Kitabı oku: «El físico y el filósofo», sayfa 10

LORENTZ Y EINSTEIN

Lorentz fue un firme admirador y defensor de Einstein en lo personal y lo profesional; y, en general, simpatizaba con su ideología política, salvo en lo tocante a la Sociedad de las Naciones. Mientras que Einstein apenas tuvo relación con Poincaré, con Lorentz sí tuvo una relación estrecha y personal que se prolongó muchos años. Ambos se escribieron un sinfín de cartas sobre ciencia y política y se avinieron, aunque alguna vez afloraron ciertas tensiones. Cuando murió Lorentz, Einstein estuvo a la altura de las circunstancias y fue a hablar de forma solemne y generosa en su funeral. «Os venero de forma desmesurada», le escribió una vez Einstein. Durante toda la vida, Einstein siguió elogiando a su colega y sus parientes⁶. La admiración era mutua. Lorentz usó toda su influencia para conseguir que Einstein fuera a trabajar a Utrecht, aunque él rehusó. Al estallar la Gran Guerra, Einstein y Lorentz congeniaron aún más, compartiendo muchos objetivos políticos. Lorentz abanderó varias iniciativas antibélicas desde Países Bajos y, cuando comenzó la contienda, Einstein le contactó de inmediato para transmitirle su postura internacional y su oposición a la guerra⁷.

Pero debajo de estos foros públicos subyacía una relación un tanto rígida, dificultada por la cercanía de Lorentz con Bergson. Y también por su afinidad con Poincaré. Lorentz y Poincaré parecían tan íntimos que un científico neerlandés describió al primero como «el Poincaré neerlandés»⁸. Cuando Poincaré habló sobre la teoría de la relatividad en uno de sus últimos discursos, atribuyó algunas de sus propiedades esenciales a Lorentz⁹.

Ambos se apoyaron mutuamente con gran firmeza. En 1902 Poincaré nominó a Lorentz para el Premio Nobel, que acabaría ganando. En su nominación, Poincaré concedió al neerlandés el mérito de introducir el concepto de la dilatación temporal. La carta de Poincaré al Comité de los Nobel apoyando a Lorentz hablaba de su «ingeniosa invención del “tiempo reducido”», en el que «todo pasa como si el reloj de un lugar se ralentizara en comparación con el otro». Según Poincaré, Lorentz también había reparado en que «no existe ningún experimento que pueda llevarnos a descubrir» una diferencia entre un reloj en movimiento y uno estático, de modo que ningún experimento puede ayudarnos a decidirnos por un tiempo y no por otro. También le atribuyó el haber cambiado nuestro concepto de la simultaneidad. El sorprendente descubrimiento de Lorentz explicaba por qué «dos fenómenos que ocurren en dos sitios diferentes pueden parecer simultáneos aunque no lo sean»¹⁰. El propio Lorentz dijo más tarde, en una célebre afirmación, que «Einstein solo postula lo que nosotros hemos deducido, aunque lo hace con cierta dificultad y de forma algo insatisfactoria»¹¹.

Su valoración del trabajo de Einstein no era anómala. Tras ser publicada en 1905, su obra pasó casi desapercibida. Una de las pequeñas notas que la mencionaron advirtió desabrido: «Conduce a resultados formalmente idénticos a los de la teoría de Lorentz»¹². Al principio, Einstein agachó la cabeza y puso el nombre de Lorentz a la teoría, llamándola «la teoría de Lorentz y Einstein»¹³. No se separó de la postura de Lorentz hasta 1907, cuando se refirió por separado a «la teoría de H. A. Lorentz y el principio de la relatividad»¹⁴. En esa misma publicación, refirió con más detalle sus diferencias con Lorentz. Einstein afirmó que había tomado el «tiempo local» de Lorentz como el tiempo en general: «No obstante, curiosamente lo único que hacía falta para vencer esa dificultad era una concepción del tiempo lo bastante nítida»¹⁵. Lorentz se había referido a una de las magnitudes alteradas como «tiempo local» (y en las ecuaciones de longitud similares lo llamaba «longitud aparente»), pero Einstein terminó por creer que no había nada único en ello; y menos aún algo «local» o «aparente».

La nueva «y suficientemente nítida concepción del tiempo» de Einstein sumó el apoyo de Hermann Minkowski en una famosa conferencia de septiembre de 1908¹⁶. Minkowski había sido profesor de matemáticas de Einstein en la Politécnica de Zúrich, donde el alemán había completado su doctorado, y luego se convirtió en uno de sus incondicionales más influyentes. De hecho, fue clave a la hora de articular las diferencias entre la obra de Lorentz y la de Einstein a la luz de la reinterpretación del segundo del tiempo local¹⁷. En el famoso discurso proclamando los logros de su alumno, Minkowski ni siquiera mencionó los méritos de Poincaré¹⁸. Minkowski también fue vital para rebatir una de las principales acusaciones contra la teoría. Argumentó que la relatividad no era una hipótesis artificial, sino que era fruto necesario de esta nueva concepción del tiempo¹⁹.

En comparación con Einstein o Minkowski, Poincaré y Lorentz nunca atribuyeron el mismo significado y relieve a estas conclusiones. ¿Por qué? ¿Cuál fue el papel de Bergson en estas discusiones?

¿ARTIFICIAL O NECESARIO?

De 1907 a 1911, Einstein sudó la gota gorda para diferenciar su obra de la de Lorentz. La distinción entre ambos métodos se hizo tan patente que, al final, el científico de mayor edad convino en atribuir al joven físico todo el mérito por su forma particular de interpretar la relatividad. Aunque en su famoso artículo de 1908 Einstein se refirió claramente al «tiempo», su tesis inicial era más modesta de lo que sería después. Entonces, estaba más asociada con el tiempo de los relojes, sin incluirlos ni siquiera todos. Tuvo el tino de decir que su teoría se aplicaba a relojes con volante, así como a los relojes sincronizados con señales lumínicas. Cuando se publicó el artículo en una colección posterior dedicada a la teoría, fue añadida una nota al pie (probablemente por el editor de la colección, Arnold Sommerfeld) avisando de forma explícita que no se aplicaría «al reloj de péndulo, pues físicamente es un sistema vinculado a la Tierra. Este caso quedaría excluido»²⁰. ¿Cómo se convirtió un ensayo sobre relojes —y solo sobre determinados tipos de reloj— en un ensayo sobre el tiempo en general?

La precaución inicial de Einstein al referirse al tiempo comenzó a diluirse en 1911. En una charla que dio en enero, afirmó que los efectos de la dilatación temporal que había considerado para los relojes en movimiento afectarían a «un organismo vivo en una caja»²¹. Cuando Paul Langevin desarrolló la famosa paradoja de los gemelos ese mismo año, se refirió a los relojes, pero también al envejecimiento biológico.

Poincaré había dicho que la explicación de Lorentz era ad hoc, una expresión peyorativa para las teorías científicas; e incluso el neerlandés, en un ejercicio de autocrítica, lo reconoció. Durante el Congreso Internacional de Física de 1900, Poincaré habló de la artificialidad de la teoría de Lorentz²². Unos años más tarde, Lorentz manifestó: «Poincaré se ha opuesto a la teoría existente de fenómenos eléctricos y ópticos en cuerpos en movimiento manifestando que, para explicar el resultado negativo de Michelson, se ha tenido que presentar una nueva hipótesis y que puede que surja esta misma necesidad cada vez que salgan a la luz nuevos hechos». Lorentz aceptó la crítica en su totalidad, indicando que «indudablemente este sistema de inventar hipótesis especiales para cada nuevo resultado experimental es algo artificial»²³.

Lorentz continuó batiéndose el cobre con este tema, intentando combatir la aparente artificialidad de su teoría incorporando nuevos experimentos a la deformación de la masa electromagnética del electrón. Llegado a ese punto, afirmó con optimismo que su obra estaba basada en «supuestos fundamentales […] con mejores resultados»²⁴. Pero ni siquiera con esta nueva investigación logró convencer plenamente a su colega parisino. En El valor de la ciencia (1905), Poincaré volvió a subrayar que Lorentz solo se había salido con la suya «acumulando hipótesis»²⁵. Con todo, también la laureó como la «menos defectuosa» de todas las opciones²⁶.

Haciendo suyas las acusaciones que había vertido Poincaré, Einstein dijo que su teoría era superior a la de Lorentz porque no era artificial. La razón que adujo para la superioridad de su interpretación era que, a diferencia de la de Lorentz, no era «un medio artificial para salvar la teoría». Einstein incluyó un historial con el desarrollo de esta investigación, diferenciando su posición de la de Lorentz²⁷. Minkowski dio alas a este argumento alegando que la teoría del neerlandés parecía «un regalo del cielo», mientras que la alternativa del alemán parecía emerger con naturalidad de los hechos observados²⁸.

¿Qué distingue una teoría que refleja con naturalidad el orden del mundo de una que ha sido diseñada artificialmente para amoldarla a los resultados de los experimentos? Estas publicaciones de Poincaré, Lorentz y Einstein rebosaban de acusaciones mutuas e indecorosas de artificialidad y de construcción ad hoc. Lorentz refutó las acusaciones de Einstein de que su teoría lo fuera, argumentando por el contrario que la solución de Einstein era la más artificial. En 1909 Lorentz admitió formalmente que Einstein podía «agenciarse el mérito» por «la manifestación de un principio general y fundamental» de la relatividad —algo que él mismo no había hecho—, pero solo si se reconocía lo «artificial» que era en verdad la contribución de Einstein²⁹. En un texto que parecía otorgar el crédito generosamente a su colega por la teoría de la relatividad, añadía que Eistein solo había postulado lo que él había deducido. El resultado era «más bien complicado y parecía un tanto artificial»³⁰. En las conferencias posteriores (en 1910) usó el término «Relativitätsprizip de Einstein», marcando claramente la diferencia³¹. Aceptó que la teoría de Einstein se podía considerar la mejor explicación disponible para ciertos resultados experimentales, pero siguió buscando una teoría alternativa.

TENSIONES DURANTE LA GUERRA

En seis conferencias que dio en Gotinga (1910), Lorentz convino en que Einstein tenía razón, pero afirmó que él también la tenía: «¿Cuál de las dos formas de pensar prefieres adoptar? Es una decisión íntima de cada uno»³². En los años siguientes, Lorentz fue taxativo con los beneficios de cada método³³. Este statu quo, en el que se estimaban igual de válidas ambas interpretaciones, cambió a finales de 1911, pues volvieron a aflorar indicios de tensión entre ambos cuando Einstein rechazó una generosa oferta de trabajo para trasladarse desde Praga a los Países Bajos (una oferta que se le hizo en gran medida gracias a los esfuerzos de Lorentz). Einstein, en cambio, negoció para ir a la Politécnica de Zúrich. «Pero si pasado mañana, o en el futuro más inmediato, lo descubrieran [que no me interesa el trabajo de Utrecht], perderían en el acto su fervor y me mantendrían en vilo para siempre», escribió a un amigo³⁴. Negociar al unísono con dos instituciones era arriesgado tanto personal como profesionalmente, dado que para el cargo en los Países Bajos estaba tratando con la mayor eminencia de su campo, «además de un buen amigo»³⁵.

En 1913, en tres conferencias que dio en Haarlem, Lorentz fue aún más diáfano: la decisión de quién tenía razón, si Einstein o él, no se podía dejar en manos de los experimentos y, a decir verdad, menos aún en manos de Einstein. Criticó que Einstein desestimara «de un plumazo» estas «cuestiones» y que afirmara que eran «absurdas»³⁶. Lorentz remarcó que los asuntos encima de la mesa eran epistemológicos: «Corresponde en gran medida a la epistemología sopesar estos conceptos; y dictar sentencia también». Los científicos eran libres de elegir entre ellos en función de «la mentalidad a la que cada uno esté aclimatado y de si te sientes más atraído por una u otra perspectiva»³⁷. El presentador del Premio Nobel de Einstein citó casi textualmente la opinión que Lorentz había expresado años antes: que la validez de la teoría de la relatividad de Einstein «pertenece a la epistemología y, por tanto, ha sido objeto de un intenso debate en los círculos filosóficos»³⁸.

En un artículo poco especializado publicado en la influyente Kultur der Gegenwart, una «enciclopedia del presente» de varios volúmenes encargada por el Reich alemán, Einstein respondió a la teoría de que cualquiera podía elegir cuál de las dos interpretaciones era mejor. El artículo incluía una crítica mordaz a la interpretación de Lorentz, en la que Einstein explicaba por qué la teoría de Lorentz generaba desconfianza³⁹. Cuando el neerlandés leyó estas líneas, enseguida acusó a Einstein de «generar la impresión de que solo se hablaba de cosas “ficticias” y que no había fenómenos físicos reales»⁴⁰. En enero de 1915, Lorentz mandó una carta a Einstein transmitiéndole personalmente su descontento por ese artículo: «En vuestro artículo de Kultur der Gegenwart, he encontrado […] esta observación: “Esta forma de idear hipótesis ad hoc para ajustarse a los experimentos […] es muy insatisfactoria”», percatándose de que se refería directamente a él⁴¹. También regañó a Einstein por «presentar una opinión personal como innegable», señalando que era «inútil» seguir buscando un factor distintivo que llevara a los científicos a seleccionar un tiempo en la teoría de la relatividad en detrimento de los otros. Lorentz procedió entonces a describir todo lo que estaba mal en la interpretación de Einstein, fijándose sobre todo en dos puntos principales.

El primer problema guardaba relación con la equivalencia del tiempo y el espacio. El espacio y el tiempo no eran simplemente intercambiables, sostenía Lorentz: «Hay una diferencia inconfundible entre los conceptos espaciales y temporales, una diferencia que indudablemente tampoco se puede eliminar por completo. No podéis atribuir a las coordinadas temporales una categoría del todo equivalente a las coordinadas espaciales». La segunda cuestión tenía que ver con la equivalencia en el rango de tiempos diferentes. Lorentz estaba dispuesto a reconocer que espíritus imperfectos no pudieran asignar una categoría superior a t₁ respecto a t₂, pero un «espíritu universal» sí podría. Y además, Lorentz sostenía que había una especie de «espíritu universal» en todos nosotros: «Sin duda no somos tan radicalmente diferentes de él»⁴².

¿A qué se refería Lorentz con «espíritu universal»? Las concepciones tradicionales del tiempo, conectadas a las cualidades perceptivas de un espíritu universal hipotético o real, tenían una larga trayectoria que databa de la época medieval. En tiempos de Newton, este espíritu universal se asociaba directamente con Dios. ¿Acaso estos científicos todavía seguían debatiendo cuestiones de tipo teológico, aunque en términos laicizados? Para Lorentz, la cuestión de un «espíritu universal» y la capacidad para desentrañar la equivalencia de estatus de t₁ y t₂ no atañían cabalmente a la física, sino que «trascendían los límites» de la misma⁴³.

Einstein le contestó disculpándose, en cierta medida: «Aunque tuve tres años para componerla, me había olvidado por completo y me recordaron mi compromiso […] una semana antes de la fecha de entrega». Y suplicó: «Así que, por favor, ¡no analicéis con lupa cada palabra!». Explicó que su clasificación equivalente de t₁ y t₂ estaba basada en que, hasta entonces, no había «motivos físicos (accesibles en principio con la observación)» para distinguirlos, un hecho que el propio Lorentz sabía y reconocía. Los científicos podían tener otras razones para querer distinguir entre ellos, pero Einstein hizo responsable a Ernst Mach de hacerle creer lo siguiente: «Una concepción del mundo que puede prescindir de esa arbitrariedad es preferible, en mi opinión». Einstein puso fin a su respuesta diciendo que probablemente no se alcanzaría un consenso en estas cuestiones en el futuro más inmediato, al menos no mediante correspondencia: «Por último, en lo que atañe a la cuestión del tiempo, es muy difícil que podamos debatir esto como corresponde por carta. Estaré encantado de volver a Países Bajos para discutir este y otros asuntos, cuando al fin se supere este triste embrollo internacional»⁴⁴.

Aunque sus desavenencias sobre la naturaleza del tiempo se intensificaron durante la Gran Guerra, en muchos otros sentidos el conflicto hizo que los dos hombres intimaran más. Durante esos años Lorentz y Einstein se escribieron a menudo acerca de los horrores de la guerra, lamentándose por cómo repercutían sobre las relaciones entre los científicos⁴⁵. También se escribieron sobre aquello en que estaba trabajando cada uno. En 1919 Lorentz fue uno de los primeros físicos en explicar la teoría de Einstein al gran público. En su popular librito The Einstein Theory of Relativity la tildó de «monumento de la ciencia» y ensalzó los «infatigables esfuerzos y la perseverancia» de Einstein⁴⁶. Sin embargo, advirtió que en su opinión «no es imposible que, en el futuro, esta vía [la investigación del éter] —del todo abandonada en el presente— vuelva a tantearse con buenos resultados»⁴⁷. Lorentz continuó buscando unos cimientos estables que pudieran sustentar un concepto absoluto del tiempo, fueran el éter, un concepto del espacio que pudiera actuar como punto de referencia o la hipótesis de las estrellas fijas. Cualquiera de estos le valdría para su propósito: tener puntos de referencia absolutos. Que los científicos no hubieran descubierto estas referencias no significaba que no fueran a encontrarlas jamás.

En los años veinte, Lorentz mantuvo su apoyo personal a Einstein a pesar de sus otras diferencias. Cerró filas con Einstein como nunca cuando este fue víctima de los ataques antisemitas en la Filarmónica. Pero las tensiones persistían. En 1922 seguía insistiendo en que «uno podía, con toda modestia, llamar tiempo verdadero a aquel medido por relojes que están fijos en este medio [espacio] y considerar la simultaneidad un concepto primario»⁴⁸.

Por entonces, era obvio que los dos discrepaban en su interpretación de la relatividad, pero coincidían en muchos aspectos de la política internacional. Ambos científicos lamentaron que se excluyera a los ciudadanos alemanes de los foros científicos después de la guerra, aunque cada uno protestó a su manera por esta exclusión. Lorentz respondió congeniando con científicos alemanes, como Einstein. Este último contestó boicoteando ciertos foros que veía excluyentes. En ocasiones, estos propósitos colisionaron. Lorentz había sido presidente del Congreso Solvay desde 1911 y, más tarde, Einstein boicoteó estas reuniones. El alemán presentó también una queja contra las políticas de exclusión del CIC, primero dirigido por Bergson y después por Lorentz. Einstein manifestó que el Comité estaba excluyendo a todos los teutones, una afirmación que instó a Lorentz a responderle con una agresiva carta (del 15 de septiembre de 1923) explicándole por qué no era verdad que se descartara por norma a los científicos de ese país. Le dio pruebas claras, incluyendo las constantes invitaciones que se le habían hecho a él. A medida que Einstein fue verbalizando críticas y saltándose reuniones del Comité, Lorentz, que era su presidente, se fue distanciando de su teoría.

Durante estas discusiones, a veces tensas, Lorentz declaró que la teoría de Einstein era solo una de las numerosas opciones que había. No cabía duda de que la teoría especial y la general eran correctas: «No menciono que, también en mi opinión, no solo la teoría de la relatividad, sino incluso su teoría de la gravedad puede conservar toda su validez». Pero no eran el único modo de ver las cosas: «No se nos impondrán así como así, como si fueran las únicas posibles»⁴⁹.

En una serie de charlas que dio en el Instituto Tecnológico de California (luego publicadas), Lorentz volvió a explicar las diferencias entre un «físico de la vieja escuela» y el «relativista». Ambos convenían en que nadie podía «determinar cuál de los dos tiempos es el correcto». Pero el físico de la vieja escuela estaba dispuesto a reconocer que «prefería» uno de ellos, mientras que para el relativista «no cabe ni siquiera plantearse que un tiempo sea mejor que el otro». La preferencia personal de Lorentz era mantener «unas nociones del espacio y del tiempo que conocemos desde siempre y que, por lo que a mí respecta, considero perfectamente claras y, además, distintas entre sí». ¿Por qué renunciar a estas claras ventajas? «Mi noción del tiempo es tan inequívoca que puedo distinguir a las claras […] qué es simultáneo y qué no». ¿Por qué hemos de renunciar a esta clara ventaja?⁵⁰

Según un escritor de temas científicos de la época, «preguntarse cuál de estas duraciones es la real equivale a preguntarse cuál es el color verdadero de un trozo de ópalo. Si lo observamos desde cierto ángulo puede ser amarillo; rojo si lo movemos hacia la izquierda; y verde o azul si nos movemos a la derecha»⁵¹. Aun así, Lorentz siguió defendiendo su postura. En 1928, espoleado por los resultados de nuevos experimentos, volvió a describir su opinión y concedió a Einstein todo el mérito de la relatividad. Si bien él había introducido el concepto de «tiempo local», a diferencia de Einstein nunca había creído que tuviera nada que ver con el tiempo real: «Para mí el tiempo real seguía representado por la vieja noción clásica de un tiempo absoluto, que es independiente de cualquier referencia a marcos de coordenadas especiales. Para mí solo existía un tiempo auténtico»⁵². Para Lorentz, Einstein podía atribuirse toda la responsabilidad de lo que había hecho:

Por tanto, la teoría de la relatividad es exclusivamente fruto de la labor de Einstein. Y no puede ponerse en duda que la habría concebido aun cuando no hubiera existido en absoluto el trabajo de todos sus predecesores en la teoría de este campo. A este respecto, su trabajo es independiente de las teorías previas⁵³.

Atribuyó muchas cosas a Einstein: «A las pruebas experimentales que ya teníamos, se añadió entonces el atractivo de una teoría bella y consistente»⁵⁴. No obstante, Lorentz continuó creyendo en su hipótesis: «Si me preguntan si la considero [mi hipótesis] la verdadera, debería responder que sí. Es tan real como todo lo que observamos»⁵⁵. Y siguió pensando que Einstein solo había postulado lo que él había deducido con mucho esfuerzo⁵⁶.