Medio siglo de las Feynman Lectures on Physics

11/10/2014 1 comentario
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Este es el primero de una serie de artículos que irán apareciendo en SciLogs, la plataforma de blogs de Investigación y Ciencia, con motivo del 50 aniversario de la publicación de las Feynman Lectures on Physics.

 

Uno de mis recuerdos de infancia más entrañables tienen como protagonista a un señor con una risa encantadora tocando el tambor en una fiesta, en un patio de olivos con azulejos de colores, y rodeado de un montón de gente que le escuchaba y aplaudía. Muchos años más tarde comprendí que debía tratarse de Richard Feynman, en la fiesta anual de Caltech, en Pasadena, donde mis padres trabajaban, en el laboratorio de Edward Lewis, y los tambores en realidad debían de ser bongós. Aquel mago del ritmo era, sin lugar a dudas, uno de los caracteres más carismáticos de una institución, el famoso California Institute of Technology, que ya por entonces acumulaba 18 premios Nobel (hoy en día tiene 33, vease http://www.caltech.edu/content/nobel-laureates, uno de ellos otorgado a Feynman por su formulación de la electrodinámica cuántica).

 

Richard Feynman tocando los bongos en una fiesta.

 

Han pasado 50 años desde que Richard Feynman impartiera sus archifamosas "Lectures on Physics" a los alumnos de primer y segundo curso de Caltech. Aunque nuestra comprensión del mundo físico haya cambiado significativamente desde entonces, la serie de libros en los que se recogieron estas clases magistrales siguen siendo una referencia esencial para estudiantes y profesores por igual. Las lectures mantienen su vigor incluso hoy en día, gracias a la poderosa intuición y capacidad pedagógica de Feynman, que era capaz de mezclar su buen humor y su entusiasmo en temas bastante abstractos y alejados de la experiencia cotidiana, como es la mecánica cuántica. Han sido traducidas a más de doce lenguas y vendido millones de copias. Muy pocos libros de Física han tenido un impacto parecido.

 

Richard Feynman dando sus famosas lectures en Caltech en 1962.

 

Sin embargo, para apreciar el verdadero alcance y el mérito de estas lectures, hay que comprender el contexto en el que se impartieron. Todo estudiante de primer y segundo curso de Caltech debía seguirlas, independientemente de que luego fueran a estudiar Medicina, Biología o Ingeniería. Naturalmente, no cualquiera puede seguir las lectures, pero es que la mayoría de los estudiantes de Caltech se seleccionaban entre los alumnos más aventajados de los Institutos (High Schools) del área de Pasadena, en Los Angeles, California. El resto venía de otros lugares de Estados Unidos y tenían que pasar un examen muy selectivo para poder ser admitidos. De hecho, Feynman planteó estas lectures como un experimento pedagógico y, como describe en el prefacio al primer volumen, no estuvo nunca del todo satisfecho con el resultado, pues muchos alumnos fueron incapaces de seguirle durante los dos cursos completos, y aquellos que lo lograron quizá lo habrían podido hacer por su cuenta, como comenta Feynman, citando a Gibbon: "el poder de la instrucción es rara vez eficaz, excepto en aquellos casos en los que es superfluo".

Lo que hace extraordinario este experimento pedagógico es que se trata de un Feynman en estado de gracia. Cuando comienza las lectures en 1961 aún no es premio Nobel (se lo darían en 1965), pero era uno de los físicos más reconocidos del mundo, famoso ya por sus trabajos en teoría cuántica de campos, como la teoría V-A de las interacciones débiles, la formulación correcta de la electrodinámica cuántica (por la que recibiría el premio Nobel, junto con Julian Schwinger y Sin-Itiro Tomonaga). En esa década desarrollaría además su idea de los "partones" como constituyentes internos de los protones y neutrones, un concepto no muy alejado de los quarks que su alter ego, Murray Gell-Mann, colega y eterno rival con despachos contiguos en el Departamento de Física de Caltech, propondría también durante esa época.

Richard Feynman recibiendo el premio Nobel en 1965

 

Feynman y Gell-Mann asistían juntos a los seminarios que se daban en el departamento, e intervenían cada vez que algo no estaba claro. Feynman tenía tanta intuición y capacidad de cálculo que solía terminar ganando casi todas las discusiones, las cuales empezaban a menudo con un: "¿Qué te apuestas a que tengo razón?". Para los estudiantes y postdocs que lo presenciaban podía llegar a ser bastante frustrante, pues la mayoría no estaba a la altura de estos dos gigantes de la Física (Gell-Mann recibiría el premio Nobel en 1969 por su propuesta de los quarks como constituyentes fundamentales de la Naturaleza, inicialmente pensados para clasificar las partículas con interacción fuerte).

 

Richard Feynman dando una charla en el auditorio del CERN en 1969.

 

Pero volviendo a las lectures, lo que llama la atención de Feynman es su entusiasmo contagioso y su curiosidad sin límites, lo que le hacía explorar nuevas ideas, no sólo de Física sino también en Biología o en Ingeniería. En el primer caso, aplicó la forma de pensar que usamos los físicos a la Biología de los fagos, bacterias y virus, y en el segundo se obsesionó por hallar los límites a la miniaturización de todo objeto mecánico o electrónico, hasta el punto de ofrecer 1000 dólares de su bolsillo al primero que creara un motor de tamaño menor que un milímetro que funcionara, y un ingeniero de Caltech lo logró poco después —hoy en día se expone en la biblioteca de Caltech, aunque para verlo sea necesario usar un microscopio—. En particular, en sus lectures le dedica varios capítulos al estudio de la mecánica y la fisiología de la visión en color, entrando en bastantes detalles biomédicos del ojo y sus neuronas, así como a la termodinámica de un trinquete que actua como un motor. También se interesó por la posibilidad de construir ordenadores cuánticos y propuso el primer simulador cuántico universal, más tarde desarrollado por David Deutsch, y hoy en día en fase de investigación y desarrollo.

Naturalmente, sus lectures no están al día con los espectaculares descubrimientos de la Física de Partículas, ya que ésta se desarrolló a finales de los '60 y sobre todo a lo largo de los años '70 y '80, y de hecho sólo hace un par de años ha sido posible completar el Modelo Estándar de las Partículas Elementales con el descubrimiento del bosón de Higgs en el LHC del CERN. En cualquier caso, estos desarrollos habrían requerido un formalismo matemático mucho más potente de lo que los alumnos de Caltech podrían asimilar en los dos primeros cursos. Por otra parte, se echa en falta también todo el desarrollo de la Cosmología Moderna. Nótese que el descubrimiento del fondo de radiación de microondas ocurrió en 1965, y hubo que esperar a 1992 para la detección, en el fondo de radiación, de los grumos que más tarde darían lugar a las galaxias y cúmulos de galaxias, gracias al colapso gravitacional de la materia oscura, y a 1998 para el descubrimiento de la aceleración del universo. Hoy en día, gracias a los extraordinarios desarrollos en detectores ultrasensibles, y al uso de satélites en órbita, somos capaces de remontarnos a fracciones infinitesimales de segundo después del Big Bang, mientras que en 1961 ni siquiera la teoría del Big Bang había sido confirmada por las observaciones, y la humanidad aún no había llegado a la luna.

 

Richard Feynman dando sus lectures, con pizarras llenas de cálculos matemáticos y diagramas.

 

Además de una enorme curiosidad, Feynman poseía también una extraordinaria capacidad de cálculo matemático (las integrales que desarrolló para la evaluación de amplitudes de dispersión cuánticas llevan su nombre, así como los diagramas que permiten comprender de forma visual las interacciones entre partículas elementales), que le permitía llevar a buen término su poderosa intuición. Esto queda patente en sus lectures, donde se le nota cómodo relacionando áreas muy diversas del conocimiento con principios unificadores muy potentes, gracias al uso de las matemáticas. Es realmente maravilloso constatar que las lectures de Feynman siguen atrayendo a estudiantes de todo el mundo a la exploración del mundo físico, con su manera tan peculiar —una mezcla de intuición y cálculo detallado— de trabajar, y emocionante ver cómo anima al lector a participar en la aventura del saber que es la exploración del mundo que nos rodea. Es aquí donde se nota la maestría de un buen investigador, capaz de transmitir ese buen saber hacer a los alumnos. Estoy seguro de que las lectures seguirán estando vigentes por muchas décadas más.

 

Agradecimientos: a mi tio, Rafael Nuñez-Lagos, catedrático emérito de Física Nuclear de la Universidad de Zaragoza, becario Fulbright en Caltech (1961-63), bajo la supervisión de Murray Gell-Mann, por compartir conmigo muchas de las anécdotas que me han permitido comprender mejor el carácter de Feynman como profesor y como investigador.