III. NIELS BOHR.¿Revolucionario o conservador?

 

OCTAVIO NOVARO

A PRINCIPIOS de siglo, Bohr, Einstein y Planck, los tres f�sicos que propusieron la existencia de cuantos de energ�a, E = hv, asumieron actitudes muy distintas ante el paso trascendental que daban para cambiar la concepción de la naturaleza en forma radical, Planck ciertamente pareci� titubeante mientras que Einstein fue extraordinariamente audaz. Citemos por ejemplo a Planck: "para introducir novedades uno debe proceder de la manera m�s conservadora posible". Por eso, de hecho, �l s�lo aceptaba la idea de cuantizar la energ�a para la emisi�n de radiaci�n del cuerpo negro exclusivamente y en uno de sus trabajos lleg� a poner en duda que dicha cuantizaci�n pudiera ser v�lida aun en el proceso inverso de captura de radiaci�n en el mismo cuerpo negro. Y a�os m�s tarde dir�a, tal vez ya con nostalgia "las nuevas ideas no nacen completas y perfectas como Palas Atenea de la mente de Zeus".

Y sin embargo completa y perfecta parece haber nacido la idea de fot�n de la mente de Einstein. En su trabajo original de 1905 sobre el efecto fotoel�ctrico no s�lo us� la f�rmula E = hv (como antes la hab�a usado Planck y despu�s Bohr) que bastaba para todos sus prop�sitos, sino escribi� , o sea que postul� la cuantizaci�n del impulso del fot�n. Esta f�rmula no la us� en su teor�a del efecto fotoel�ctrico, estaba all� como muestra de su seguridad en la realidad del fot�n y s�lo ser�a puesta a prueba veinte a�os m�s tarde para explicar el efecto Compton.

�Cu�l ser�a la mejor descripci�n de la actitud de Bohr ante su propia contribuci�n decisiva, la explicaci�n de los espectros at�micos discretos? �Revolucionario o conservador? De hecho su actitud fue intermedia entre la de Planck y la de Einstein. Aunque no rechaz� totalmente el concepto de cuanto de energ�a electromagn�tica, tan evidente en el efecto fotoel�ctrico, en realidad no quiso aceptar de una sola vez la realidad del fot�n. Lo llam� un concepto auxiliar o simb�lico, que al no ser observable en el l�mite cl�sico (es decir de las observaciones macrosc�picas irreversibles) s�lo se manifestaba indirectamente o como dec�a Bohr "debido al prejuicio de aplicar las leyes de conservaci�n de la energ�a y el impulso".

Esta actitud de Bohr qued� ampliamente demostrada cuando el entonces joven Slater lleg� a Copenhague con la ambiciosa idea de reconciliar los conceptos ondulatorio y corpuscular. Conceb�a la onda electromagn�tica como gu�a del fot�n y le propuso a Bohr reemplazar los �tomos por sistemas de osciladores que realizar�an la emisi�n y absorci�n de la luz. Pero Bohr mutil� el modelo, eliminando al fot�n y dejando s�lo una descripci�n estad�stica de los osciladores con leyes de conservaci�n tambi�n estad�sticas. Esto apareci� en el trabajo de Bohr, Kramers y Slater en Nature, con todo el dolor del coraz�n de este �ltimo. De tal forma Bohr estaba afirmando que no pod�a haber una correlaci�n detallada entre las trayectorias del fot�n y el electr�n en el efecto Compton por ejemplo. Sabemos bien que el mismo Compton se encargar�a de demostrar que la audaz proposici�n de Einstein era la correcta, dando de una vez por todas carta de existencia al fot�n. Pero Bohr mismo todav�a intentar�a convencer a Pauli de no proponer la hip�tesis de otra part�cula "simb�lica" como el neutrino para explicar el deca�miento beta y le propuso en cambio sus leyes de conservaci�n estad�stica, proposici�n que Pauli afortunadamente no acept�.

Entonces los tres f�sicos que revolucionaron la ciencia con la f�rmula E = hv tuvieron actitudes contrastantes ante su propia revoluci�n. Sobresimplificando podr�amos decir que Planck pareci� casi arrepentirse de su audacia, mientras que Einstein la sostuvo con gran confianza en su inmenso genio. Bohr quiso atemperar los violentos cambios introducidos en los conceptos microsc�picos exigiendo una cuidadosa correspondencia con la f�sica cl�sica. Esto se muestra en las siguientes citas textuales: "Mi teor�a no intenta explicar fen�menos en el sentido que la palabra explicaci�n se usaba en la f�sica cl�sica. Intento combinar varios fen�menos que parec�an inconexos. Despu�s de establecida la conexi�n podremos dar una explicaci�n cl�sica." Y tambi�n: "Todo acontecimiento del que podamos hablar con un sentido f�sico, o sea todo fen�meno o medici�n experimental, debe ser descrito en t�rminos cl�sicos." Y una m�s entre otras muchas: "Es decisivo reconocer que, no importa cu�nto trasciendan los fen�menos la explicaci�n cl�sica, la descripci�n de toda la evidencia debe ser expresada utilizando solamente conceptos cl�sicos."

Esta argumentaci�n no pretende clasificar a Bohr como "conservador" y a Einstein como "revolucionario". En todo caso sirve para balancear la imagen opuesta, derivada de su famosa controversia sobre la interpretaci�n de la mec�nica cu�ntica. Esta imagen generalmente invierte los papeles de "revolucionario" y "conservador" antes mencionados. En realidad Bohr, como todo gran creador, mostr� ambos aspectos en su amplia trayectoria. Y Einstein mismo nos hace el mejor elogio de la audacia del dan�s en sus comentarios sobre la teor�a del �tomo de Bohr: "La hip�tesis de que la frecuencia radiada no depende en absoluto de la frecuencia del electr�n en su �rbita es un inmenso logro. La teor�a de Bohr tiene entonces que ser correcta. Este es uno de los m�s grandes descubrimientos de la historia."