Repasando Rumores del Saber IX

El laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, es posiblemente la institución científica más prestigiosa del mundo.  Desde su fundación, a finales del siglo XIX, el laboratorio ha sido responsable de algunos de los avances más innovadores y trascendentales de todos los tiempos: el descubrimiento del electrón  (1897), el descubrimiento de los isótopos de los elementos ligeros de la tabla periódica (1.919), la división del átomo (1.919), la revelación de la estructura del ADN (1.953) y el descubrimiento de los púlsares (1967).  Desde la creación del premio Nobel en 1.901, más de veinte científicos del Laboratorio Cavendish o formados en él lo han ganado, ya sea en Física o en Química.

Fundado en 1.871, el Laboratorio abrió sus puertas tres años después en un edificio neogótico de Free School Lane, que ostentaba una fachada de seis hastiales y una maraña de pequeñas habitaciones conectadas, en palabras de Steven Weinberg, “por una red incomprensible de escaleras y corredores.”

A finales del siglo XIX, poca gente sabía con exactitud a qué se dedicaban los “físicos”.  El término mismo era relativamente nuevo.  En Cambridge, la física se enseñaba como parte del grado de matemáticas.

En este sistema no había espacio para la investigación: se consideraba que la física era una rama de las matemáticas y lo que se le enseñaba a los estudiantes era como resolver problemas.

En la década de 1.870, la competencia económica que mantenían Alemania, Francia, Estados Unidos, y Gran Bretaña se intensificó.  Las Universidades se ampliaron y se construyó un Laboratorio de física experimental en Berlín.

Cambridge sufrió una reorganización.  William Cavendish, el séptimo duque de Devonshire, un terrateniente y un industrial, cuyo antepasado Henry Cavendish había sido una temprana autoridad en teoría de la gravitación, accedió a financiar un Laboratorio si la Universidad prometía fundar una cátedra de física experimental.  Cuando el laboratorio abrió, el duque recibió una carta en la que se le informaba (en un elegante latín) que el Laboratorio llevaría su nombre.

Tras intentar conseguir sin éxito atraer primero a William Thomson, más tarde a lord Kelvin (quien entre otras cosas, concibió la idea del cero absoluto y contribuyó a la segunda ley de la termodinámica) y después a Hermann von Helmhltz, de Alemania (entre cuyas decenas de ideas y descubrimientos destaca una noción pionera del cuanto), finalmente se ofreció la dirección del centro a James Clerk Maxwell, un escocés graduado en Cambridge.

Este fue un hecho fortuito, pero Maxwell terminaría convirtiéndose en lo que por lo general se considera el físico más destacado entre Newton y   Einstein.  Su principal aportación fue, por encima de todo, las ecuaciones matemáticas que permiten entender perfectamente la electricidad y el magnetismo.  Estas explicaban la naturaleza de la luz, pero también condujeron al físico alemán Heinrich Hertz a identificar en 1.887, en karlsruhe, las ondas electromagnéticas que hoy conocemos como ondas de radio.

Maxwell también creó un programa de investigación en Cavendish con el propósito de idear un estándar preciso de medición eléctrica, en particular la unidad de resistencia eléctrica, el ohmio.  Esta era una cuestión de importancia internacional debido a la enorme expansión que había experimentado la telegrafía en la década de 1.850 y 1.860, y la iniciativa de Maxwell no solo puso a Gran Bretaña a la vanguardia de este campo, sino que también consolidó la reputación del Laboratorio Cavendish como un centro en el que se trataban problemas prácticos y se ideaban nuevos instrumentos.

A este hecho es posible atribuir parte del crucial papel que el laboratorio iba a desempeñar en la edad dorada de la Física, entre 1.897 y 1.933.  Los científicos de Cavendish, se decía, tenían “sus cerebros en la punta de los dedos.”

Maxwell murió en 1.879 y le sucedió lord Rayleigh, quien continuó su labor, pero se retiró después de cinco años y, de manera inesperada, la dirección pasó a un joven de veintiocho años, Joseph John Thomson, que a pesar de su juventud ya se había labrado una reputación en Cambridge como un estupendo físico-matemático.  Conocido universalmente como “J.J.!, puede decirse que Thomson fue quien dio comienzo a la segunda revolución científica que creó el mundo que conocemos.

La primera revolución científica comenzó con los descubrimientos de Copérnico, divulgados en 1.543, y los de Isaac Newton en 1.687 con su Gravedad y su obra de incomparable valor Principia Matemática, a todo esto siguió los nuevos hallazgos en la Física, la biología y la psicología.

Pero fue la Física la que abrió el camino.  Disciplina en permanente cambio, debido principalmente a la forma de entender el átomo (esa sustancia elemental, invisible, indivisible que Demócrito expuso en la Grecia antigua).

En estos primeras décadas del siglo XIX, químicos como John Dalton se habían visto forzados a aceptar la teoría de los átomos como las unidades mínimas de los elementos, con miras a explicar lo que ocurría en las reacciones químicas (por ejemplo, el hecho de que dos líquidos incoloros produjeran, al mezclarse, un precipitado blanco).

De forma similar, fueron estas propiedades químicas y el hecho de que variaran de forma sistemática, combinada con sus pesos atómicos, lo que sugirió al ruso Dimitri Mendeleyev la organización de la Tabla Periódica de los elementos, que concibió jugando, con “paciencia química”, con sesenta y tres cartas en su finca de Tver, a unos trescientos kilómetros de Moscú.

Pero además, la Tabla Periódica, a la que se ha llamado “el alfabeto del Universo” (el lenguaje del Universo), insinuaba que existían todavía elementos por descubrir.

La tabla de Mendeleyev encajaba a la perfección con los hallazgos de la Física de partículas, con lo que vinculaba física y química de forma racional: era el primer paso hacia la unificación de las ciencias que caracterizaría el siglo XX.

En Cavendish, en 1.873, Maxwell refinaría la idea de átomo al introducir la idea de campo electromagnético (idea que tomó prestada de Faraday), y sostuvo que éste campo “impregnaba el vacío “y la energía eléctrica y magnética se” propagaba a través de él” a la velocidad de la luz.  Sin embargo, Maxwell aún pensaba en el átomo como algo sólido y duro y que, básicamente, obedecían a las leyes de la mecánica.

El problema estaba en el hecho de que, los átomos, si existían, eran demasiado pequeños para ser observados con la tecnología entonces disponible.

Esa situación empezaría a cambiar con Max Planck, el físico alemán que, como parte de su investigación de doctorado, había estudiado los conductores de calor y la segunda ley termodinámica, establecida originalmente por Rudolf  Clausius, un físico alemán nacido en Polonia, aunque lord kelvin también había hecho algún aporte.

Clausius había presentado su ley por primera vez en 1.850, y esta estipulaba algo que cualquiera podía observar, a saber, que cuando se realiza un trabajo la energía se disipaba convertida en calor y que ese calor no puede reorganizarse en una forma útil.  Esta idea, que por lo demás parecería una anotación de sentido común, tenía consecuencias importantísimas.

Dado que el calor (energía) no podía recuperarse, reorganizarse y reutilizarse, el Universo estaba dirigiéndose gradualmente hacia un de orden completo:

Una casa que se desmorona nunca se reconstruye así misma, una botella rota nunca se recompone por decisión propia.  La palabra que Clausius empleó para designar este fenómeno o desorden irreversible y creciente fue “entropía”: su conclusión era que, llegado el momento, el Universo moriría.

En su doctorado, Planck advirtió la relevancia de esta idea.  La segunda ley de la termodinámica evidenciaba que el tiempo era en verdad una parte fundamental del Universo, de la física.  Sea lo que sea, el tiempo es un componente básico del mundo que nos rodea y se relaciona con la materia de formas que todavía no entendemos.

La noción de tiempo implica que el Universo solo funciona en un sentido, hacia delante, nunca se está quieto ni funciona hacia atrás, la entropía lo impide, su discurrir no tiene marcha atrás. ¿No será nuestro discurrir lo que siempre marcha hacia delante, y, lo que tenemos por tiempo se limita a estar ahí?

Continuemos contando cosas interesantes que seguramente desconocéis y os gustarán.

En 1.936, la casa de subastas Sotheby’s vendió en la ciudad londinense una colección de documentos de sir Isaac Newton, el gran físico y filósofo natural británico, que la Universidad de Cambridge había considerado “sin valor científico” unos cincuenta años antes, cuando la colección le había sido ofrecida.

Los documentos, la mayoría manuscritos y cuadernos de notas,  fueron comprados luego por otro hombre de Cambridge, el distinguido economista John Maynard Keynes (desués lord Keynes), quien, tras dedicar varios años a su estudio, pronunció una conferencia sobre ellos en el club de la Royal Society de Londres.

En 1.942, en medio de la segunda guerra mundial, Keynes presentó a sus oyentes una visión completamente nueva del “científico más renombrado y exaltado de la Historia”.

Keynes, después de estudiar con detenimiento los papeles y documentos de la caja adquirida en la subasta, descubrió a un ser nuevo y desconocido para el gran público, Newton, después de todo, no era un racionalista, alguien que nos enseñó a pensar de acuerdo con los dictados de la razón fría y carente de emoción.

Aquellos viejos documentos que Newton guardó en una caja en su despacho, allá por el año 1.696, dejaba al descubierto que Newton no fue el primer hombre de la Edad de la Razón, sino que fue el último de los magos, el último de los babilonios y de los sumerios, la última gran mente que contempló el mundo visible e intelectual con los mismos ojos que lo hicieron quienes empezaron a construir nuestra herencia cultural hace ya diez mil años.

Newton todavía es conocido principalmente como el hombre que dio origen a la noción moderna de que el Universo se mantiene  unido gracias a la acción gravitatoria.  Sin embargo, pocos conocen al Newton que pasó años involucrado con el oscuro mundo de la alquimia, entregado a la búsqueda ocultista de la piedra filosofa, y que estudió la cronología de la Biblia convencido de que esta le permitiría predecir el Apocalipsis que estaba por venir.

Newton, en realidad, era un estudioso cuasi-místico, fascinado por los rosacruces, la astrología y la numerología, que creía que Moisés conocía la doctrina heliocéntrica de Copérnico y su propia teoría de la gravedad.

Una generación después de la aparición de su famoso libro Principia Matemática (un enorme avance para la Humanidad), Newton aun se esforzaba por descubrir la forma exacta del Templo de Salomón, al que consideraba “la mejor guía para conocer la topografía de los cielos.”

Y acaso lo más sorprendente de todo sea que los estudios más recientes sugieren que los descubrimientos científicos de Newton que cambiaron el mundo podrían no haber sido realizados nunca de no ser por sus investigaciones alquímicas.

Grandes verdades han  surgido de ideas “ilusorias” que en la mayoría de los casos, su autor, no publicaba por miedo al que dirán, ese fue por ejemplo, el caso del gran matemático Gauss que, por temor a los comentarios de sus compañeros, me fue capaz de publicar su geometría de espacios curvos que, en muchos casos, derribaba la inamovible geometría de Euclides.  Pero llegó Riemann y todo cambió a partir de nuevos conceptos y una visión más avanzada y atrevida.

Sin un poco de fantasía nos quedaríamos paralizados.  Así, el proceso y el avance intelectual de la Humanidad nos llegó de ideas que, no pocas veces, fueron simples ilusiones que tomaron forma real, de la mente a la vida cotidiana.  Esta es quizá la lección más importante que podemos extraer del mundo de las ideas: no debemos poner barreras al pensamiento.  Aunque nos pueda parecer descabellad, hay que seguir la pista de las ideas.

Recopilado por emilio silvera

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