EL CIENTÍFICO “SIMPLE” ADICTO A LAS MATEMÁTICAS: el chico tímido de Solvey.

Para conocerle un poco más…

Paul Dirac, un científico tímido, diferente, joven, y amante de la sencillez como la ciencia que él más amaba, las Matemáticas. Como bien escribió en la pizarra en una de los conferencia a las que asistió: “Las leyes físicas deben tener la simplicidad y belleza de las matemáticas”. Con un carácter muy particular y característico, marcado seguramente por esa dura infancia al lado de un padre autoritario, consideraba la física un arte, y creia que de alguna manera era una forma de hacer poesía, en un viaje en el que fue a visitar a su amigo Oppenheimer (creador de la bomba atómica) le dijo: No puedo entender como alguien que trabaja en los límites de la física puede simultanear su trabajo con la poesía que representa una actividad en el polo opuesto. Cuando trabajas en ciencia tienes que escribir sobre cosas que nadie sabe con palabras que todo el mundo sea capaz de entender. Al escribir poesía estas limitado a decir … algo que todo el mundo sabe con palabras que nadie entiende

Fue un destacado físico británico. Hijo de un profesor de francés de origen suizo un poco autoritario, y con el que no tenía mucha relación, estudió en la escuela en que impartía clases su padre, muy probablemente obligado por éste pero en donde pronto mostró particular facilidad para las matemáticas.

Cursó estudios de ingeniería eléctrica en la Universidad de Bristol, interesándose especialmente por el asiduo empleo de aproximaciones matemáticas de que hace uso la ingeniería para la resolución de todo tipo de problemas. Con unas notas de escándalo, Dirac se encontró como muchos de los jóvenes de hoy en día, con matriculas de honor en su carrera pero sin trabajo. Lo que le llevó a ocupar la Cátedra Lucasiana de matemáticas de la Universidad de Cambridge, si bien pasó los últimos diez años de su vida en la Universidad Estatal de Florida.

Su mejor libro, los “Principios de la Mecánica Cuántica” no fue aceptado para su publicación en Cambridge que era donde Dirac trabajaba, por lo que fue a Oxford (la directa competencia de Cambridge). Y fue en Oxford de donde finalmente salió impreso.
Su esposa, Margit Wigner, hermana del famoso teórico Eugene Wigner. El día que nació su primogénito, cuando ya su esposa sentía los dolores del parto, Dirac salió corriendo por los pasillos del Instituto de Matemáticas de Cambridge al mismo tiempo que gritaba: ¡La hermana de Wigner va a tener un hijo, auxilio, auxilio!, historias así son las que nos dan una pequeña idea sobre el carácter de éste gran genio.

Dirac recibió numerosas distinciones por su trabajo. Se negó a aceptar títulos honoríficos pero aceptó miembro honorario de academias y sociedades científicas. La lista de estos es largo, pero entre ellos son de la URSS (1931), Indian Academy of Sciences (1939), chino Physical Society (1943), Real Academia de Irlanda (1944), Royal Society of Edinburgh (1946), Instituto de Francia (1946), Instituto Nacional de Ciencias de la India (1947), American Physical Society (1948), Academia Nacional de Ciencias (1949), Academia Nacional de las Artes y las Ciencias (1950), Accademia delle Scienze di Torino (1951), Academia das Ciencias de Lisboa (1953), la Academia Pontificia de Ciencias, Ciudad del Vaticano (1958), Accademia Nazionale dei Lincei, Roma (1960), la Real Academia Danesa de Ciencias (1962), y la Academia de las Ciencias de París (1963). Fue designado para la Orden del Mérito en 1973.

Como gran “cerebrito” de la época que era, ganó el premio Nobel de física en 1933, premió que intentó rechazar puesto que odiaba la publicidad, pero finalmente aceptó los consejos de su amigo Rutherford, quien le dijo que el rechazo del premio le traería aún más publicidad. Vamos que aceptó porque no le quedaba otro remedio, aunque lo compartió con su compañero Erwin Schrödinger, “por el descubrimiento de nuevas formas productivas de la teoría atómica.”

Para dar un ejemplo de su capacidad matemática, una de las anécdotas de su vida es que en la universidad de Göttingen, varios matemáticos de la época querían escribir todos los números del 1 al 100 utilizando todo tipo de operaciones algebraicas: sumas, restas, radicales, potencias, etc., utilizando sólo el número 2. Por ejemplo, para 1 tenemos 2/2; para 3 tenemos 22 – (2/2), etc. Un día Dirac pasó por allí de visita y cuando le plantearon el problema dio la siguiente ecuación:

   N=  -log2 log2 (raíz cuadrada… raíz cuadrada de 2)

en el que el número de radicales es igual al número dado N. Si sabes álgebra, no te será muy difícil comprobarlo. El problema, de esta manera, quedó zanjado.
Había situaciones en las que reflejaba perfectamente su carácter. Una vez, en medio de una acalorada discusión con varios físicos, estaba sentado y en silencio como de costumbre. Wigner se dirigió a él:
– Bien Paul, a todos nos gustaría saber lo que piensas de esto. ¿Por qué no dices algo?
– Hay siempre más personas que quieren hablar que personas que quieren escuchar – fue la respuesta.
Era bien conocida su timidez, pero por otra parte era una persona con un carácter muy marcado, probablemente heredado de su padre. Por lo que he leido era un hombre “tozudo”, que debía de conseguir todo lo que se proponía, incluso aquello en lo que investigaba. Conocido como el científico introvertido de su época, era admirado por muchos de sus compañeros, porque nunca abría la boca, pero cuando lo hacía era para dar la clave del asunto que se estaba tratando.

Sus trabajos en la ciencia.
En aquella época, los físicos pensaban que un electrón que girara rápidamente creaba un campo magnético, lo cual podía explicar esos cambios por otro lado misteriosos. Pero para producir estos efectos magnéticos, un electrón con las dimensiones asignadas en una teoría clásica tendría que girar tan rápido que los puntos de su ecuador excederían la velocidad de la luz, algo que la teoría de la relatividad decía que era imposible. En consecuencia, los físicos llegaron a la conclusión sobre la necesidad de una nueva teoría para explicar esos fenómenos.
Paul Dirac se enfrentó al desafío. Como su auténtica lengua eran las matemáticas, él consiguió en 1928 incorporar la relatividad a la descripción matemática de la mecánica de un átomo de hidrógeno. Su solución, llamada la ecuación Dirac del electrón, no sólo proporcionaba una explicación perfecta de las líneas espectrales sino que, en un inesperado desarrollo, describía también a los electrones de una forma que resolvía el dilema del espín. La sencilla elegancia de las matemáticas de Dirac, como todo lo que él hacia, supuso que su proposición consiguiera una aceptación rápida.

Dirac aseguró al espín un importante lugar en las nuevas mecánicas que iban a remplazar la «antigua teoría cuántica» de Bohr y Sommerfeld. No solamente el electrón, sino otras partículas también están dotadas de espín, cuyo papel es cardinal en la estructura del núcleo atómico.
En ese momento, la ecuación de onda, en la mecánica de Scrödinger, no era simétrica en las cuatro coordenadas, siendo de segundo orden en los coeficientes diferenciales con respecto al espacio, y sin embargo, de primer orden en la derivada del tiempo. Dirac logró señorear las dificultades y establecer una función de ondas conforme al postulado de simetría relativista: los cuatro componentes de la función obedecen a cuatro ecuaciones de primer orden, cuyo conjunto reemplaza la única ecuación de propagación de la mecánica ondulatoria no relativista.
Dirac, en su ecuación describe adecuadamente los fenómenos cuánticos y es compatible con el principio de la relatividad. Si existe algo así como una estética matemática, la ecuación de Dirac es una verdadera obra de arte, por la manera tan ingeniosa con la que el físico inglés resolvió un problema aparentemente irresoluble. Medularmente, la ecuación permite calcular la función de onda de un electrón, y de otras partículas elementales, tomando en cuenta todos los efectos relativistas. En ella, un electrón podía tener una energía infinitamente negativa. Pero lo que parecía una dificultad técnica resultó ser, gracias al ingenio de Dirac, la clave para descubrir un aspecto insospechado de la naturaleza.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Dirac

Dió las claves para los futuros aceleradores de partículas.
El argumento de Dirac podía aplicarse a cualquier partícula, por lo que predecía que existen en la Naturaleza antiprotones, antineutrones, e incluso antiátomos, compuestos de positrones y anti-núcleos.
La hipótesis de Dirac fue confirmada definitivamente poco tiempo después de haber sido formulada. En 1932, se detectaron positrones en el flujo de rayos cósmicos que llegan a la superficie terrestre, con las características predichas por la teoría: carga positiva y misma masa que los electrones. Incluso se descubrió posteriormente que algunos elementos radiactivos emiten positrones al decaer sus núcleos. Y en los años cincuenta, cuando empezaron a funcionar los grandes aceleradores de partículas para estudiar el mundo subatómico, se logró producir antiprotones, antineutrones y todo tipo de antipartículas.
Con las antipartículas se pueden formar, en principio, antiátomos, anti-moléculas e incluso anti-mundos, estrellas y planetas, habitados por seres de antimateria. Los fenómenos naturales en esos anti-mundos serían idénticos a los que conocemos, con la única diferencia que el signo de todas las partículas atómicas estaría invertido; esto se debe a que las leyes de la física son (casi) iguales para la materia y la antimateria. La apariencia visual de estos anti-mundos sería indistinguible de un mundo de materia, pues la luz (y en general los fenómenos electromagnéticos) no hace distinción entre materia y antimateria. Pero si un día nos visitara un ser de antimateria las consecuencias serían catastróficas para todos: se aniquilaría totalmente al pisar tierra, produciendo una explosión mucho más fuerte que una bomba atómica.

Conclusión
Es para mí uno de los físicos-matemáticos más adelantado de su época, no dejándose llevar por nada ni por nadie, Paul Dirac fue uno de los representantes más importates del grupo de jóvenes teóricos del período que siguiera a la primera guerra mundial. Considero que la época que vivió también le ayudó a su desarrollo intelectual puesto que perteneció a la primera generación de científicos independientes, por llamarlos de alguna forma, científicos que buscaban el “saber” y que amaban lo que hacían, científicos que desde sus años estudiantiles vivían con el espíritu de nuevas teoría y que se consideraban libres de toda tradición clásica. Poseía una natural facilidad para el manejo de los nuevos métodos y conceptos. Espacio, tiempo, energía, partículas, son términos que nunca tuvieron para él la significación que poseían en la época clásica. Independientemente de su inteligencia, creo que su carácter también tuvo mucho que ver en su triunfo puesto que sus compañeros siempre confiaron en su palabra y demostró siempre que las claves que daba para resolver los enigmas al fin y al cabo, y al final de todo, siempre eran correctos.
Bibliografía
http://www.librosmaravilosos.com/relativdadparaprincipiantes/capitulo06.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Dirac
http://www.historiasdelaciencia.com/?p=245
http://www.biografiasyvidas.com/biografia/d/dirac.htm
http://www.monografias.com/trabajos/mecanica-cuantica/mecanica-cuantica3.shtml

Una respuesta a EL CIENTÍFICO “SIMPLE” ADICTO A LAS MATEMÁTICAS: el chico tímido de Solvey.

  1. juanvillaluenga dice:

    ¡Excelente trabajo!

    Has trabajado tanto la parte de biografía como la parte de discusión personal.

    Es muy extenso y está amenamente escrito.

    Por ponerte un pero, me hubiera gustado que la parte de valoración personal fuera más “personal”, valga la redundancia.

    Los profes de CICO.

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