ALBERT  EINSTEIN

1879 a 1955


La formación de un científico

Nació en Ulm, Alemania.  Concurrió a una escuela elemental católica, pero en su hogar recibió también una educación judía.
En su niñez se distinguió por su esfuerzo personal, apasionada curiosidad y capacidad de asombro. Leía libros de divulgación científica, y según él mismo recuerda, sintió gran emoción al leer un pequeño manual de geometría a los 12 años.
En los primeros años de escuela secundaria, se sintió aburrido por los métodos mecánicos de enseñanza que lo obligaban a memorizar. En la escuela se rebelaba contra lo que consideraba “mentalidad militar del Estado alemán”.
Con el consentimiento de su familia, se trasladó a Suiza, graduándose en 1900 en el Instituto politécnico de Zurich, donde solicitó la ciudadanía suiza, que nunca habría de abandonar. Ya se había dado cuenta que la física le atraía más que las matemáticas.

En 1902 comenzó a trabajar en la oficina de patentes de Berna en calidad de experto técnico. Aquí encontró un refugio en el que en sus ratos libres podía trabajar tranquilamente en sus ideas e ir madurando su genio.
En 1903 contrajo matrimonio con Mileva Maric, de nacionalidad serbia, con quien tendrá dos hijos.

El efecto foto-eléctrico

A medida que realizaba sus investigaciones, sus artículos científicos eran publicados en  una revista especializada llamada “Anales de Física”.

Física es la ciencia que estudia los atributos de la materia y de la energía, desde el punto de vista de la cuantificación, de la medida.

Mientras tanto, uno de los físicos alemanes de mayor prestigio, Max Planck (premio Nobel 1918) había revolucionado los fundamentos de la física al afirmar que la radiación de la luz no procedía por ondas, sino en forma de paquetes de corpúsculos o partículas (quanta) y que cada uno de ellos contenía una cantidad definida de energía.

Einstein dijo (cuando tenía 27 años) que un rayo de luz era en realidad una serie de quanta, una lluvia de partículas.
Los científicos que habían afirmado hasta ese momento que la luz se desplazaba en forma de ondas, no lo aceptaron. Pero finalmente la teoría se impuso, como también la palabra fotones, que Einstein había acuñado para designar los corpúsculos o partículas.
Por lo tanto, la luz tiene una naturaleza discontinua, porque consiste en fotones separados.

Sobre todo, aplicó su idea a lo que se conoció como “efecto fotoeléctrico” o liberación de electrones de los metales gracias a la luz.

Tanta importancia adquirió el quantum de luz (la partícula de luz) que cuando Einstein recibió el premio Nobel en 1928 lo único que se mencionaba en el documento oficial era su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico.


Teoría de la relatividad

Está contenida en un artículo que entregó a “Anales” con el título de “Electrodinámica de los cuerpos en movimiento” en 1905, el mismo año que recibió el doctorado en la universidad de Zurich (23 años).
La teoría se gesta a partir de dos preguntas: ¿dónde estoy? ¿cómo me muevo?

Para comprender los cambios revolucionarios que proponía, hay que tener presente que la ciencia aceptaba los postulados que Isaac Newton había formulado en el siglo XVII: existe un espacio absoluto ilimitado e inmóvil y un tiempo absoluto constante.

Einstein logró probar que en determinadas condiciones, el tiempo podía contraerse y dilatarse: en ciertas ocasiones podía transcurrir con rapidez y en otras con lentitud.

Hasta ese momento, se creía que el funcionamiento de los relojes no era afectado por el movimiento. Pero si las deducciones de Einstein eran exactas, entonces con relojes moviéndose podían obtenerse diferentes duraciones de tiempo para el mismo suceso físico.

“Un reloj transportado a gran velocidad funciona más lentamente que un reloj idéntico que permanece en un lugar inmóvil” porque “un movimiento más rápido produce mayor cantidad de masa”, o sea, “cuanto más de prisa se mueve algo, más pesado se hace”.

Dicho de otra manera, dos observadores, A y B, verán el movimiento de los objetos de manera diferente, porque se encuentran en posiciones diferentes.
Se desploma la concepción newtoniana de un tiempo universal que permitiría una simultaneidad universal.

El tiempo, según Einstein, es de tal naturaleza que la simultaneidad de los hechos independientes es relativa. Los hechos simultáneos para A no son simultáneos para B y viceversa.



Si la simultaneidad es relativa, la distancia también lo es, y lo mismo corresponde decir de la velocidad, la aceleración, la fuerza, la energía: todas dependen del sistema de referencia en que se encuentran : cambia la estructura misma de la física.
La palabra “relatividad” procede, precisamente, de que son relativos, o están relacionados, con su sistema de referencia.

Con respecto a la longitud (el espacio), a modo de ejemplo, un observador de Nueva York puede recibir a la vez señales de radio procedentes de dos puntos situados a igual distancia: diría que fueron emitidas al mismo tiempo. Pero un interceptor trabajando en un tren en marcha podría no recibirlas simultáneamente.


Ahora estamos llegando a la ecuación central de la teoría. Antes, es necesario que compruebe la equivalencia entre masa y energía:  por consiguiente, toda masa debe tener energía. Como se explicó en un párrafo anterior, la masa de un cuerpo es la materia, y se incrementa con la velocidad.

En un largo artículo publicado en 1907 pudo escribir su famosa ecuación, E = mc2 que se lee de esta manera: la cantidad de energía (E) de un cuerpo es el resultado de la multiplicación de la cantidad de masa (m) por la velocidad de la luz (c) al cuadrado.

Cada partícula de polvo se convertía así en un prodigioso depósito de energía. Al presentar la ecuación, la consideraba como la consecuencia más importante de su teoría de la relatividad, aunque en aquella época no había forma de verificarlo.
Cuantitativamente se demostró 25 años más tarde. Lo que no pudo prever fueron los trágicos acontecimientos que tendrían como raíz aquella fórmula.

Reproducimos dos preguntas de una entrevista periodística:
-    Ud. dice que hay más energía en un terrón de hulla que en un ejército poderoso, ¿por qué nadie lo ha notado antes?
-    Es lo mismo que un hombre rico que nunca ha gastado un céntimo. Lo mismo sucede con la materia. Mientras no se desprenda energía de ella externamente, no puede observarse que sea posible.
-    ¿Cómo propone liberar esa energía latente?
-    Significaría que el átomo habría de ser desintegrado a voluntad.


Trayectoria desde 1906 hasta  1920

1906. Ascendido a la categoría de ingeniero técnico en la oficina de patentes de Berna.
1909. Nombrado profesor adjunto de física teórica en la Universidad de Zurich.
Renuncia a la oficina de patentes.
Cuando se reunió el 81º congreso de científicos alemanes en Salzburgo, invitaron por primera vez a Einstein (1909) para que pronunciara una conferencia. Deseaban ver al hombre de quien tanto habían oído hablar y enseguida comprendieron que estaban en presencia de un genio. Para él fue también un momento decisivo, pues hasta entonces había trabajado en una especie de exilio científico.
1911. Profesor titular en la Universidad alemana de Praga.

1912. Invitado a participar en el Congreso Solvay, organizado en Bruselas por el industrial belga Ernest Solvay, con la finalidad de reunir a los principales físicos europeos durante cinco días, para debatir los principales problemas. En esta oportunidad, se le dio al quantum una categoría que hasta entonces nunca había tenido.

1913. Es nombrado integrante de la Real Academia de Ciencias de Prusia; el cargo era acompañado de una remuneración económica, tendría la categoría de catedrático, será director de la sección investigación científica del Instituto Kaiser Guillermo, estará en contacto con los mayores científicos de Alemania, y sobre todo, podía elegir libremente entre dar clases o dedicarse a la investigación. Se trasladó con su familia a Berlín, pero al año siguiente su esposa llevó consigo a los dos hijos a Zurich, poniendo fin al matrimonio.

En 1914 empezó la Primera Guerra Mundial. Alemania invadió Bélgica, a pesar de que era una nación neutral, y se desprestigió ante el mundo. Intelectuales y científicos, que habían colaborado fraternalmente en un clima de internacionalismo, se dividieron en bandos irreconciliables.
Noventa y tres intelectuales alemanes firmaron un “Manifiesto al mundo civilizado” en que rechazaban toda culpabilidad y presentaban al militarismo alemán como defensor de la cultura occidental.
Einstein dijo que como ciudadano suizo nadie le había pedido que firmara, claro que en tal caso se habría negado. Quienes no estaban de acuerdo con el anterior manifiesto, redactaron otro en el que pedían la cooperación entre los intelectuales de las naciones en guerra; solo se atrevieron a firmarlo cuatro, Einstein entre ellos.

Continuando con sus investigaciones en Berlín, llegó a varias conclusiones. La aceleración también es relativa, no podía ser de otra manera; la velocidad de la luz no es constante, porque la gravitación reduce su marcha; la gravitación deforma el tiempo y también el espacio; todo movimiento es relativo.
En su teoría, la gravitación no aparece tratada como fuerza sino como una curvatura intrínseca del espacio-tiempo. Los planetas se mueven trazando órbitas alrededor del Sol no porque éste los atrae sino porque en el espacio-tiempo que rodea al Sol no existen líneas universales rectas. Obtuvo matemáticamente dos consecuencias de la teoría de la relatividad: la desviación gravitatoria hacia el rojo y la desviación de la luz.
En 1919 una expedición científica inglesa viajó a la isla Príncipe, situada en las costas de África, para verificar la teoría durante el eclipse que estaba anunciado. Las mediciones efectuadas confirmaron que en las proximidades del Sol se produce la desviación de la luz. La Royal Society ratificó las conclusiones. Este hecho ayudó a restablecer las relaciones interrumpidas entre ingleses y alemanes después de la guerra. De repente, Einstein se convirtió en una celebridad mundial.

1919 contrajo matrimonio con su segunda esposa, Elsa.
Cuando terminó la guerra y Alemania se transformó en una república, Einstein  se alegró de la caída de los militaristas prusianos. Tenía fe en el porvenir de Alemania y pensó que debía realizar un gesto de simpatía y apoyo a la nación en que había nacido. Por eso, sin renunciar a la ciudadanía suiza, se hizo ciudadano alemán.

En un artículo publicado en The Times de Londres (1919) sobre la relatividad, reconoció que “no debemos suponer que la enorme labor de Newton pueda ser desbancada por la relatividad o cualquier otra teoría”.

Antisemitismo

A partir de 1920 se empezó a notar en Alemania el crecimiento del antisemitismo, que era particularmente fuerte en los grupos nacionalistas de extrema derecha. Responsabilizaban de la derrota alemana en la guerra a los judíos, pacifistas y bolcheviques, acusados de ser los responsables de “la puñalada por la espalda”.
Cada vez más, Einstein era objeto de numerosos ataques verbales. En 1920 se realizó en Berlín una multitudinaria reunión contra la relatividad, a la que se identificaba, irracionalmente, con el judaísmo y el bolchevismo comunista.

Se dio cuenta que su prestigio le imponía la responsabilidad de no marginarse ante el conflicto que vivía la comunidad hebrea y tomó la decisión de apoyar el sionismo, es decir, el proyecto de crear en Palestina un “hogar nacional judío” en el cual encontrarían refugio frente a las persecuciones.
En 1921 acompañó a Chaim Weizmann, dirigente sionista y futuro presidente de Israel, en una visita a Estados Unidos, que tenía por finalidad recaudar fondos para crear una universidad hebrea en Jerusalén.
Los norteamericanos recibieron a Einstein con gran entusiasmo, fue invitado por el presidente Harding a la Casa Blanca y la universidad de Princeton lo distinguió con el doctorado honoris causa.

En 1921 se le concedió el premio Nobel por sus servicios a la física teórica y en especial por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico. En el documento oficial no se menciona la relatividad, todavía considerada una doctrina polémica., en cambio la ley fotoeléctrica estaba suficientemente verificada.

A medida que transcurría la década de 1920, aumentaba sin cesar en Alemania la intolerancia del nacionalismo, más específicamente del nacional-socialismo, razón por la cual se lo atacaba por su pacifismo e internacionalismo. Ya en 1919 había declarado enfáticamente que “en caso de guerra me negaría rotundamente a prestar cualquier servicio armado, directo o indirecto”.

En 1930/31 acudió como profesor invitado al Instituto Tecnológico de Pasadena, California. Viajó a Japón, Jerusalén, Bélgica, Holanda, España, Inglaterra. Tuvo entrevistas con los reyes de Bélgica y con Winston Churchill.

Cuando en enero de 1933 Hitler fue nombrado canciller de Alemania, los Einstein estaban en Pasadena, donde se lo había contratado por tercera vez para dar clases en invierno. Inmediatamente comprendió que no podía volver a su país natal, y lo hizo conocer en una declaración emitida en marzo. Renunció a la Academia Prusiana, que ya había estado a punto de expulsarle y  también renunció a la ciudadanía alemana, aunque el gobierno alemán adujo que ya había tomado la decisión de quitársela.

Sus teorías fueron definidas como “judías” y sus libros fueron prohibidos y arrojados simbólicamente a las hogueras que se encendían periódicamente para “purificar” la cultura.
Un vendaval de intolerancia sopló en Alemania contra todo lo que se relacionara con Einstein, de la mano de la oleada antisemita. Muchos miembros de la Academia se contagiaron, y sólo Planck, con valentía, defendió públicamente a Einstein en una sesión plenaria, el 2 mayo 1933.


Para mejor comprensión de sus ideas políticas, es necesario poner de manifiesto que en 1932 había expresado su desacuerdo por las medidas que tomaba la Unión Soviética contra la libertad del individuo.

En octubre 1933 llegó a Estados Unidos para radicarse definitivamente. Fue invitado a la Casa Blanca por el presidente Roosevelt. Einstein trabajará como investigador en el recientemente creado Instituto de Estudios Superiores que funcionaba en la Universidad de Princeton.

Sus ideas religiosas

Era creyente, aceptaba el judaísmo en un sentido místico, no ritual.
Creía en Dios según la concepción del filósofo judío holandés Baruch Spìnoza, para quien el Ser Supremo se encuentra en el universo, en la naturaleza.
“Creo en el Dios de Spinoza, que se revela en la ordenada armonía de lo que existe. Admiro la belleza de la lógica sencillez del orden y la armonía en la que creo, y que solo podemos comprender con humildad y muy imperfectamente”.


El camino hacia la bomba nuclear

Recordemos que Einstein había aplicado la revolucionaria idea de los quanta de Planck a la teoría de la luz y a la teoría del calor interior.
 Ernest Rutherford, neozelandés radicado en Inglaterra, premio Nobel 1911, había propuesto la idea de que el átomo está formado por un núcleo diminuto rodeado de electrones en forma de planetas, un sistema solar en miniatura unido por fuerzas eléctricas en vez de la fuerza de gravedad. La idea fue ratificada experimentalmente. Los electrones irradian energía.

El danés Niels Bohr, premio Nobel 1922, afirmó que la luz se irradia o absorbe no cuando un electrón está en órbita sino cuando realiza un salto cuántico de una órbita a otra. Einstein aprobó la idea en 1923.
Según la teoría de Bohr, la energía de un átomo se parece a una serie de pasos o niveles; los niveles de energía atómica se habían verificado en el laboratorio.

En los siguientes años, Bohr como teórico y Rutherford como experimentador, trabajaron en la universidad de Cambridge realizando avances fabulosos en física atómica.

Cuando Einstein se marchó de Europa en 1933 para trabajar en Princeton, se alejó de la corriente principal de la física, aunque seguía siendo el símbolo supremo de la ciencia.

En 1919, Rutherford había descubierto que si se producía una fuerte colisión entre núcleos de helio y nitrógeno, éstos podían transformarse en núcleos de hidrógeno y oxígeno: era la transmutación de núcleos, que hasta entonces se habían considerado inmutables.

Al pasar los años, el descubrimiento de Rutherford adquirió nuevas dimensiones. Se comprobó que eran transmutables otros núcleos atómicos.

En 1932, en Cambridge, ciertas transmutaciones nucleares permitieron la primera verificación clara de la fórmula E=mc2, que Einstein había propuesto en 1907.
En 1933 se realizó una verificación todavía más concluyente, pues en este caso toda la masa se convirtió en energía, y no sólo una parte de ella.

No cabía duda de que la intuición de Einstein era válida y de que la masa resultaba ser un enorme depósito de energía. ¿Podía utilizarse esta reserva de energía para fines prácticos?

En 1932, las transmutaciones nucleares habían llevado a James Chadwick, en Cambridge, al descubrimiento del neutrón, partícula eléctricamente neutra con una masa semejante a la de un núcleo de hidrógeno. Con este descubrimiento, la situación cambió radicalmente, pero sólo se dio cuenta de ello el húngaro Szilard, antiguo alumno de Einstein, refugiado en Gran Bretaña.

En enero de 1933 Hitler asumió el poder en Alemania y arreciaron las persecuciones contra los judíos y todos los opositores. Varios científicos emigraron.
Einstein realizó infatigables esfuerzos para ayudar a escapar a amigos, antiguos colegas y también desconocidos a fin de que pudieran radicarse en Estados Unidos. Obtuvo la ciudadanía en 1940.

En 1934, el italiano Enrico Fermi y su equipo de la universidad de Roma concibieron la idea de “bombardear” núcleos atómicos con neutrones. Estos, al ser eléctricamente neutros, podían aproximarse a los núcleos sin ser repelidos por la electricidad. Avanzó más y bombardeó suavemente los núcleos más pesados de todos los conocidos: los de uranio, comprobándose luego que había conseguido la desintegración de los núcleos de uranio. Recibió el premio Nobel y se exilió para desentenderse del fascismo.

El problema creado por la desintegración de los núcleos de uranio fue estudiado por los físicos alemanes refugiados Otto Hahn, Lise Meitner y Otto Frisch, quienes comprobaron que dadas las poderosas fuerzas de repulsión eléctrica existentes dentro del núcleo de uranio, la separación en dos núcleos más pequeños tendría que producirse con gran violencia.
¿De dónde podía proceder una energía tan potente?. La respuesta era la fórmula E=mc2.

Los núcleos de uranio se habían desintegrado en dos mitades debido a un proceso que se llamó “fisión”. Todavía más espectacular era la predicción de que la fisión debía ir acompañada de una liberación asombrosa de energía (energía atómica).
 Los acontecimientos se precipitaron. En Copenhague, Frisch hizo el experimento decisivo que confirmó la existencia de la prevista explosión de energía. Bohr, que estaba al tanto, informó de la sensacional noticia a los científicos norteamericanos. En enero 1939, la fisión del uranio se confirmó en varios lugares de EE.UU.

Fermi fue uno de los primeros en darse cuenta de que entre los fragmentos de un núcleo de uranio desintegrado podía haber más neutrones. En ese caso, como había previsto Szilard seis años antes, estos neutrones podían producir nuevas desintegraciones del uranio con la posibilidad de que se convirtiera en una reacción en cadena.
Fermi, Szilard y otros profesores de la universidad Columbia había dado un nuevo paso hacia la bomba al confirmar que en la fisión del uranio se producen neutrones.

El mayor impulso hacia la elaboración de una bomba nuclear provenía de los científicos europeos refugiados en EE.UU. que temían la posibilidad de que Alemania nazi estuviera progresando en sus investigaciones.

Movido por esos presagios, Szilard consiguió una entrevista con Einstein, quien se encontraba de vacaciones en Long Island, Nassau Point, con su barco de vela. Lo convenció de redactar y firmar una carta dirigida al presidente Roosevelt el 2 agosto 1939., que decía:
“Ciertos trabajos realizados recientemente me hacen pensar que el uranio puede convertirse en una nueva e importante fuente de energía en un futuro inmediato. Creo que es mi deber llamarle la atención sobre los siguientes datos. Es posible pensar en la construcción de nuevas bombas con una potencia muy superior a las actuales”.
Es dudoso que Einstein hubiera llegado a firmar esta carta si su pacifismo no se hubiera visto mitigado ante la contemplación de un mal que para él era peor que la guerra.
Roosevelt  tomó la decisión definitiva de obtener la bomba el 6 diciembre 1941.

Diciembre 1942, Fermi y su equipo produjeron  en Chicago la primera reacción nuclear autónoma en cadena. En 1943 Bohr tuvo que emigrar de Dinamarca y se dirigió a EE.UU. donde se incorporó al equipo científico dirigido por Robert Oppenheimer que intentaba elaborar la bomba.
16 julio 1945 se realizó el primer ensayo o prueba en una zona desértica de Nuevo México.

Luego de lo ocurrido en Hiroshima y Nagasaki y de la intensificación de la carrera armamentista nuclear entre Estados Unidos y la Unión Soviética, Einstein creyó su deber utilizar su prestigio mundial para advertir a los gobiernos y a la humanidad de los peligros que se presentaban. Bertrand Russell y Einstein, dos pacifistas, emitieron una declaración en la que preguntaban: ¿Vamos a acabar con la raza humana, o por el contrario la humanidad va a renunciar a la guerra?

Murió 18 abril 1955. No quería ni funeral, ni tumba, ni monumento.

¿Por qué fue un científico de prestigio universal y duradero?

Mario Bunge ha reflexionado sobre el tema y ha encontrado varias explicaciones. Así lo expresa.

Es improbable que la popularidad de Albert Einstein se deba a la difusión de sus teorías: al contrario, estas solo están al alcance de los especialistas.
Es posible que la celebridad de Einstein se deba a la conjunción de cinco características:

1)    Desde ya, su obra científica.
Abarcó una multitud de problemas difíciles y profundos. Contribuyó a probar la existencia de átomos y moléculas, la existencia del fotón o quantum luminoso (es uno de los fundadores de la Física cuántica) y por último la relatividad.
2)    El impacto desconcertante de su obra científica.
Muchos científicos se negaron a aceptar que las distancias, duraciones, masas y energías no son absolutas, sino relativas al sistema de referencia.
3)    Opiniones originales y desusadas sobre asuntos mundanos.
Desde 1920 se lo consideró como a un sabio consejero para la humanidad.
4)    La bomba atómica.
No fue él quien tomó la iniciativa, y más adelante se arrepintió de haber firmado la carta a Roosevelt.
5)    Personalidad.
Irradiaba simpatía. Era el prototipo del sabio distraído. Recibió un reconocimiento universal.



Por Gerardo Celemín