domingo, 4 de octubre de 2009

Einstein y...Erwin Schrödinger


Erwin Schrödinger fue un físico austriaco que ayudó a crear los fundamentos de la mecánica cuántica. Al igual que Einstein, Schrödinger no estuvo de acuerdo con los extremos a los que otros llevaron la nueva ciencia. Fue uno de los pocos científicos que se alinearon con Einstein en contra de la mecánica cuántica, intentando buscar una teoría unificada que mejorase las teorías que todos los demás apoyaban. Hasta que ocurrió un terrible malentendido.

Einstein y Schrödinger trabajaron juntos en los primeros años 30 como profesores del Instituto Kaiser Wilhelm en Berlín. Ambos destacaron en esta institución extremadamente rígida y formal como profesores que trataban a sus alumnos como iguales. Los dos disfrutaban de paseos juntos, a pie y en velero, y llegaron a ser amigos íntimos.

Como muchos de sus contemporáneos, Einstein y Schrödinger comenzaron a escribirse acerca de su trabajo mucho antes de conocerse en persona. En los años 20, toda la comunidad de físicos se concentró en una nueva clase de ciencia que había dado en llamarse mecánica cuántica, ya que estaba basada en la idea de que la luz y la energía no eran flujos continuos, sino que estaba formada por paquetes llamados cuantos. Einstein fue el primero en sugerir que la luz estaba hecha de cuantos, por lo que participó en el desarrollo de la mecánica cuántica desde el principio. Pero este campo estaba empezando a adquirir lo que Einstein y Schrödinger estaban de acuerdo en llamar un giro estrafalario.

Cuanto más y más se aprendía, más parecía que la mecánica cuántica eliminaba las leyes de la causalidad, insistiendo en que los procesos atómicos eran tan aleatorios que no se podía predecir exactamente lo que ocurriría a continuación. En 1925 Werner Heisenberg propuso una nueva clase de matemáticas matriciales que podían usarse para hacer predicciones probabilísticas acerca de cómo un átomo podría reaccionar en una situación dada. Este trabajo fue saludado, y con razón, como una gran ayuda para la incipiente teoría, pero también implicaba la idea de que solamente se podían hacer “conjeturas” acerca del comportamiento del átomo.

Al año siguiente, Schrödinger publicó lo que esperaba que fuese una alternativa mejor. Ideó otro conjunto de herramientas matemáticas para que sirvieran de ayuda con la mecánica cuántica, llamada mecánica ondulatoria. Einstein se alegró mucho con la noticia. Las matemáticas de Schrödinger, haciendo referencia a las cualidades físicas de las ondas como hacían, parecían dar esperanza a la idea de que había una razón física tras las rarezas del comportamiento atómico. Einstein, que estaba muy a disgusto con las probabilidades de Heisenberg, escribió a su amigo Michele Besso en mayo de 1926: “Schrödinger ha aparecido con un par de artículos fantásticos sobre las reglas cuánticas”.

Pero la euforia de Einstein no duraría mucho. Casi inmediatamente, se demostró que las matemáticas de Schrödinger, tan diferentes de las de Heisenberg a primera vista, eran de hecho idénticas. Schrödinger había confirmado esencialmente la inherente aleatoriedad que otros científicos estaban pidiendo ávidamente. Schrödinger estaba tan contrariado por el giro de los acontecimientos como el propio Einstein, llegando a decir que si hubiera sabido lo que sus artículos iban a desencadenar no los habría publicado. Con todo, la cuestión de si era mejor usar la mecánica matricial de Heisenberg o la ondulatoria de Schrödinger se convirtió en un debate acalorado. Aunque no le gustase la forma en la que otros interpretaban sus matemáticas, Schrödinger entró en la refriega defendiendo su propio trabajo, lo que fastidió a Heisenberg, que escribió a su amigo Wolfgang Pauli diciendo: “Cuanto más pienso en la parte física de la teoría de Schrödinger, más repulsiva la encuentro [...] Lo que Schrödinger escribe acerca de la visualizabilidad de su teoría ‘es probablemente no demasiado correcto’, en otras palabras, son chorradas”. Hoy día el más usado es el enfoque de Schrödinger.

A pesar de su importante contribución a su desarrollo, Schrödinger tuvo reservas sobre la mecánica cuántica toda su vida. En su famoso experimento mental conocido como el gato de Schrödinger, trataba de burlarse de una ciencia que insistía en que nada en el mundo atómico puede conocerse a no ser (y hasta) que se mida [para una breve descripción del experimento puede leerse Hacia la superposición cuántica en organismos vivos]. Lo absurdo que le resultaba a Schrödinger pensar que el gato pudiese estar a la vez vivo y muerto le convencía de que la teoría de la mecánica cuántica no era todavía comprendida del todo, la misma posición que mantenía Einstein.

Independientemente de la frustración con la que veían cómo otros científicos se entregaban a los absurdos de la mecánica cuántica, tanto Einstein como Schrödinger sabían que la teoría hacía un fantástico trabajo a la hora de predecir las probabilidades de los acontecimientos atómicos. El trabajo de Schrödinger con la mecánica ondulatoria era una parte crucial de ese éxito, y Einstein fue uno de los que nominaron a Schrödinger al premio Nobel varias veces. Schrödinger ganó el premio de física en 1933.

Dado que Schrödinger, como Einstein, no creía que la física cuántica estuviese completa, se unió a Einstein en la búsqueda de una nueva teoría. Einstein se refería a ella como la teoría del campo unificado, ya que sería la teoría omnicomprensiva que uniría toda la física. Consecuentemente, en los años 40, cuando Einstein vivía en Princeton y Schrödinger había dejado el odio de Alemania para vivir en Irlanda, Schrödinger era una de las pocas personas con las que Einstein compartía sus ideas. “No envío esto a nadie más”, escribió Einstein en 1946, “ya que tú eres la única persona que conozco que no lleva anteojeras en lo que respecta a las cuestiones fundamentales de nuestra ciencia”.

Pero la colaboración tomó un rumbo inesperado cuando Schrödinger anunció que él había resuelto el problema completamente. Estaba convencido de que había encontrado la teoría del campo unificado gracias al uso de la geometría afín. Anunció sus hallazgos el 27 de enero de 1947, no en una revista científica, sino a bombo y platillo en una rueda de prensa a la que asistió el primer ministro de Irlanda, Éamon de Valera.

Einstein se quedó estupefacto: el trabajo era idéntico a lo que él le había enviado. Si bien Schrödinger se las había ingeniado para hallar una nueva forma de derivarlas, las ecuaciones que había anunciado eran las mismas que Einstein había encontrado y que, a esas alturas, ya había descartado por incompletas. Einstein hizo unas feroces declaraciones al New York Times en las que venía a afirmar que una publicidad exagerada como la de Schrödinger hacían un flaco favor a la ciencia, ya que “el lector tiene la impresión de que cada cinco minutos hay una revolución en la ciencia, algo así como un golpe de estado en alguna de esas pequeñas repúblicas inestables”.

Schrödinger mandó una disculpa a Einstein, intentando explicar como podía haber cometido ese error colosal, pero Einstein no cambió de opinión. Einstein escribió a Schrödinger para decirle que deberían tomarse un descanso en su carteo y concentrarse en sus trabajos. Pasarían tres años (hasta poco antes del fallecimiento de Einstein) antes de que reanudasen su correspondencia.

8 comentarios:

eulez dijo...

Anda, no me sabía yo esto del campo unificado de Schrödinger y del carteo con Einstein!

César dijo...

Gracias eulez, por el comentario.

Yo tampoco lo sabía hasta que me puse a investigar. De hecho ese es el sentido de la serie "Einstein y...", contribuir a poner en perspectiva, humanizando a los protagonistas, la historia de la física en la primera mitad del siglo XX.

Un cordial saludo.

Anónimo dijo...

Genial entrada, felicidades.

SuperSantiEgo dijo...

Me ha encantado la foto, aunque puesto en perspectiva todas las fotos de estudio de la época suelen ser de tipo estrella de cine.

César dijo...

@ Anónimo

Muchas gracias.

@ SuperSantiEgo

Debo confesar que la elegí después de escribir el texto, buscando un aspecto un poquito chulesco. Gracias.

Mickimo dijo...

Da un poco de vértigo leer chascarrillos de este tipo mezclando gente que para todos los de ciencias tienen nombres especiales del tipo:
"Principio de incertidumbre de..."
"Principio de exclusión de..."
"Ecuación de..."

Por cierto, genial entrada. Muy bien meneada.
Saludos.

César dijo...

Muchas gracias, Mickimo.

¿Chascarrillos dices? Ya verás cuando publique las entradas sobre Einstein
y sus mujeres; y eso que intentaré centrarme en cómo estas relaciones influyeron en su ciencia.

Un cordial saludo.

Jbros dijo...

Este pasaje se cuenta también en En busca de Klingsor, es un libro que me recomendo Francis Villatoro, y cuenta bastante bien la relación entre ciencia, política, poder... y este pasaje de estos genios ha sido de los que más me sorprendió. Lo leí ayer mismo