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«Estoy convencido de que la Física Teórica es, realmente,filosofía»(MaxBorn)

AugustoBeléndezVázquez

Físicaparatod@s(11/12/2015)

https://blogs.ua.es/fisicateleco/2015/12/max-born/

“Estoyconvencidodeque laFísicaTeóricaes, realmente, filosofía.Haderribadoconceptos básicos, por ejemplo, sobre el espacio y el tiempo (relatividad), lacausalidad(teoríacuántica),sobrelasustanciaylamateria(atomística)ynoshaenseñado nuevos métodos de pensamiento (complementariedad) que sonaplicablesmuchomásalládelaFísica.”

MaxBorn–PremioNobeldeFísicaen1954

Max Born nació el 11 de diciembre de 1882 en Breslau, entonces la capital de laprovinciaprusianadeSilesiayhoylaciudaddeWroclawenPolonia.En1904entróenlaUniversidad de Gotinga, “la meca de las matemáticas teutonas” como Born ladenominaba, donde entró en contacto con tres renombradosmatemáticos: FelixKlein(1849-1925), David Hilbert (1862-1943) y Hermann Minkowski (1864-1909). EnGotingaasistió fundamentalmentea lasclasesdeMinkowskiyHilbert,del cualpasóaser su “ayudante particular”, lo que le permitió verle y oírle a diario. Born no sóloestudiómatemáticassinotambiénfísicay,enparticular,asistióclasesdeópticayauncurso avanzado sobre experimentos ópticos. Años después, en 1912, fue invitado porAlbert Michelson (1852-1931) a impartir una conferencia sobre Relatividad en laUniversidaddeChicagoyBornaprovechóestaestanciapara realizarexperimentosdeEspectroscopíaconlamagníficainstrumentaciónópticadisponibleenellaboratoriodeMichelson. Todo ello proporcionó a Born una base muy sólida en óptica lo que lepermitió escribir el libroOptik [en alemán] en 1933 y en colaboración conEmilWolf(1922-2018) el libro Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation,InterferenceandDiffractionofLighten1959,elfamoso“BornandWolf”.

Después de doctorarse y hacer el serviciomilitar tuvo la oportunidadde realizar unaestancia de seis meses en la Universidad de Cambridge para ampliar estudios sobrefísicadondeasistióa las clasesde JosephLarmor (1857-1942)y J. J.Thomson (1856-1940). Regresó a Alemania en 1908 descubrió la Teoría de la Relatividad Espacial deEinsteinytrabajóenGotingadenuevoconMinkowskisobreestateoríahastaqueéstefalleció en 1909. En 1915marchó a Berlín donde ocupó una cátedra pero la PrimeraGuerraMundialinterrumpiósucarreracientíficaalsermovilizado.Estuvoenelserviciode radiotelegrafía de la aviación y luego en un departamento de investigación de laartillería para trabajar en el “procedimiento fonométrico” que permitía localizar lasbaterías enemigas midiendo en distintos lugares el tiempo que tardaba en oírse la

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explosióndesalida.Casualmente,elfísicoLawrenceBragg(1890-1971)tambiénestuvorealizandolosmismosestudiosparaelejércitobritánico.MaxBorntrabajabaconvariosfísicosensusestudiosfonométricosyenlosratoslibresrealizabantrabajoscientíficos,como laTeoríadeBorn-Haberquedesarrolló juntoconelquímicoFritzHaber(1868-1934).

MaxBorn.Créditos:Wikipedia.

En1919intercambióconMaxvonLaue(1879-1960)suplazadeBerlínporlaqueteníaLaueenFrankfurt,encuyaUniversidadhabíaunInstitutodeFísicaTeóricadelqueBornfuenombradodirector.EnFrankfurtsuprimerayudantefueOttoStern(1888-1969),ungranfísicoexperimentalquefueelprimeroendemostrarexperimentalmenteen1920laleydedistribucióndevelocidadesmolecularesdeMaxwellutilizandorayosmolecularesdeplata.En1922OttoSternjuntoconWaltherGerlach(1889-1979)tambiénllevaronacabo el famoso experimento de Stern-Gerlach, considerado como una de lasdemostracionesdeayudaronasentarlasbasesexperimentalesdelamecánicacuántica.DespuésdedosañosenFrankfurt,BornregresóaGotingaen1921parasucederaPeterDebye (1884-1966) como director del Instituto de Física, tanto de la división teóricacomo de la experimental. Sin embargo, Born pensaba que no estaba capacitado paradirigiruncentrodeinvestigaciónexperimentalporloqueconsiguióquesuviejoamigoJames Franck (1882-1964) fuera contratado para dirigir la sección experimental,ocupándoseBornentoncesdelasecciónteórica.HabíauntercerinstitutocuyodirectoreraRobertWichardPohl (1884-1976).No cabe lamenordudade que el trasladodeBornaGotingaen1921marcóeliniciodelperiodomásfecundodesuvidaasícomoeldeunadelasépocasdemásesplendordelaFísicaenAlemania.

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Los“pecesgordos”deGotingaen1923.Deizquierdaaderecha:MaxReich,MaxBorn,James

FranckyRobertWichardPohl.Créditos:Wikipedia.

EnsutercerperiodoenlaUniversidaddeGotinga,Borntrabajóenteoríaatómicadelossólidosperoprontosuinteréssecentróenlateoríacuántica. JuntoconWolfangPauli,Werner Heisenberg (1901-1976) y Pascual Jordan (1902-1980) iniciaron eldescubrimiento de una nueva “mecánica cuántica”. De hecho, la denominación“mecánica cuántica” es debida precisamente a Born. En 1925 Heisenberg publicó unartículoenelquedesarrollólaprimeraformasatisfactoriadelamecánicacuánticayesemismoaño,ygraciasa suprofunda formacióncomomatemático,MaxBorndescubrióque las reglas de multiplicación de la teoría de Heisenberg escondían las del cálculomatricialyescribeporprimeravezsufamosarelación:

quemuestrala“no-conmutación”entrelaposiciónqyelmomentopdeunapartículaenla Mecánica Cuántica. Junto con su discípulo Pascual Jordan estableció las leyes mássencillasdelamecánicacuánticamatricial.Esemismoañolostres,Born,HeisenbergyJordan,desarrollaron sistemáticamente la teoría con resultadosmuy satisfactorios.En1925 Born y Jordan publican sus resultados en el artículo titulado “ZurQuantenmechanik” y en 1926 Born, Heisenberg y Jordan completaronel trabajo en elartículo“ZurQuantenmechanikII”conocidocomoDrei-Männer-Arbeit(eltrabajodelos“treshombres”) enelque lamecánicamatricial tomósu formamásacabada. Justoen

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1926 empezaron a aparecer los trabajos de Erwin Schrödinger (1887-1961) sobremecánicaondulatoria.Parecíandosteoríasdistintas,peroprontosedemostróqueeranequivalentes.MaxBornesademáselresponsabledelainterpretaciónprobabilísticadela función de onda considerada por Schrödinger. La interpretación estadística de lafunción de onda realizada por Max Born constituía sólo el primer paso hacia lacomprensión de la relación entre partículas y ondas de la Física atómica. Aunque lamayoría de los físicos aceptó esta interpretación probabilística de la función de ondahuboalgunosqueno laadmitieron,entre losqueseencuentran físicosnotablescomoPlanck,Einstein,deBroglieySchrödinger,pionerosdelateoríacuántica.ElpropioBornllegóapensarqueesterechazoasuinterpretaciónestadísticadelafuncióndeondaporparte de estos eminentes físicos era la razón por la que él no fue galardonado con elPremio Nobel de Física hasta 1954. Max Born creó en Gotinga una escuela de físicateórica.Heisenberg llegó a decir que había realmente tres escuelas sobre lamecánicacuántica en aquella época: La fenomenológica de Arnold Sommerfeld (1868-1951) enMunich,lafilosóficadeNielsBohr(1885-1962)enCopenhagueylamatemáticadeBornenGotinga.

Afinalesde1925yprincipiosde1926BornpronuncióvariasconferenciassobreTeoríadecristalesyMecánicacuánticaen losEstadosUnidosyenoctubrede1927asistióalquintoCongresoSolvay,elmásfamosodetodos,quesecelebróenBruselasenelmesdeoctubre, cuyo tema principal era Electrones y fotones y donde los mejores físicosmundiales (diecisiete de los veintinueve asistentes habían sido o serían galardonadosconelPremioNobel)discutieronsobre lateoríacuántica.MaxBornestabaapuntodecumplir45años.

En1928realizóunviajeagotadoraRusiaparaasistiravarioscongresosenLeningradoyMoscú.MaxBorndirigió la tesisdoctoral enGotingaagrandes físicos comoPascualJordan,MariaGoeppert-Mayer(1906-1972),RobertOppenheimer(1904-1967)oVictorWeisskopf (1908-2002) y entre sus asistentes en el Instituto de Física Teórica de

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GottingaseencuentranEnricoFermi(1901-1954),WernerHeisenberg,PascualJordan,WolgangPauli(1900-1958),EdwardTeller(1908-2003)oEugeneWigner(1902-1995),muchosdeellosgalardonadosconelPremioNobeldeFísica.

TraslallegadadeHitleralpoderenAlemaniaenenerode1933,ydebidoalorigenjudíodeMaxBorn,éstedecidióabandonarAlemania juntoconsu familiaenmayode1933.EstuvounosañosenlaUniversidaddeCambridgedondefueStokesLecturer,seismesesenBangalore,India,yfinalmentedesde1936fueTaitProfessordeMatemáticaAplicadaenlaUniversidaddeEdimburgodondeestuvohastasuretiroen1952.Despuésdelcualvolvió a Alemania de nuevo donde en 1954 recibió la noticia de que había sidogalardonado con el Premio Nobel de Física (compartido con Walther Bothe (1891-1957)):

“Por su investigación fundamental en lamecánica cuántica, especialmente por suinterpretaciónestadísticadelafuncióndeonda”.

NofuelaprimeravezquefuenominadoparaelPremioNobeldeFísica,sinoqueyalohabía sidoen1930,1934,1939y todos los añosentre1946y1954, ydesde luego loteníaquehaberrecibidoveinteañosantes,enlaépocaelquelorecibieronHeisenberg,SchrödingeryDirac.Bornfue,juntoconBohryHeisenberg,unodelospocosfísicosalosquesedebelaconstruccióndelaestructurafilosóficadelaMecánicaCuántica,siendolainterpretaciónprobabilísticadelafuncióndeondasuprincipalcontribuciónylaquelevalióelPremioNobel.MaxBorncomenzósulección“LainterpretaciónestadísticadelaMecánicaCuántica”presentadaconmotivodelarecepcióndelPremioNobeldeFísica,yademás tambiéneldíade su cumpleaños, el 11diciembrede1954, con las siguientespalabras:

“Los trabajos por los que he sido honrado con el Premio Nobel del año 1954, nocontienen el descubrimiento de ningún fenómeno natural nuevo, sino losfundamentosdeunanuevaformadepensaracercadelosfenómenosnaturales”.

El día anterior, 10 de diciembre de 1954, y en el discurso (banquet speech) quepronuncian los galardonados en el tradicional banquete ofrecido por los monarcassuecosenEstocolmo,Borntambiénincluyóestasmismaspalabras.

MaxBornmantuvounagranamistadconAlbertEinstein(1879-1955),tresañosmayorqueBorn,ydurantelasvisitasquerealizabaBornaBerlínparaverasufamiliamientrasservía en el frente durante la Primera GuerraMundial, los dos físicos tocaban juntossonatasparaviolínydiscutíandecuestionestantocientíficascomopolíticas.Dehecho,en 1915 Einstein discutió con Born su teoría de la relatividad general convirtiéndoseMaxBornenunodesusmayoresdefensores.Juntosvivieronladerrotamilitar,lacaídadel imperio germano y el nacimiento de la República de Weimar. Max Born conociópersonalmente aEinstein enun congreso en Salzburgo en1909yMaxBorn recuerdaqueenunacartafechadael9denoviembrede1919Einsteinledice“apartirdeahoranos trataremosde tú”, lo que supusoparaBornun granhonor y una enorme alegría.Discutieron tanto personalmente como a través de correspondencia sobre muchostemas:ciencia, filosofía,política…,yson famosossus intercambiosepistolaressobre lainterpretación probabilística de la función de onda que Einstein, con su conocida ycontrovertida afirmación de que “Dios no juega a los dados”, no aceptaba. Desde queEinstein y Born abandonaron Alemania en 1933, ya no volvieron a encontrarse

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personalmente, pero siguieron intercambiando numerosas cartas, cada vez máscentradasentemaspolíticoysobretodoencontradelaescaladanucleariniciadaconeladvenimientodelaguerrafría.Ennoviembrede1954EinsteinremitióaMaxBornunacarta felicitándole por la reciente concesión del Premio Nobel de Física en la que leseñalaba:

“Muchome he alegrado que -aunque con notorio retraso- hayas sido galardonadoconelPremioNobelportuaportaciónalaactualMecánicacuántica.Enespecialtuconsecuenteinterpretaciónestadísticadelateoríahaclarificadodeformadecisivaelpensamiento. Esto me parece absolutamente incuestionable, a pesar de nuestrainfructuosacorrespondenciasobreeltema”.

TraselfallecimientodeEinsteinenPrincetonel18deabrilde1955,MaxBornescribió:

“Soyconscientedeloquesignificahabersidosuamigo”.

LaopinionesdeBornenrelaciónanuestrasposibilidadesde llegaraentenderalgunavezelmundofísicoadolecíandeunciertopesimismo:

“Hemosllegadosalfinaldenuestroviajeporlosabismosdelamateria.Buscábamosun suelo firmeyno lohemos encontrado. Cuantomásprofundamentepenetramos,tantomásinquieto,másinciertoymásborrososevuelveelUniverso”.

Max Born se casó con Hedwig Ehrenberg (1891-1972) en 1913 y tuvieron un hijo,Gustav,ydoshijas,IreneyGritli.SuhijaIrenesecasóconunprofesordealemánnaturaldeGales,BrinleyNewton-John,cuandolafamiliavivíaenGranBretaña,aunquelaparejamarchó luegoaAustralia,yunade lashijasdelmatrimonio(ypor tantonietadeMaxBorn)esOliviaNewton-John,cantanteyactrizaustraliana,nacidaenelReinoUnido.

MaxBornfallecióenGotingael5deenerode1970.Tenía88años.Ensutumbaapareceunainscripciónconsufamosafórmuladeanti-conmutación.

TumbadeMaxBornenGotinga.Créditos:Wikipedia.

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BIBLIOGRAFÍA

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AugustoBeléndezVázquez(2015)