miércoles, 29 de mayo de 2024

Feynman es como Dirac, solo que humano - Vicent J. Martínez

Capítulo 35

Feynman es como Dirac, solo que humano.
(Por Vicent J. Martínez)






Me ha parecido adecuado iniciar este texto conmemorativo del 60 aniversario de la publicación de las Feynman’s Lectures con una fotografía de Richard Feynman tomada en Europa en el verano de 1962, justo en medio de los dos cursos académicos en los que impartió sus famosas clases de Física en Caltech (California Institute of Technology). La fotografía la realizó el fotógrafo polaco Marek Holzman en un receso de la International Conference on Relativistic Theories of Gravitation que tuvo lugar en Varsovia y Jablonna (Polonia) en julio de 1962. En ella podemos ver a Richard Feynman hablando con Paul Dirac. El lenguaje corporal ya pone de manifiesto el conocido carácter retraído de Dirac frente al extrovertido y locuaz Feynman.

Fig. 1 La famosa fotografía de Dirac y Feynman de Marek Holzman (Photo: Cortesía de Caltech Photo Archives).


Dirac era el héroe de Feynman. Así lo expresa el propio Feynman en el inicio de su charla “Partículas elementales y las leyes de la física” [1] impartida en el memorial que se celebró en Cambridge (Inglaterra) en homenaje a Dirac en 1986, dos años después de la muerte del físico británico y también premio Nobel. El inicio del discurso de Feynman es:

Cuando yo era joven, Dirac era mi héroe. Logró un nuevo avance, un nuevo método de hacer física. Tuvo el coraje de simplemente adivinar la forma de una ecuación, la ecuación que ahora llamamos ecuación de Dirac, e intentar interpretarla después.

El año en el que se tomó la foto fue el año de mi nacimiento, 1962. Y el personaje retraído de la foto, Paul Dirac, se convertiría, póstumamente, en mi bisabuelo académico. Paul Dirac había sido el director de la tesis de Dennis Sciama (que la leyó en Cambridge en 1953). Sciama, como quizá algún lector recuerde por la película de 2014 “La Teoría del Todo” dirigida por James Marsh, fue el director de la tesis de Stephen Hawking que defendió en 1966 y de Martin Rees, el actual Astrónomo Real británico, que la defendió en 1967. Sciama y el propio Rees codirigieron la tesis de Bernard Jones, defendida, como todas las anteriores en Cambridge, en 1971. Bernard Jones fue mi director de tesis, desarrollada en NORDITA y el Instituto Niels Bohr de Copenhague (Dinamarca) entre 1986 y 1989. Richard Feynman murió el 15 de febrero de 1988, durante el periodo de mi doctorado.

Mi primer contacto con las Lectures on Physics de Feynman fue en la biblioteca del Instituto Niels Bohr. Yo me había licenciado en Matemáticas por la Universitat de València en 1985, en una especialidad que se llamaba “Mecánica y Astronomía”, en la que se incluían cursos de Mecánica Clásica, Relatividad y Cosmología, pero ciertamente, mis conocimientos en otras disciplinas fundamentales de Física eran muy parciales. La gran ventaja de hacer la tesis en NORDITA y el Instituto Niels Bohr es que resultaba fácil seguir seminarios y cursos cortos impartidos por físicos de gran prestigio como los premios Nobel Aage Bohr (1922-2009) o Ben Mottelson (1926-2022), con quien solía coincidir también en la verdulería del barrio, o por físicos nucleares como Andy Jackson o astrofísicos como Chris Pethick, que actualmente son profesores eméritos de la Universidad de Copenhague. Además, recuerdo las charlas informales con muchos de ellos en la cantina del instituto a la hora del almuerzo o “asaltándolos” en sus despachos (mi curiosidad científica superaba siempre mis posibles reparos y no dudaba en llamar a sus puertas con mis preguntas si pensaba que podía obtener alguna respuesta). Esta formación se completaba con horas de lectura en la biblioteca, muchas veces por la noche. Los libros rojos de Feynman me acompañaron, junto con otros, como la versión en español (que compré por 4340 pesetas en 1985 y me llevé a Dinamarca) del clásico “Física Cuántica, átomos, moléculas, sólidos, núcleos y partículas” de Robert Eisberg y Robert Resnick (libro que aún conservo con mis anotaciones de entonces). Por cierto, este libro acaba con una breve biografía complementaria que finaliza con el texto siguiente: “El estudiante puede enterarse de los desarrollos más recientes en la física cuántica en una forma relativamente fácil leyendo los artículos de divulgación, pero técnicamente adecuados, que aparecen en casi todos los números de las revistas Physics Today y Scientific American. Están disponibles en la mayoría de las bibliotecas”. Chapeau!

Fig. 2 El autor en su despacho del Instituto Niels Bohr en 1986.


En aquella época no era posible visualizar las lecciones de Feynman en Caltech, por lo que mi acceso a los libros era mi único contacto. El siguiente fue cuando compré en 1996 en un viaje a los Estados Unidos las “Six Easy Pieces” y la “Feyman’s Lost Lecture” de David L. Goodstein y Judith R. Goodstein. Este último contenía, además, la grabación del audio en un CD-ROM de la conferencia impartida por Feynman el 13 de marzo de 1964, ante estudiantes de Caltech del primer año, en la que explica las leyes de Kepler haciendo uso de argumentos geométricos. Estuvo perdida por más de treinta años en los archivos de Caltech. Los seis ensayos fáciles es la selección que el propio Feynman hizo de seis de los capítulos del primer volumen de los libros rojos. Las cuatro primeras piezas fáciles son los cuatro primeros capítulos, la quinta es el capítulo séptimo: “la Teoría de Gravitación” al que he recurrido ocasionalmente para explicar en mis clases las leyes de Kepler y la Ley de Gravitación Universal de Newton, la sexta y última de las “piezas fáciles” es el capítulo 37 “Comportamiento cuántico”, que concluye con el principio de incertidumbre de Heisenberg. Años más tarde, un buen amigo, Juan López Trigo, que entonces era el presidente de la Fundación Cañada Blanch, me regaló la reimpresión de 1977 (la sexta) de los libros rojos: los tres volúmenes de “The Feynman Lectures on Physics”. ¡Un regalo impresionante!

Fig. 3 Las obras de Richard Feynman en el actual despacho del autor.


Al recibir la propuesta de Quintín Garrido para contribuir en este proyecto que tan generosamente ha coordinado, le dije que me parecía muy adecuado que este libro contara con una contribución de alguien que hubiera interaccionado directamente con Richard Feynman. Dado que el físico estadounidense falleció en 1988, justo un año antes de que yo me doctorara, ni yo ni ninguno de los que colaboramos en este libro tributo tuvo la ocasión de conocerle personalmente, Por eso contar con Virginia Trimble me parecía fundamental. Con ella, que posee una memoria extraordinaria y es una excelente conversadora, he podido hablar de Richard Feynman en múltiples ocasiones y eso me ha permitido sentirme cercano al premio Nobel norteamericano.

Conocí a Virginia Trimble en junio de 1996 en Penn State (la Universidad Estatal de Pensilvania) durante un congreso. Tuvimos ocasión de charlar mucho y allí iniciamos nuestra amistad. Años más tarde, en el 2000, organizamos juntos en Valencia, con la inestimable ayuda de María Jesús Pons Bordería, la escuela de verano “Historical Development of Modern Cosmology” con un elenco extraordinario de profesores como se puede ver en la foto.

Fig. 4 Los ponentes de la Escuela de Verano: “Historical Development of Modern Cosmology”.


Con Virginia Trimble, y junto a Bernard Jones, que había sido mi director de tesis y Enn Saar del Observatorio de Tartu publicamos en 2005 un largo artículo en Reviews of Modern Physics titulado “Scaling Laws in the Distribution of Galaxies”, en el que por cierto hacemos uso de las integrales de camino introducidas por Feynman (en particular la fórmula de Feynman-Kac). Después hemos colaborado en otros artículos científicos, históricos y de divulgación. El año 2010, Virginia Trimble fue investida Doctora Honoris Causa por la Universitat de València. Yo tuve el honor de hacer la Laudatio en la que recuerdo nuestro primer encuentro en Penn State, y en el que –cómo no—ya aparecía Richard Feynman:

Rápidamente nos hicimos amigos y compartimos varias cenas con Peter Bickel, profesor de Estadística en la Universidad de California, Berkeley: puedo confirmar las palabras de Bob Williams una por una: Virginia Trimble es una compañía maravillosa a la hora de la cena, aunque quizás el vino de California y la carne de caimán también ayudó. Todavía recuerdo algunas citas suyas durante aquellas cenas, relacionadas con el tema de la conferencia: “La necesidad de estadísticas surge porque nada en la vida es seguro excepto la muerte y los impuestos, lamentablemente no en ese orden”, o esta otra, atribuida al Premio Nobel de Física Richard Feynman: “Si crees en algo, un sigma es suficiente; si no lo crees, entonces quince sigma no te convencerán”.

Hace meses publicamos nuestro último libro conjunto “The Reinvention of Science. Slaying the Dragons of Dogma and Ignorance”, Bernard. J. T. Jones, Vicent J. Martínez, Virginia Trimble (World Scientific Publishing).

Me gustaría acabar recordando los primeros años de Feynman. ¿Cuándo, dónde y ante qué audiencia impartió su primer seminario científico? Feynman se doctoró en la Universidad de Princeton en 1942, bajo la dirección de John A. Wheeler (1911-2008), que era solo siete años mayor que él. Al inicio de 1941, Wheeler le propuso impartir un seminario sobre los primeros resultados de su tesis en el campo de la electrodinámica [2]. El seminario tendría lugar en el Departamento de Física de la Universidad de Princeton. Solían acudir físicos del cercano Instituto de Estudios Avanzados. Feynman no estaba muy convencido, pero Wheeler le dijo que no se preocupara, que impartiera el seminario y que él respondería las preguntas. El organizador de los coloquios, Eugene Wigner (1902-1995, premio Nobel de Física de 1963) intentó tranquilizarlo diciéndole que las personas de la audiencia eran “hombres muy majos”. ¿Quiénes eran? Pues estuvieron presentes los premios Nobel Albert Einstein (1879-1955, premio Nobel de Física en 1921) y Wolfgang Pauli (1900-1958, premio Nobel de Física en 1945), así como el matemático de origen húngaro John von Neumann (1903-1957) y el astrónomo Henry Norris Russell (1877-1957). El propio Feynman recuerda que le temblaban los papeles en las manos al ver la audiencia, pero concluyó con éxito y los comentarios de los ilustres oyentes –Pauli era siempre muy crítico con todos—le sirvieron para corregir su teoría. Por cierto, en el año 2001, mi colega Jordi Miralda Escudé me invitó a impartir un seminario en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton sobre la estructura a gran escala en el universo. El profesor P.J.E. Peebles del Departamento de Física de la Universidad, y que recibiría el Premio Nobel en 2019, condujo las tres millas que separan la Universidad de Princeton del Instituto para venir a escuchar mi seminario: parece ser normal que, si estás en Princeton, haya algún futuro premio Nobel en la audiencia de los seminarios que se imparten.

Seguramente muchos de los lectores han visto la película de 2023 “Oppenheimer”, dirigida por Christopher Nolan e interpretada, en su papel principal, por Cillian Murphy. En ella aparece Richard Feynman en Los Álamos (Nuevo México) interpretado por el actor Jack Quaid. En la película toca los bongos (algo que Feynman hacía a menudo: ver la Fig. 1 de la contribución de Virginia Trimble). Esto sucede (spoiler de baja intensidad) después del ensayo de Trinity (la explosión controlada de la primera bomba atómica de 18,3 kilotones llevada a cabo el 16 de julio de 1945 en un desierto de Nuevo México). En realidad, el sentir de Feynman tras la explosión fue otro. Tal como relata el profesor José Adolfo de Azcárraga [3] en un excelente artículo publicado en la Revista Española de Física, a Feynman la explosión le produjo una especie de elación, porque durante todo ese tiempo habíamos trabajado mucho para que esa cosa funcionase y no estábamos seguros de cómo iría. Yo había tenido siempre cierta desconfianza en los cálculos teóricos, aunque me dediqué a ese negocio, y nunca he estado realmente seguro de que la naturaleza acabe haciendo lo que has calculado que debería hacer. Pero ahí estaba, haciendo lo que habíamos calculado. Oppenheimer tenía un aprecio especial por Feynman y, poco después de iniciarse el Proyecto Manhattan, en noviembre de 1943, escribió una carta de recomendación [4] al director del departamento de Física de la Universidad de California en Berkeley, Raymond T. Birge (1887 – 1980), para que le ofreciera una plaza al finalizar la guerra. La carta comienza diciendo “En estos tiempos de guerra no siempre es fácil pensar de manera constructiva en la paz que vendrá después”, para después destacar al joven Feynman entre todos los jóvenes investigadores que trabajaban en el Proyecto Manhattan y tratar de convencer a Birge para que le ofreciera un puesto en Berkeley:

“Es, sin lugar a dudas, el físico joven más brillante del país, y todo el mundo lo sabe. Es un hombre de carácter y personalidad sumamente atractivos, extremadamente claro, extremadamente normal en todos los aspectos y es un excelente profesor con una cálida aproximación a la física en todas sus vertientes. Tiene muy buenas relaciones tanto con el grupo teórico del que forma parte como con la gente experimental con la que trabaja en muy estrecha armonía.”

Richard Feynman no fue a la Universidad de California en Berkeley. Recibió muchas otras ofertas, entre ellas la de la Universidad de Wisconsin-Madison (que aceptó nominalmente sin sueldo por estar en Los Álamos trabajando en el proyecto Manhattan), la del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, la de la Universidad de California (tanto por Berkeley como por Los Ángeles), la de Cornell University en Ithaca (Nueva York) a la que se incorporó en octubre de 1945 con una carta de recomendación de su jefe de grupo en Los Álamos y premio Nobel Hans Bethe (1906-2005). Estuvo unos años, pero finalmente aceptó incorporarse a Caltech, en California (afirmaría que llegó a esta decisión un día nevado que le tocó poner las cadenas a las ruedas del coche mientras se desplazaba a Cornell en Ithaca). Es en Caltech donde impartiría las conferencias de Física que ahora homenajeamos.

Así que la carta de recomendación de Oppenheimer no tuvo mucho éxito, pero incluye la cita que Oppenheimer atribuye a Eugene Wigner y que da título a este artículo:

"He [Feynman] is a second Dirac, only this time human."




Referencias:
[1] Elementary Particles and the Laws of Physics. Feynman, R. P. & Weinberg, S. (1987).  Cambridge University Press.
[2] Richard Feynman’s First Lecture (1940), por Jørgen Veisdal: https://www.privatdozent.co/p/richard-feynmans-first-lecture.
[3] Oppenheimer y los inicios de la era nuclear, José Adolfo de Azcárraga, Revista Española de Física, vol. 38, num. 1, (2024) pags. 24-42.
[4] Oppenheimer’s Letter of Recommendation for Richard Feynman (1943), por Jørgen Veisdal: https://www.privatdozent.co/p/oppenheimers-letter-of-recommendation-511.



Vicent J. Martínez.
Catedrático de Astronomía y Astrofísica.
Universitat de València.


Créditos Música:
241 3.33
Power Of Progress by Keys of Moon | https://soundcloud.com/keysofmoon
Creative Commons / Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/


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