con la cual se ha buscado desde su fundación, en el año de 1986, socializar los estudios científicos que tanto han influido en nuestra vida cotidiana pero que permanecen impenetrables para las personas sin formación científica. Los escritores son versados en ciencia moderna por lo que presentan los temas de manera fluida y didáctica, facilitando su lectura no obstante las materias tratadas requerir un alto grado de abstracción.

Este libro, sencillo -como su autor lo describe-, nos presenta a Albert Einstein, (judío, nacido en Ulm, Alemania, en el año de 1879), como un hombre que recibió, salvo algunos casos, una educación tradicional hasta terminar sus estudios de física en la Escuela Superior Técnica Federal de Zurich (ETH), con muy buenas notas, contrario a la idea de que fue un mal estudiante. Le disgustó este tipo de educación formal porque valía más la autoridad que los argumentos, motivo que lo llevó a convertirse en un autodidacta. Sus padres también influyeron en su formación intelectual; su padre le inculcó el amor por la literatura y su madre la pasión por la música. Con algunos amigos discutía sobre diversos temas lo que resultó siendo muy fructífero al momento de plantear sus teorías.

Instalado en Berna (1903) luego de haber huido de Alemania, inclusive renunciando a su nacionalidad, Einstein iniciaría su giro einsteniano: una nueva manera de explicar el universo que habitamos, pues gracias a la lectura de libros de física pronto se dio cuenta de las múltiples contradicciones que la habían dejado en un aparente callejón sin salida. En este sentido, la física clásica partía del presupuesto según el cual la materia era continua, pero en 1900 Max Planck desarrolló una fórmula (que lleva su nombre) donde plantea que la energía electromagnética absorbida o emitida por un cuerpo negro (aquel que absorbe toda la luz que cae sobre él) viene dada en ‘paquetes’ (cuantos) y sólo de esta manera es intercambiable. Estos ‘paquetes’ luminosos poseen cada uno una energía definida y se pueden ver como ‘moléculas’ de luz (fotones). En este momento Einstein formuló la hipótesis dirigida a demostrar que la cuantización no es una propiedad de un grupo restringido de casos sino que se presenta en toda la naturaleza. La excepción se convirtió en regla. Y si con lo anterior bastara fue más allá, al formular, en el año de 1909, la hipótesis de que la luz, desde la perspectiva cuántica, debería contener simultáneamente aspectos corpusculares y ondulatorios. Esta idea lo convertiría en el primero en estudiar el aspecto cuántico de un sólido. En el año de 1923 Louis de Broglie le dio el carácter definitivo a esta hipótesis, pero Einstein ya tenía ideas muy avanzadas.

Otro problema ante el cual se enfrentó Einstein, en el año de 1905, era que el prototipo molecular de la materia no había sido aceptado, pues se le consideraba como algo útil pero prácticamente irreal. Para ello planteó una hipótesis (denominada movimiento browniano) utilizando la mecánica estadística (fundada por él mismo y el físico Josiah Gibbs, que nos permite explicar cómo se comporta un conjunto de partículas, mas no una en particular). Posteriormente esta hipótesis fue comprobada en el laboratorio y se demostraba así que las moléculas tienen existencia real y no eran una mera ficción.

Por si fuera poco con lo anterior, en el mismo año de 1905, Einstein publica su artículo titulado “Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento” que da origen a la teoría de la relatividad, su investigación más popular. Esta teoría tiene su génesis en un experimento realizado (Michelson-Morley) tratando de comprobar la hipótesis conforme a la cual la velocidad de la Tierra se sumaría a la de la luz, siendo los resultados negativos. La solución que nuestro gran científico encontró fue construir una nueva mecánica en la que la luz tenga la misma velocidad, independientemente del observador o de la fuente emisora, y para ello se basó en ideas planteadas por otros científicos, enunciando que las nociones de espacio y tiempo no son absolutas sino dependientes del estado de movimiento relativo. Claro que esta nueva teoría al ser empleada en nuestra vida cotidiana no nos presenta mayores divergencias con la newtoniana por lo cual se puede inaplicar, pero a velocidades cercanas a la de la luz (300.000 kilómetros por segundo) sí vemos la diferencia, con el límite de no superarla. La teoría de la relatividad se expresa mediante la fórmula: E=mc2. Con esta fórmula, en apariencia sencilla, se transforma la física al considerar que la masa y la energía son equivalentes. Aplicando esta fórmula fue posible construir reactores nucleares y bombas atómicas.

A pesar de las grandes proezas que había alcanzado Einstein con la formulación de las anteriores teorías y que nadie (o muy pocos), se interesaba por ellas, emprendió otra gran empresa en forma exclusiva –de aquí el título del libro objeto del presente ensayo-: la teoría de la relatividad general, formulada en el año de 1915, vista por él como una necesidad de generalizar el principio de la relatividad a todo tipo de movimiento. En especial esta teoría plantea que la luz es afectada por la gravedad generando, por consiguiente, su desviación. Para formularla vió la obligación de abandonar la geometría euclideana y formular una nueva, para lo cual utilizó la matemática elaborada por Bernhard Riemann, que permitía expresar las irregularidades que exhibe la naturaleza por la presencia de la materia.

La teoría de la relatividad general aborda problemas muy complejos y brinda sus soluciones. En primer lugar, consiguió medir el ángulo de desviación de la luz cuando ésta pasa muy cerca al Sol; hecho comprobado en un eclipse ocurrido en el año de 1919. Esto  convertiría a su autor en el científico más popular de todos los tiempos. En segundo lugar, explicó por qué Mercurio ostenta una leve desviación sistemática que difiere de lo calculado para el resto de planetas, situación debida a la rotación del eje de la elipse.

En “Albert Einstein: navegante solitario” se revelan otras facetas de este gran científico, como su lucha activa por la paz; su batalla se resume en el lema de una conferencia que pronunció terminada la II Guerra Mundial y profundamente impactado por el bombardeo atómico sobre Hiroshima y Nagasaki: “Hemos ganado la guerra pero no la paz”. Esta actitud combativa la tuvo hasta el final de sus días, incluso llegando a crear asociaciones de científicos para que la ciencia no se utilizara contra la humanidad. Había que desarrollar una ciencia con responsabilidad social.

Una faceta interesante de Einstein ilustrada muy bien por de la Peña es la filosofía que lo acompañó desde sus años de juventud hasta su muerte,[10] ocurrida en el año de 1955 en Princeton (EE.UU.), a donde se había trasladado desde 1932. Esta concepción lo llevó a polemizar con Niels Bohr (y otros), porque para Einstein el mundo existe objetiva e independientemente de nosotros y no depende de situaciones azarosas, tampoco aceptaba al observador direccionando los procesos que se presentan en la naturaleza, pero la teoría cuántica, defendida por Bohr y la mayoría de físicos, rompía con estos principios que Einstein no estaba dispuesto a abandonar. Por esta razón algunas veces se le acusó de conservadurismo e, incluso, el resto de su vida trató de construir una teoría que superara a la cuántica porque la consideraba como incompleta por no reflejar todos los elementos de la realidad y, por lo tanto, la consideraba como provisional.

La ciencia contemporánea que se está desarrollando desde hace algunas décadas empieza a darle la razón a Einstein en cuanto a la temporalidad de la física cuántica, pero desde otra perspectiva. Justamente, se está perfeccionando una nueva ciencia que se denomina “teoría del caos”[11] definida por Jensen como “el comportamiento irregular e impredecible de sistemas dinámicos, no lineales, deterministas”[12] que como lo expresa Prigogine, lo que se propone es un cambio de enfoque al reformular las leyes de la naturaleza. Esto nos hace pensar que se está estructurando una nueva revolución en la física[13]. Dos ideas revolucionarias que se introducen en la nueva ciencia es la irreversibilidad, la flecha del tiempo, donde se hace la diferencia entre pasado y futuro, distinción que la física clásica no efectuaba y los sistemas inestables que pasan a ser la regla universal en contraste con la visón clásica[14]. Al tratar las leyes de la naturaleza en sistemas inestables lo que se hace es volverlas esencialmente probabilistas. De esta manera estarán expresando “lo que es posible, y no lo que es «cierto»”. Esto nos ubica en una dirección optimista al ser capaz la ciencia de describir la gran creatividad que se presenta en la naturaleza, e iniciar un diálogo entre el sujeto y la naturaleza que él estudia[15].

En suma, podemos afirmar que para alcanzar el nivel de conocimientos actual fue necesario recorrer un largo camino lleno de saltos y de dificultades. En consecuencia, para romper con los paradigmas de la física clásica que partía de ver la materia de manera continua y de llegar a la formulación teórica de un mundo discontinuo, fue necesario un largo trayecto que tardó siglos. Cada generación llega a un determinado nivel de conocimientos y da respuestas que la anterior no podía proporcionar, empero, no significa esto que haya logrado alcanzar el cenit del saber. En este sentido podemos sostener que la ciencia es histórica, está limitada por el nivel de ilustración alcanzado en una determinada época.

Otro aspecto importante que podemos destacar es que en la actualidad la ciencia hace parte de nuestra vida diaria. Es una extensión de nuestro ser. Pocos siglos han sido tan determinantes para el desarrollo científico y de la humanidad como el XX. Éste marcó la historia de la humanidad como una época llena de paradojas, pues mientras se formularon un vasto número de teorías científicas y se llegó a completar una revolución científica prácticamente en medio siglo, por otro lado, el ser humano conoció la propia capacidad destructora del “hombre lobo” -como algunos lo llamarían-, al generarse dos guerras mundiales en también aproximadamente el termino que tardó en completarse la revolución científica, donde la ciencia desempeñó un papel fundamental.

Este mismo siglo también conoció hombres excepcionales. Es el caso de Albert Einstein,  que le dio un gran impulso a la humanidad con el desarrollo de sus teorías formuladas con una creatividad, perspicacia y trabajo poco vistos. Tuvo la grandeza de superar el nivel de conocimientos heredado que en su momento fueron calificados de insuperables; pero también contó con la humildad que lo caracterizó. En medio de esa soledad creadora de grandes espíritus que siempre lo acompañara fue un explorador incansable que ejerció desde la plataforma científica -la más conocida- hasta otras como la política, la literatura, la filosofía, la música, la ética, etc. También será recordado como el científico que alcanzó a completar la ascensión de un nuevo paradigma científico que, a pesar de tener una coherencia interna, no logró convencerlo porque iba contra sus principios filosóficos -y parece que el avance de la ciencia contemporánea le está dando la razón, pero desde un enfoque distinto-, cuando consideró que la ciencia, de la que él fuera su mayor representante, era transitoria, como nuestra vida. Así se prueba que también Einstein es relativo; relativo a su época, a su estadio de saber. Y de igual forma lo es la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica.


NOTAS

[1] Radiografía de un genio, www.semana.com, marzo 22 de 2005.
[2] Alemania festeja a Albert Einstein, www.dw-world.de, 19 de enero de 2005. El hombre del siglo XX, www.semana.com, abril 20 de 2005.
[3] Entendemos que el “paradigma” está constituido por la serie de “logros científicos universalmente aceptados que durante algún tiempo suministran modelos de problemas y soluciones a una comunidad de profesionales”. KUHN, Thomas S. La estructura de las revoluciones científicas, Fondo de Cultura Económica, México, 2004, págs. 14-15.
[4] Poincaré, Jules Henri. Los principios de la física matemática, En: EINSTEIN y otros, La teoría de la relatividad, Altaya, Barcelona, 1993, pág. 51.
[5] WOODS, Alan y GRANT, Ted. Razón y revolución, Fundación Federico Engels, Madrid, 2002, pág. 119.
[6] Ibíd., 190. Esta expresión también la citan los autores en el mismo sentido con el que aquí es reproducida.
[7] KUHN, Thomas S., op. cit., pág. 32.
[8] HULL, L. W. H. Historia y filosofía de la ciencia, Ariel, Barcelona, 1989, pág. 373.
[9] En un comienzo se denominó a la Colección “La Ciencia desde México” pero fue tal el éxito que se vió la necesidad de ampliarla a una geografía que excediera a la mexicana.
[10] El mismo Einstein escribió en sus Notas autobiográficas: “(...) A través de la lectura de libros de divulgación científica alcancé pronto la convicción de que mucho de lo que decían los relatos de la Biblia no podía ser cierto. La consecuencia fue una mentalidad librepensadora rayana en lo fanático, unida a la impresión de que el Estado miente intencionadamente a la juventud; fue una impresión demoledora. De esta vivencia nació un sentimiento de recelo contra cualquier clase de autoridad, una actitud escéptica frente a las convicciones que prevalecían en cualquier medio social específico, una actitud que ya jamás volvería a abandonarme” aunque después perdiera intensidad. En: EINSTEIN y otros, op. cit. pág. 96.
[11] PRIGOGINE, Ilya. Las leyes del caos, Crítica, Barcelona, 1999, pág. 13.
[12] Citado en WOODS, Alan y GRANT Ted, op. cit., pág. 406.
[13] En efecto, para sostener esta afirmación nos basamos en lo que Prigogine dice: “Lo que nos interesa, sobre todo, es conocer la incidencia de la inestabilidad en conceptos fundamentales como el determinismo, la irreversibilidad y los propios fundamentos de la mecánica cuántica. Como veremos, aparece un nuevo enfoque para abordar todos estos problemas. Por eso, cuando se tiene en cuenta el caos, se puede hablar de una nueva formulación de las leyes de la naturaleza. La apuesta es fuerte”. Y más adelante expresa: “(...) Tengo la impresión de que vivimos un momento privilegiado. La física está en un punto de transición, se abre a un mundo de nuevos dilemas, y al mismo tiempo a una mejor comprensión de su historia pasada”. Op. cit. págs. 14 y 26.
[14] Ibíd., págs. 45 y 108. Si tenemos en cuenta la afirmación de Prigogine de que Einstein es el más destacado representante de la ciencia clásica, tendremos que asumir que la física cuántica, la teoría de la relatividad y la física newtoniana son clásicas. Ibíd. pág. 113.
[15] Ibíd., págs. 109 y 113.


BIBLIOGRAFÍA

DE LA PEÑA, Luis. Albert Einstein: navegante solitario, Fondo de Cultura Económica, México, 2000.

EINSTEIN, Albert. Notas autobiográficas En: Einstein y otros, La teoría de la relatividad, Altaya, Barcelona, 1993.

HULL, L. W. H. Historia y filosofía de la ciencia, Ariel, Barcelona, 1989.

KUHN, Thomas S. La estructura de las revoluciones científicas, Fondo de Cultura Económica, México, 2004.

POINCARE, Jules Henri, Los principios de la física matemática, En: Einstein y otros, La teoría de la relatividad, Altaya, Barcelona, 1993.

PRIGOGINE, Ilya, Las leyes del caos, Crítica, Barcelona, 1999.

WOODS, Alan y GRANT, Ted. Razón y revolución, Fundación Federico Engels, Madrid, 2002.


Direcciones electrónicas.

www.dw-world.de. Alemania festeja a Albert Einstein, enero 19 de 2005.

www.semana.com. El hombre del siglo XX, abril 20 de 2005.

_______________. Radiografía de un genio, marzo 22 de 2005.