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Historia de la física

 

  1. LOS PRIMEROS PASOS DE LA CIENCIA (en construcción)
  2. HISTORIA DE LA FISICA CLÁSICA (en construcción)
  3. HISTORIA DE LA FÍSICA MODERNA

Las nuevas bases del progreso científico

Más profundo aún que el conjunto de nuevos hechos revelados por las ciencias desde el comienzo del siglo XX fue el movimiento en las presunciones básicas de la ciencia. Este movimiento subterráneo en la perspectiva —en el modo como los científicos pensaban y los legos llegaban con el tiempo a pensar acerca de la naturaleza— fue la verdadera revolución científica del siglo XX. Surgió del proceso de ajustarse a los nuevos hechos y proporcionó los planteamientos que dieron al progreso científico un ritmo acelerado (véase la nota adicional 7 de final de capítulo).

Un rasgo notable de la ciencia del siglo XX fue que buena parte de ella careció del rígido carácter numérico que se consideró esencial para la ciencia en el siglo XIX. La preocupación por el número y la medición fue eclipsada por un creciente interés por la estructura.

En las ciencias sociales, conceptos que ofrecían poderosos medios de organizar el conocimiento, para hacerlo más ordenado y penetrante, como los creados por Frcud y Pavlov, llegaron a ser reconocidos como científicos en todos los sentidos, aunque rara vez se prestaban a la medición o siquiera la comparación. En las ciencias biológicas y físicas, también la ciencia fue vista cada vez menos como acumulación de mediciones numéricas y cada vez más como conjunto de relaciones lógicas y empíricas. Lo que interesaba al científico eran las relaciones, las conexiones entre fenómenos, la estructura de la red de conexiones.

El bacteriólogo no daría una respuesta numérica a la pregunta de cómo la sulfamid1 impide la multiplicación de las bacterias. Su explicación sería en función de la estructura geométrica del medicamento: los átomos en éste se hallan ordenados del mismo modo en que lo están los átomos en uno de los alimentos que las bacterias necesitan; esto hace que las bacterias acepten el medicamento, como si fuera por error, engañadas por la forma en que los átomos están ordenados.

Análogamente, el cosmólogo se interesó menos en la edad del universo que en la lógica mediante la cual cabía atribuirle una edad; y mostró menos interés en el tamaño del universo que en si su tamaño supone que es abierto o cerrado. El físico nuclear se sintió fascinado por las extrañas relaciones entre los números de diferentes partículas en un núcleo estable no porque los números fueran interesantes en sí mismos, sino porque podían proporcionar una clave para los ordenamientos estructurales que daban estabilidad al núcleo.

El principio cuantitativo no fue arrojado por la borda, porque la ciencia no puede existir sin datos precisos. Pero dejó de dominar las mentes de los científicos como lo había hecho en el siglo XIX. El científico del siglo XX ya no vio la acumulación de mediciones como un fin, sino como un medio. Necesitaba números exactos no por ellos mismos, sino como un paso hacia la formulación de lo que estaba buscando: las leyes que expresan las relaciones estructurales en la naturaleza. El principio cuantitativo quedó subordinado a algo más profundo: el concepto de la estructura.

El siglo xix supuso continuidad en la naturaleza; sin embargo, ya había quedado establecida la discontinuidad en la división atómica de la materia. Pero los físicos no apreciaron entonces su significación.

Experimento de sir Ernest Rutherford realizado en 1936 para investigar la estructura del átomo.

La discontinuidad como principio fue sacada a la superficie cuando se reveló que la energía también tenía una estructura parecida a la atómica y viajaba en una longitud de onda cualquiera en cuantos de tamaño definido. Una vez demostrado que la energía no puede ser dividida indefinidamente ni ser transferida de un modo continuo, el principio de continuidad del siglo XIX desapareció de la física. La estructura básica del mundo fue aceptada como discontinua. Y con el reconocimiento de que tanto la materia como la energía existen y actúan únicamente en unidades discontinuas de tamaños definidos, la posibilidad de una descripción exacta del universo fue considerada una ilusión.

La necesidad de recurrir a métodos estadísticos había sido aceptada hacía tiempo en campos como la biología, donde el ambiente en que el experimento se lleva a cabo aporta un fondo de variaciones inevitables: diferencias entre un animal experimental y otro, o en temperatura y otras condiciones de un día al siguiente. De experimentos asi deben extraerse conclusiones que representan no una finalidad, sino el peso preponderante de las pruebas. Siempre subsiste una posibilidad de que las conclusiones sean modificadas, y cualesquiera resultados numéricos en ellas están necesariamente rodeados de cicr  la zona de incertidumbre. Según el juicio tradicional, la razón de apelar a las probabilidades en estas zonas era únicamente la falta de un conocimiento completo; si cupiera obtener un conocimiento perfecto de las pequeñas fluctuaciones del fondo, hasta un experimento biológico podría ser en teoría perfectamente preciso y concluyente.

Pero los nuevos descubrimientos en física hicieron patente que carecía realmente de sentido hablar, incluso en principio, de que se llegara a poseer un conocimiento completo y exacto. Porque el conocimiento está limitado por la medida en que cabe suponer que las cosas permanecen fijas, aun en principio. Y cuando, por ejemplo, los científicos intentaron fijar con precisión la cantidad de luz reflejada por, supongamos, la página de un libro, vieron que la aguja del fotómetro temblaba; la cantidad de luz no podía ser mantenida estable en mayor medida que pueden serlo los átomos que forman el indicador.


Emil von  Behring en su laboratorio en 1891.

El hecho de que la aguja temblara era ya conocido en el siglo XIX. Había sido descubierto por el botánico Robert Brown (1775-1858), cuando observó bajo el microscopio el temblor de esporas vegetales en la superficie de un líquido. Pero la plena significación del movimiento browniano no fue advertida hasta el siglo XX.

Primer tubo electrónico construido en un laboratorio. El principio de la incertidumbre, de la indeterminación, que el científico del siglo XX llegó a aceptar ¡legaba hasta la naturaleza de la materia y la energía une éste trataba de observar. La incertidumbre en la descripción del curso de un electrón vitaba presupuesta en el carácter mismo del propio electrón. Foto Archivo Goyenechea.

Se llegó a reconocer que en un universo en el que la materia y la energía son atómicas hay un límite para la exactitud de cualquier descripción. Cualquier descripción, por breve que sea el tiempo que abarque, es un promedio tomado sobre ese tiempo; como la materia y la energía dan saltos discontinuos, no podemos, ni siquiera en principio, reducir a nada el intervalo de tiempo de cualquier descripción que hagamos de ellas. La aguja temblará en cualquier instrumento que se pueda idear, por delicado que sea, por cuidadosamente regulado que esté, por mucho que lo protejamos de todas las fluctuaciones exteriores. Porque, en un universo en el que la materia y la energía son atómicas, ellas mismas proporcionan un fondo de bruscas y discontinuas fluctuaciones que no pueden ser excluidas.

En un universo continuo, cabría considerar la variabilidad estadística de resultados simplemente como errores de medición que desaparecerían si se hicieran lecturas cada vez más exactas a intervalos de tiempo cada vez más breves. Pero en un universo en el que materia y energía son discontinuas, la diferencia entre una medición y otra no es ya únicamente un error del observador. La misma naturaleza está suministrando una distribución estadística de sucesos de un momento al siguiente, en saltos discontinuos.

 

El papel de la incertidumbre y del azar en la naturaleza

El principio de la incertidumbre, de la indeterminación, que el científico del siglo XX llegó a aceptar iba, sin embargo, mucho más allá de la imposibilidad de hacer preciso el instrumento de medición. Llegaba hasta la naturaleza de la materia y la energía que el científico trataba de observar. La incertidumbre en la descripción del curso de un electrón estaba presupuesta en el carácter mismo del propio electrón.

Desde 1900 no hubo manera de conseguir que las ideas de la física cuántica se ajustaran a la mecánica clásica de las partículas. Había que atribuir propiedades fantásticas a un electrón cuando emitía o absorbía un cuanto de energía. Las dificultades fueron en aumento hasta que, en la década de 1920, comenzó a advertirse que era sencillamente imposible elaborar una teoría que describiera estos diminutos acontecimientos y, al mismo tiempo, permitiera esperar que se mantuviera rígidamente ajustada al patrón clásico de causas y efectos.

La dificultad era manifiesta, por ejemplo, en el comportamiento de los electrones cuando un átomo irradia uno de sus colores característicos, como una línea amarilla de sodio. Obtiene la energía para ello cuando uno de sus electrones da el salto de una de sus órbitas características a otra. Este salto no toma tiempo ni pasa por el espacio intermedio; el electrón desaparece de una órbita e instantáneamente aparece en otra. No había mucho sentido en llamar a algo que tuviera este comportamiento partícula o siquiera en preguntarse si lo que aparece en las dos órbitas es el mismo electrón.

Fotografía de un átomo de  uranio. Cuando un atonto irradia uno de sus valores ccaracterísticos, como una línea amarilla de sodio, obtiene su energía para ello cuando uno de sus electrones da el salto de una de sus órbitas características a otra. Este salto no toma tiempo ni pasa por el espacio intermedio, el electrón desaparece de una órbita e instantáneamente aparece en otra. Foto Agencia Magnum.

Tampoco tenía sentido dar al electrón un lugar en un momento dado en su órbita; sus posiciones posibles se extienden alrededor de la órbita como una onda. En pocas palabras, se vio que el electrón se comporta como un electrón y nada más. con sus propias leyes, desusadas pero definidas, y que palabras como partícula y onda eran meras metáforas, cada una de las cuales describe un aspecto y nada más de toda el álgebra de su comportamiento.

Cuando, por ejemplo, la luz de una lámpara de sodio fue enviada a través de dos agujeros en una pantalla, se vio que la luz ondulaba desde los dos agujeros, en ondas que se solapaban para formar un diseño de bandas oscuras y brillantes. Estas ondas estaban formadas por individuales fotones de luz emitidos por saltos de electrones individuales. Pero nadie puede decir por qué agujero va un fotón cualquiera para ocupar su lugar en el diseño de sombras y luces. El fotón individual, el cuanto de energía, es lanzado a su viaje y aparece al fin en uno de los varios posibles lugares. Esto es todo lo que puede decirse de él; es inútil preguntar más.

Inútil, es decir, mientras se insista en seguir a los fotones individuales uno por uno. Porque se advierte que las unidades de la energía, como las de la materia, contradicen tercamente el dogma de la mecánica clásica que declara infinitamente previsibles los procesos de la naturaleza. Lo que se advierte como previsible es la estadística de la colección: que una mitad de la luz pasa por cada agujero y se forma así el diseño de bandas oscuras y brillantes.

Aparato electrónico utilizado por los Investigadores Soviéticos para estudiar los positrones y los mesones. Las unidades de la energía, como las de la materia, contradicen tercamente el dominio de la mecánica clásica que declara infinitamente previsibles los procesos de la naturaleza. Servicio Documental Planeta.

La convicción de que no hay modo de describir el presente y el futuro de tales partículas y sucesos diminutos, en forma que se muestren como completamente determinados, fue expresada como un principio formal en 1927 y por Werner Heisenberg (nacido en 1901) y recibió el nombre de «principio de la incertidumbre», de la indeterminación.

Heisenberg demostró que toda descripción de la naturaleza contiene alguna incertidumbre esencial e inamovible. Por ejemplo, vio que, cuanto más exactamente trataba de medir la posición de un electrón, menos seguro podía estar de su velocidad. Cuanto más exactamente trataba de calcular su velocidad, más inseguro estaba de su posición precisa. El futuro de la partícula nunca puede ser predicho con completa certidumbre, porque es imposible estar completamente seguro de su presente. El futuro de estos acontecimientos en pequeña escala sólo puede ser predicho con algún margen de alternativas, con algo de incertidumbre. Y, una vez que se reconoce cualquier incertidumbre en la predicción, por muy pequeño que sea y distante que este el rincón del mundo en que ello ocurra, el futuro se hace esencialmente incierto, aunque pueda seguir siendo abrumadoramente probable.

El principio de la incertidumbre se refiere u partículas y sucesos pequeñísimos. Pero estos sucesos pequeñísimos no carecen en modo alguno de importancia. Son precisamente las clases de sucesos que se producen en los nervios y el cerebro, en los gigantescos ordenamientos de átomos en los cromosomas o en el comportamiento de la materia en extremos de calor o frío.

Estructura molecular del ácido desoxirribonucleico. Muchos químico opinaron que la forma del ADN está adaptada especialmente para poderse reproducir. Se reconoció que esta estructura química contenía una posible clave del problema de la vida e inspiró un interés especial porque a su vez representaba un papel en la herencia de organismos muy diversos. Foto Agencia AGE.

El descubrimiento del principio de la incertidumbre tuvo un profundo efecto. En un principio, causó una evidente desazón a científicos habituados a pensar, en términos del siglo XIX, que una ley de la naturaleza es una conjunción rígida en la que se describe una causa conocida y se predice con base en ella un efecto definido. Porque el principio significaba que la naturaleza no podía ser descrita como un rígido mecanismo de causas y efectos. Lo que parecía ser una clara relación de causa y efecto era únicamente una acumulación estadística en la que las incertidumbres de diminuto;» sucesos individuales se promediaban. Sin embargo, los éxitos de la ciencia en el siglo XIX habían sido obtenidos ajustando la naturaleza a un mecanismo causal.

Los científicos se habían acostumbrado a pensar que, si una ley de la naturaleza ha sido rígidamente determinada, un procedimiento dado siempre será seguido por el mismo resultado. No estaban acostumbrados a la idea de que será seguido a veces por un resultado y a veces por otro o de que un resultado es más probable que otro. No esperaban hallar la palabra «probable» en una ley de la naturaleza. Para el siglo XIX, la palabra «probable» era una confesión de ignorancia, de una ignorancia que podía, en principio, ser eliminada. Pero los científicos del siglo XX no podían esperar la eliminación de la palabra «probable» de las leyes que gobiernan los acontecimientos muy pequeños. Sabían que los diminutos sucesos que se producen dentro de los átomos no pueden ser descritos por leyes que contengan un término cualquiera más tuerte que «probable»; sabían que, en este sentido, el azar es inherente a la naturaleza.

En el segundo cuarto del siglo xx, el principio de la incertidumbre dejó de ser Lina idea extraña o perturbadora. A la generación posterior de físicos les pareció totalmente natural y razonable. Entendieron que no privaba de orden a la ciencia. Antes bien, tenía el efecto de excluir la metafísica y de concentrar en el propósito de la ciencia: describir el mundo en un esquema o lenguaje ordenado que posibilite mirar hacia delante. No dejaba lugar a creencias generales como el aserto de Laplace de que, si conociéramos completamente el presente, podríamos determinar completamente el futuro. Según el principio de la incertidumbre no tiene sencillamente sentido afirmar lo que ocurriría si conociéramos de un modo completo el presente; no podemos hacerlo y francamente nunca podremos. Fl principio no permite en absoluto afirmaciones sobre si podríamos o no podríamos predecir el futuro de un electrón, en el supuesto de que conociéramos esto o aquello acerca de su presente. Señala meramente que no podemos conocer su presente de un modo completo.

Para los científicos que se formaron en el siglo XX, el principio de la incertidumbre expresó en términos especiales su visión fundamental de la ciencia: la de que la ciencia es un modo de describir la realidad; está, por consiguiente, restringida por los limites de la observación y no afirma nada que no pueda en principio ser probado por la observación; todo lo demás es escolástica, no ciencia. El siglo XIX estuvo dominado por la creencia de Laplace de que todo podía ser descrito por sus causas. Para el hombre de ciencia del siglo XX, esto no era menos escolástico que la creencia medieval de que todo está contenido en la Causa Primera.

La influencia de la relatividad en el pensamiento científico

El siglo XX también desarrolló una noción radicalmente nueva de la relación entre el científico y lo que observa. El hombre llegó a ser visto no como un observador separado, sino como una parte inamovible de sus observaciones.

El siglo XIX se inspiró en la creencia en la impersonalidad de la ciencia y de todo conocimiento. Supuso que todos sus conceptos, como espacio y tiempo, existen de un modo absoluto y fuera del observador. Supuso una división tajante entre el observador y el mundo natural que observa. La naturaleza fue considerada como una cadena o red de acontecimientos que se desarrollan en sucesión imperturbable y de los que el observador es testigo, pero no eslabón.

Cuando Albert Einstein examinó las suposiciones ocultas en la física de su adolescencia, vio que esta opinión de la relación entre la naturaleza y quienes la observan carecía de realismo. No se preguntó si esta opinión era defendible en algún sentido abstracto, sino si era práctica, ¿Registra de hecho la ciencia acontecimientos impersonales?, ¿Puede separar el hecho de la investigación y destilar el acontecimiento de la observación que de él se hace?

Una vez que Einstein se formuló estas preguntas, la respuesta era clara; y la respuesta era «no». Vio que la física, según el científico de hecho la practica, no consiste en sucesos; consiste en observaciones. Y entre el suceso y quienes lo observan tiene que pasar una señal, un rayo de luz tal vez, una onda o un impulso, que simplemente no puede ser excluida de la observación. Suceso, señal y observación: tal es la relación que Einstein reconoció como unidad fundamental en la física. La relatividad es la comprensión del mundo no como sucesos, sino como relaciones.

Albert Einstein en 1921. Suceso, señal y observación: tal es la relación que Einstein reconoció como unidad fundamental en la física. La relatividad es la comprensión del mundo no como sucesos sino como relaciones. Foto Agencia AGE.

Éste es el cambio esencial que la relatividad produjo en todo el pensamiento científico. Introdujo al observador en la observación y, por vía de ella, en la formulación de la ley. Esto, desde luego, no significaba que la ley de la naturaleza estuviera a merced del observador individual. Al contrario, la relatividad y sus ampliaciones usualmente estipulan que una determinada ley de la naturaleza debe ser expresada en forma de que sea igualmente aplicable a todos los observadores.

Así es como la ciencia en el siglo XX dejó de ser un gran amontonamiento de hechos, cada uno de ellos completo, suficiente en sí mismo e impersonal. Fue un modo de ordenar que incluyera el proceso por el que los hechos eran obtenidos. Los hechos no eran dados al científico por la naturaleza; tenía que obtenerlos él mismo. La ciencia se convirtió así en una actividad, en una sucesión de operaciones que tenían que ser efectuadas por personas.

Lo que el científico hallaba no podía ser separado de sus operaciones. El largo de una vara no podía ser separado de la operación de medirla ni la hora en dos relojes de la operación de compararlos.

De la misma manera, es posible considerar el principio de la incertidumbre como expresión de una limitación impuesta por la presencia de un observador. Esto es, se puede considerar que el comportamiento de un electrón está perturbado por el acto de observarlo y que tal es la razón de que no pueda ser descrito con precisión. Si, por ejemplo, un observador quisiera ver un electrón, tendría que hacer brillar en él una luz y esta luz daría algo de su energía al electrón y de este modo alteraría su curso. Así pues, el acto de observación cambiaría por sí mismo las condiciones que el observador estuviera tratando de describir y, en una unidad tan pequeña como un electrón, el cambio sería importante.

Oficina de patentes Berna, donde Einstein preparó la teoría de la relatividad. Foto Agencia Magnum

La ciencia del siglo XX pudo obtener nuevas percepciones de la realidad únicamente porque reconoció la condición del observador, del científico en su tarea. Aprendió a comprender más profundamente la estructura del mundo porque el científico ya no intentó aislar los hechos de la naturaleza de las operaciones con las que trataba de averiguarlos.17

Fueron reemplazadas, pues, las suposiciones básicas sobre las que el siglo xix había formado su planteamiento. En lugar del principio cuantitativo, el científico del siglo xx se vio a si mismo buscando un concepto de estructura. En lugar del principio de la continuidad, el científico reconoció que la estructura básica del mundo en pequeña escala es discontinua. En lugar del principio del determinismo o de causa y efecto, reconoció que las más pequeñas unidades de materia y energía siguen leyes que sólo pueden ser descritas por probabilidades y cuyas predicciones siempre están, por consiguiente, rodeadas de una zona de incertidumbre. En lugar de la impersonalidad de la ciencia, se llegó a la comprensión de que las operaciones del científico entran de modo inextricable en sus hallazgos. Fueron cambios revolucionarios en la perspectiva de la ciencia e hicieron que se pudiera hablar con propiedad de una segunda revolución científica.

El efecto total de la nueva visión fue el derrocamiento de la dura y mecánica imagen del científico al servicio de una verdad inhumana, alejado del mundo cotidiano, de la imagen creada por el siglo xix. Su lugar fue ocupado por una imagen más rica en la que el científico se vio llevando a cabo una actividad esencialmente humana y personal, con la que debe crear un orden, una comprensión del mundo mediante la proyección de su propia mente.

Fue éste el cambio más sutil que se produjo en la perspectiva de la ciencia y de todo conocimiento. El siglo XX se apartó de la tesis de que el conocimiento es pasivo, de que acumula los hechos que la naturaleza proporciona como en un fichero y de que el científico sólo necesita mantener el fichero ordenado y pulcro. En lugar de esto, vio el conocimiento como una actividad constante.

Representación, de la relación espacio-tiempo según la teoría de Einstein. Foto Magnum.

Cesó de pedir que una ley de la naturaleza fuera formulada como si no hubiera observadores; pidió únicamente que fuera formulada de tal modo que pareciera la misma a todos los observadores análogamente situados. Cuando pedía que una ley fuera universal, no pedía una ley que se mantuviera en pie en ausencia de observadores humanos. Pedía, antes bien, una ley que fuera válida para todos ellos, por diferentes que fueran sus circunstancias. Éste fue el nuevo significado de universalidad.

Al mismo tiempo, atribuyó al que buscaba el conocimiento una función creadora que la ciencia en el pasado le había negado. Un universo totalmente determinista, como el descrito por Laplace, incluía el supuesto de que cuanto los hombres hacen está ya determinado. Según esta tesis del siglo XIX, el hombre no inventa nada ni añade nada al mundo. Todo está totalmente condicionado por los acontecimientos pasados.

Esta interpretación de la naturaleza como una máquina, con inexorable tictac, que sigue un curso totalmente determinado ya no estaba sobreentendida en los hechos de la física del siglo xx. Porque los hechos de la física no dejaban lugar a ninguna teoría que no incluyera un imprevisible elemento de azar en cualquier predicción. Los hechos de la física moderna dicen, por ejemplo, que la mitad de los átomos de un trozo de plutonio experimentarán una desintegración radiactiva en 25 000 años, pero no dicen qué mitad. Tampoco dicen si cualquier átomo determinado en un trozo de plutonio se desintegrará o no en los próximos 25 000 años o en cualquier otro período de tiempo.

Para los científicos de mediados del siglo XX no existía la posibilidad de que estuviera oculta en alguna parte una teoría que les permitiera hacer predicciones exactas de esta clase acerca de los acontecimientos en pequeña escala que ocurran en el átomo. De hecho, el matemático John von Neumann (1903-1957) demostró que cualquier ley determinista que predijera exactamente la ocurrencia de tales fenómenos contradice algunos de los hechos de la física conocidos y establecidos (véase la nota adicional 8 de final de capítulo).

El concepto del azar, al entrar en la física moderna, no señaló ningún relajamiento del rigor científico. Estaba tan claro y bien definido como lo estuvo en el pasado el principio de estrictos causa y efecto. La zona de indeterminación con la que era necesario rodear las predicciones estaba tan bien formulada y era intelectualmente tan lúcida como antaño la cuestión de la certidumbre. Tales eran los útiles de la nueva ciencia, más flexibles y menos habituales que los del pasado y en extremo prácticos, pero no por ello menos científicos.

Al ser considerados la ciencia y todo conocimiento como actividades personales, el científico fue situado en una nueva relación con sus teorías. Isaac Newton no se creyó el inventor de la ley de la gravitación y Charles Darwin no pensó que estaba creando la teoría de la evolución, Se consideraron como descubridores de lo que siempre había estado allí. Cada uno de ellos se imaginó la ley que había descubierto como totalmente objetiva, como algo que existía por sí mismo, tan positivamente como una piedra o una máquina de reloj.

El científico moderno vio esto como una opinión demasiado simple e impersonal del conocimiento. Supuso que las leyes de la naturaleza tienen realmente una existencia por sí mismas, pero que su carácter era más delicado, más detallado e inmensamente más variado que cualquier cosa que los hombres pudieran descubrir. Por consiguiente, el orden que el hombre de ciencia pudiera hallar en la naturaleza era seguramente sólo uno de los muchos órdenes que podrían ser encontrados. Y el orden particular hallado por el hombre de ciencia estaba así en parte creado e impuesto por su propia imaginación.

Consideremos un caso concreto. Isaac Newton pensó que cada trozo de materia era atraído hacia otro trozo cualquiera por una fuerza de gravitación. Las predicciones que basó en esta ley fueron casi totalmente acertadas hasta el término del siglo XIX. Pero no fueron totalmente acertadas. Fracasaron, por ejemplo, al predecir una pequeña pero obstinada discrepancia en la órbita del planeta Mercurio.

En 1916, Albert Einstein publicó la teoría de la relatividad general. Incluía todas las predicciones que Newton había hecho y además explicaba correctamente las irregularidades en la órbita de Mercurio. También predecía un notable fenómeno, la desviación del curso de la luz hacia objetos con mucha masa. Esto fue confirmado por observaciones del eclipse total de sol en 1919.

La teoría de la relatividad general planteó a su vez una nueva serie de problemas. Einstein la formuló de tal modo que suponía un universo cerrado. Pero se demostró entonces, matemáticamente, que el tamaño de un universo cerrado no puede ser estable; tiene que expandirse o contraerse. Y de hecho, en 1924, Edwin P. Hubble (1889-1953) observó que la luz de las constelaciones distantes aumenta su longitud de onda de un modo que queda naturalmente explicado con la presunción de que todas las constelaciones se están alejando las unas de las otras. Quedó así abierto todo un nuevo campo de la cosmología.

No fue la teoría de la relatividad general de Einstein una simple ampliación de las leyes de Newton para ajustarías de modo que abarcaran un campo mayor de fenómenos. Fue un modo completamente nuevo de contemplar los fenómenos. Arrojó por la borda la idea de una fuerza de gravitación y de hecho toda la noción de fuerza. En lugar de esto, consideró la acción recíproca de los cuerpos y de la luz puramente como un efecto geométrico, causado por irregularidades geométricas en un cuatridimensional espacio-tiempo.

No había, pues, ningún lazo intelectual entre el mecanismo que Newton concibió como impulsando a los planetas y el nuevo mecanismo concebido por Einstein.1" Sin embargo, las predicciones que ambos ofrecieron, por ejemplo para la órbita de la Tierra, fueron casi siempre indistinguibles. Las leyes de la naturaleza, según las veía el siglo xx, podían, pues, ser concebidas en formas que son filosóficamente muy diferentes y que pueden, sin embargo, ofrecer casi las mismas predicciones. La elección que un científico teórico puede hacer entre posibles formas de ley no es en modo alguno, por consiguiente, inevitable. El orden particular que halla en la naturaleza es en algunos aspectos una proyección de su mente.

En este siglo se han encontrado muchas conexiones entre los diferentes fenómenos de la naturaleza. Albert Einstein, que siempre anduvo en pos de nuevas ideas unificadoras, mostró cómo enlazar el tiempo con el espacio, la masa con la energía y la gravitación con la estructura espacial. Al final de su vida todavía estaba trabajando en una teoría del campo unificado, destinada a hallar un enlace entre la gravitación y la electricidad.

J. J. Thomson, Ernest Rutherford y Niels Bohr elaboraron un modelo de átomo que juntó una masa de diversos fenómenos, desde la electricidad hasta la química. En 1932, James Chadwick mostró que otros fenómenos atómicos podrían ser incluidos en el mismo orden si se postulara la existencia de una pesada partícula fundamental sin carga eléctrica, el neutrón. Una vez más, un nuevo concepto unificó y dio sentido a los variados y dispersos fenómenos de la naturaleza.

Conceptos tan profundos llegaron a ser reconocidos como productos de la mente científica. En el pensamiento del siglo XX el científico podía ser visto más restringido en su libertad que el poeta o el pintor y más ligado a los hechos a los que su capacidad de creación tenía que conformarse. Pero estas restricciones no afectan a la esencia y el carácter del proceso imaginativo.

Ernest Rutherford, quien elaboró, en colaboración con J. J. Thomson y Niels Bohr, un modelo de átomo que juntó una masa de diversos fenómenos, desde la electricidad hasta la química. Foto Agencia AGE.

La relatividad, la teoría de la estructura atómica, el concepto de lo inconsciente y las leyes mendelianas de la herencia fueron vistos como obras de la imaginación. Fueron triunfos de la mente humana porque hallaron o crearon orden donde había habido una apariencia de desorden, advirtieron en las operaciones de la naturaleza ciertas notables tendencias e impusieron una unidad intelectual a la masa inanimada de los fenómenos (véase la nota adicional 9 de final de capítulo).

 

Fuente: Historia de la Humanidad, Unesco, Vol Siglo XX

 

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