FEYNMAN: La Electrodinámica Cuántica. Cuando un Fotón Conoce a un Electrón – Miguel Ángel Sabadell

Algunos hechos sobre mi vida: nací en 1918, en una pequeña villa llamada Far Rockaway, justo a las afueras de Nueva York, cerca del mar. Allí viví diecisiete años, hasta 1935. Estudié cuatro años en el MIT y después fui a Princeton, a mediados de 1939. Estando en Princeton, comencé a trabajar en el Proyecto Manhattan, y finalmente me trasladé a Los Álamos en abril de 1943, donde estuve hasta algo así como octubre o noviembre de 1945, cuando ingresé en Comell. Me casé con Arline en 1941. Murió de tuberculosis en 1945, estando yo en Los Álamos. Permanecí en Comen hasta 1951. Visité Brasil en 1950, y pasé medio año allí en 1951, después ingresé en Caltech, donde he permanecido desde entonces. Visité Japón durante un par de semanas, a finales de 1951, y otra vez algunos años más tarde, cuando me casé con mi segunda esposa, Mary Lou. Ahora estoy casado con Gweneth, que es inglesa, y tenemos dos hijos, Carl y Michelle. De esta manera tan lacónica describió Richard Phillips Feynman ( «Dick» Feynman) su historia en 1985, cuando se publicó por primera vez el libro con las anécdotas de su vida: ¿Está usted de broma, Sr. Feynman? Estuvo catorce semanas en la lista de los más vendidos de The New York Times y es de los pocos libros de ciencia que, aún hoy, se sigue reeditando. Junto con su otro libro autobiográfico ¿Qué te importa lo que piensen los demás?, muestra parte del carácter de un hombre singular y con una intuición física fuera de lo común.

Prueba de ello es que en 1979 la entrevista que le hizo la desaparecida revista Omni llevara el título «El hombre más inteligente del mundo». Dicen que cuando su madre se enteró, no pudo por menos que exclamar: «¿Nuestro Richie? ¿El más inteligente del mundo? ¡Dios nos libre!». En diciembre de 1999, la revista Physics World mandó un cuestionario a 250 físicos donde se les pedía, entre otras cosas, que mencionaran a las cinco personas que hubieran hecho la contribución más importante a la física: Feynman apareció en séptimo lugar, detrás de Einstein, Newton, Maxwell, Bohr, Heisenberg y Galileo. Muchos físicos se asombraron de que su brillante colega hubiera sido encumbrado a la altura de un Einstein. Uno de los más pasmados fue el también premio Nobel de Física, Murray Gell-Mann, antiguo colega de Feynman y quien se ganó un puesto en la historia de la física por poner orden en el zoo subatómico al formular su teoría de los quarks, los ladrillos con los que se construyen protones y neutrones, entre otras partículas. Durante años, una de las clásicas preguntas entre los físicos era: «¿Quién es más inteligente, Murray o Dick?». Basta un vistazo a la librería del Instituto Tecnológico de California en Pasadena -el famoso Caltech-, donde Feynman trabajó hasta su muerte, para comprobar lo que su nombre significa. En los estantes podemos encontrar copias de sus grandes éxitos. Allí se venden las palabras de quien es considerado por muchos como el mayor físico de la segunda mitad del siglo xx.

Se puede escoger entre tres biografías, los dos tomos de sus recuerdos autobiográficos, una colección de sus dibujos, grabaciones con sus actuaciones tocando los bongós … Desde su muerte, acaecida en 1988, lo que podría llamarse la «industria Feynman» no ha dado muestras de cansancio. Obras recientes, como Seis piezas fá,eiles, Seis piezas no tan fáciles, La conferencia perdida de Feynman, o sus famosas The Feynman Lectures on Physics, un pack en tres volúmenes de las clases de física elemental que impartió a principios de la década de 1960 y que fue reeditado y ampliado en 2005 (algo inaudito en un libro de texto) demuestran a todas luces que estamos ante un personaje muy especial La fascinación que muchas generaciones de físicos han tenido por su figura se explica en parte gracias a su magnetismo, a ese gran encanto personal que destilaba, capaz de fascinar, incluso después de su muerte, a ambos sexos por igual. De curiosidad insaciable, su obituario le recuerda como «el físico teórico más original de nuestro tiempo», «extraordinariamente honesto consigo mismo y con cualquier otro», «no le gustaba ni la ceremonia ni la pomposidad», «era extremadamente informal» … De todo ello no hay duda alguna: ha sido el más iconoclasta, brillante e influyente físico de la segunda mitad del siglo :xx.

Fue uno de los que desenmarañó la teoría cuántica, el inventor de los hoy ubicuos diagramas que llevan su nombre, bullicioso y pachanguero como pocos, músico de bongós autodidacta y un brillante narrador de historias, sus propias historias. Su forma de ver el mundo de los átomos, de reinventar la teoría cuántica, se ha convertido en un estándar en la física y ha permitido numerosos avances en la comprensión de la materia. Mucho se ha escrito sobre Feynman y su nombre va acompañado de adjetivos que van de egocéntrico a simpático. Cuando entraba en la cafetería del Instituto Tecnológico de California, en sus años de profe sor, el nivel de ruido descendía a su alrededor: todos, hasta sus colegas, querían escuchar lo que tenía que decir. Los físicos más jóvenes imitaban su forma de escribir y su manera de «arrojar» ecuaciones en la pizarra. Hasta se hizo un divertido debate sobre si era humano … La mayoría envidiaba cómo la inspiración parecía llegarle a ráfagas, su fe en las verdades simples de la naturaleza, su escepticismo hacia la sabiduría «oficial» y su impaciencia con la mediocridad. Sus dos autobiografías -que no escribió, de hecho ninguno de sus múltiples libros fueron escritos por él, sino que son transcripciones de conferencias o conversaciones”- han sido y son fuente tanto de carcajadas como de inspiración vocacional.

Ambas reúnen una colección de anécdotas tan divertidas que resulta increíble creer que le hayan podido pasar a una única persona. En un recordatorio de su muerte, el premio Nobel de Física de 1969, Murray Gell-Mann, dijo (para enfado de la familia): «Se rodeó con una nube de mito, e invirtió gran parte de su tiempo y energías en generar anécdotas sobre él mismo». Feynman es un icono de la cultura iconoclasta, poco aferrada al pasado y la tradición, que tan querida es en Norteamérica, es el epítome de la ideología del self-made man estadounidense, para quien solo el cielo es el límite. Así, no es de extrañar que haya una obra de teatro sobre él: QED. Narra un par de días en la vida de Feynman en 1986, dos años antes de su muerte, y fue escrita a instancias del actor Alan Alda, famoso en la década de 1970 por su interpretación de Hawkeye Pierce en la serie de televisión M.A.S.H. y cuyo interés por la ciencia lo demuestran sus doce años de presentador del exitoso programa de divulgación científica Scientijic American Frontiers. Quien mejor ha expresado el sentir de la comunidad científica hacia los logros intelectuales de este físico nacido en un barriada de Queens, Nueva York, fue Mark Kac, un eminente matemático polaco-norteamericano que ganó notoriedad en 1966 haciendo una pregunta muy del estilo de Feynman y sobre un instrumento que el físico adoraba: «¿Se puede oír la forma de un tambor?».

El artículo con ese título, publicado en el American Mathematical Monthly, intentaba responder a si era posible inferir la geometría de un tambor a partir del espectro de sonido que produce. Y la respuesta es, en general, no. Kac escribió en su autobiografía: En ciencia, como en otros campos del trabajo humano, hay dos tipos de genios: el «corriente» y el «mago». Un genio corriente es alguien como usted y yo, solo que muy superior. No hay ningún misterio en cómo trabaja su mente. Una vez que hemos entendido lo que ha hecho, sentimos que nosotros también podemos hacerlo. Con los magos es diferente. [ … ] La forma de trabajar de sus mentes es, en todos los sentidos, incomprensible. Rara vez, si sucede, tienen estudiantes, porque no se les puede emular y debe ser terriblemente frustrante para una mente joven y brillante lidiar con los misteriosos caminos por los que discurre la mente de un mago. Richard Feynman [ era] un mago del máximo calibre. F~ynman no fue un físico convencional, ni quiso serlo.

Mientras todos sus colegas viajaban a Europa cuando salían por primera vez al extranjero, él se marchó a Brasil. Vivió intensamente el amor con dos de sus tres esposas, Arline y Gweneth, pero también amó a muchas otras mujeres: bailarinas y prostitutas, estudiantes y esposas de colegas, ligues pasajeros en sus viajes al extranjero a causa de congresos científicos … Tenía una mesa reservada en un club de striptease cercano a su querido Caltech y las clases se llenaban de estudiantes y colegas para escuchar cómo su mente enfocaba de manera diferente la física de toda la vida. Pocas veces leyó los artículos de sus colegas, pues le gustaba llegar por él mismo a las conclusiones que otros habían pensado. Nunca se fió de una idea que él no hubiera deducido a partir de primeros principios, el sello de todo su trabajo, una peligrosa virtud que a veces conduce al error y a la pérdida de tiempo.

Pero no en él: «Dick podía con todo porque era condenadamente brillante -confesó en cierta ocasión un físico teórico-. Podía subir el Mont Blanc descalzo». El trabajo de este curioso personaje – así se autotitulaba en su autobiografia- es tremendamente abstracto. Su campo fue la teoría cuántica, que había cumplido su mayoría de edad cuando él nació. Establecer las leyes que gobiernan el mundo subatómico fue una tarea ardua y difícil, e involucró a las grandes mentes de la física de la primera mitad del siglo xx. El mundo de las partículas elementales contradice el sentido común, que proviene de nuestra experiencia cotidiana, y su comprensión aún hoy se nos escapa. Sin embargo, la capacidad predictiva de la física cuántica está fuera de toda duda. Podemos renunciar a entenderla filosóficamente, incluso nos puede parecer incongruente a tenor de lo que esperamos que sea el universo –el propio Einstein renegó de ella por este motivo-, pero su alcance científico y tecnológico está fuera de toda duda. La física cuántica exigió el desarrollo de muchas herramientas para poder dar cuenta de los fenómenos que pretendía explicar. Durante la prin1era mitad del siglo xx, los físicos tuvieron que echar mano de ran1as de las matemáticas ideadas varias décadas antes – y de las que nadie creía que tendrían una aplicación práctica- para resolver los problemas que surgían de las entrañas de la materia. Pero eso no bastó: también hubo que inventar toda una nueva artillería matemática con la que derribar las murallas que separaban la teoría del experimento.

Es en este campo donde destacó Richard Feynman, y donde hizo su mayor contribución. Uno de los problemas más graves que debía encarar la física de la década de 1930 era la aparición de infinitos en la teoria que explica la interacción entre la materia y la luz. Si se pretendía calcular lo que sucedía cuando un electrón chocaba con un fotón, el resultado era desastroso, pues los infinitos plagaban las cuentas, y nadie sabía cómo solventar esta situación. Los físicos estaban tan desesperados que organizaban congresos solo para tratar este tema. Feynman fue uno de los tres que lo resolvieron. Pero, a diferencia de los otros dos -el japonés Shin’ichiro Tomonaga y el norteamericano Julian Schwinger-, solo la reformulación de la teoria cuántica desarrollada por Feynman ha sobrevivido al paso del tiempo.

De hecho, los famosos diagramas que llevan su nombre se encuentran en prácticamente todas las disciplinas de la física que tienen que ver con el mundo de lo más pequeño. Sin embargo, la contribución de Feynman a la física no termina aquí. Su increíble intuición física le llevó a desvelar porqué el helio líquido, a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273 ºC), podía subir por las paredes del recipiente en el que se encontraba y rebosar al exterior: es el fenómeno de la superfluidez. También contribuyó a esclarecer la teoria que se esconde detrás de la fuerza débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza y que explica ciertas desintegraciones radiactivas. Finalmente, ayudó a convencer a la comunidad científica de que los quarks · postulados por su colega Murray Gell-Mann, las partículas con las cuales se construyen los protones y neutrones, no eran un artificio matemático, sino que tenían una existencia real. Pero a Richard Feynman no solo le preocupó la investigación científica, también estaba interesado en cómo divulgarla y en cómo enseñarla. Sus conferencias «Qué es la ciencia» y «El valor de la ciencia» siguen siendo fuente de inspiración para estudiantes e investigadores. Sus clases de física elemental, recogidas en una serie de libros que después de medio siglo se siguen reeditando, son un ejemplo de cómo entendía el verdadero amor de su vida este físico de Nueva York.

Dos eran sus frases-fetiche, que tenía escritas en la pizarra de su despacho: «Lo que no puedo crear no lo entiendo» y «Aprende a resolver todos los problemas que ya han sido resueltos». La física era su pasión, toda la física. Para él, la ciencia estaba en continuo cambio, que comparaba con la forma de las nubes: «las miras y no parecen cambiar, pero si vuelves a hacerlo después de unos minutos, ves que todo es diferente». Feynman exploraba los caminos que ya habían sido recorridos por otros, pero desarrollaba una serie de ingeniosas técnicas matemáticas que, unidas a profundas intuiciones físicas, modificaban la manera de entender y de trabajar en ese campo. Su forma un tanto caótica de trabajar no pasaba por el formalismo matemático de axioma-teorema-demostración. Literalmente, Feynman intuía cuál era la situación y la comprobaba una y otra vez, en todas las situaciones posibles. Sin embargo, su interés último no era ser original, sino no estar equivocado. «Siempre he estado preocupado por la física -decía-. Si la idea me parecía nefasta, decía que era nefasta.

Si parecía buena, decía que era buena.» Una de las grandes habilidades de Feynman era estar concentrado durante horas en un problema, algo que a sus padres les preocupaba cuando era un adolescente y dedicaba parte de su tiempo a arreglar las radios descompuestas de sus vecinos, las abría y se quedaba mirándolas, intentando comprender qué era lo que había fallado. No es de extrañar que entre sus vecinos corriese la voz de que arreglaba las radios pensando … Al poco de terminar su tesis doctoral, un equipo del Proyecto Manhattan se encontró con él en Chicago, donde resolvió un problema que les estaba llevando de cabeza desde hacía un mes. Pero lo que les impresionó no fue tanto esa hazaña intelectual como su imagen poco profesional: «Era patente que Feynman no se había forjado en el mismo molde que la mayoría de los jóvenes universitarios de la preguerra. Tenía las expresivas posturas de un bailarín, el discurso rápido que pensábamos había en Broadway, las frases hechas de un estafador y la verborrea de un caradura». Finalmente, lo que convirtió a Feynman en una figura pública, más allá del reducido mundo de la comunidad de físicos, fue su presencia en el comité que la NASA creó para investigar el accidente del transbordador espacial Challenger en 1986, dos años antes de su muerte. En él, un enfermo Feynman actuó de la misma forma que había hecho en ciencia: no fiarse de nada que él no hubiera estudiado personalmente.