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Grandes científicos (grandes heterodoxos): David J. Bohm

Lunes, 30 de agosto de 2010 Dejar un comentario Ir a comentarios

 

Si ya has estado ojeando otros artículos de esta revista es posible que te hayas encontrado con un término tan desconcertante como bohmiano. ¿que es ser bohmiano? Bueno, así a grosso modo se puede decir que es bohmiano todo aquel que simpatiza o es afín de alguna manera a las ideas de David Joseph Bohm, científico y filósofo que nos ocupa en esta sección. Probablemente la mayoría vosotros, estimados lectores, no habréis oído hablar de Bohm en la vida, aunque si hay cierto profesor de física cuántica que le menciona en sus clases al hablar del experimento de las dos rendijas. También se puede encontrar alguna mención sobre este personaje en algunos libros de física cuántica ortodoxa o manuales clásicos al uso. Incluso si os afanáis un poco podréis encontrar en nuestra biblioteca un libro de cuántica escrito por él y que contiene una presunta dedicatoria a sus colegas españoles escrita a lápiz en una de las primeras páginas (nosotros no hemos sido, lo juro). Pues a partir de estas premisas hemos indagado algo más para conocer qué hizo y como fue la vida de Bohm. Y así es como a partir de un artículo de Scientific American y un par de toneladas de información recogida en internet hemos hecho este artículo sobre uno de los más importantes heterodoxos de la mecánica cuántica.

David Joseph Bohm nació en 1917 en Wilkes, Barre, Pennsylvania (Estados Unidos). Sus primeros contactos con la ciencia vinieron en sus lecturas de ciencia ficción, cuando aún era niño. No tenía más información disponible en aquella pequeña ciudad minera. David se sentía fascinado por las fuerzas del universo y la gran cantidad de cosas que se hallan más allá de nuestro entendimiento Estudió física en el Colegio Universitario del estado, prosiguiendo su formación en el CALTECH, donde no duró mucho, ya que nunca encajó en aquella atmósfera. El ritmo de constante resolución de problemas y el agobio de los exámenes hicieron que abandonara el instituto después del primer semestre para marcharse a la Universidad de California en Berkeley. Allí investigó durante la segunda guerra mundial la dispersión de partículas nucleares bajo la supervisión de J. Robert Oppenheimer. Una vez acabó su doctorado en Berkeley (1943) pasó a ser profesor asistente de la Universidad de Princeton en 1947.

Para un físico del calibre de Richard Feynman, un área de la física sólo resultaba interesante si podía encontrar un problema en ella, y resultó ser un genio resolviendo todo tipo de problemas. En las ocasiones en que Bohm se topaba con una dificultad técnica siempre desconfiaba de los razonamientos matemáticos demasiado abstractos. Según el mismo indicaba, después de todo siempre, en cualquier desarrollo matemático, existen cosas que asumimos sin examinarlas demasiado, y mientras más complicadas sean las matemáticas empleadas más fácil es que permanezcan allí los errores. Prefería proceder siempre de un modo intuitivo, antes que lógico o mecánico, y prefería sentir la respuesta y visualizarla en su mente de forma clara antes de dar los pertinente pasos matemáticos. Es como si su método a la hora de resolver problemas se llevara más por la imaginación y la intuición que por la pura lógica.

Por ejemplo cuando aún estaba en el estado de Pennsylvania, había estado tratando de entender el funcionamiento del giróscopo, ese juquete que intriga a los niños con su continuo balanceo. Normalmente, cuando empujamos un objeto de forma que su centro de gravedad caiga fuera del punto de equilibrio se cae. Un giróscopo, sin embargo, no se cae, su eje de rotación se mueve y sufre precesión. Cuando la mayoría de los estudiantes de física nos enfrentamos al problema del giróscopo aprenderemos distintas fórmulas, como la conservación del momento, que nos llevan a una explicación bastante incompleta. Pero Bohm necesitaba una percepción directa de la naturaleza íntima de este movimiento. Un día, mientras caminaba por el campo, imaginó su propia persona como un giróscopo, y a través de algún tipo de movimientos musculares internos el fue capaz de entender la naturaleza del movimiento. De esta manera, y usando su propio cuerpo, comprendió el funcionamiento de los giróscopos. Las fórmulas y las matemáticas vendrían después, como una simple herramienta formal de explicar su interiorización.

Esta habilidad particular le acompaño a través de toda su vida profesional. Uno de sus colegas señalaba: "Dave siempre llega a las conclusiones correctas, pero sus matemáticas son terribles. Me llevo sus trabajos a casa y encuentro toda clase de errores y me tengo que pasar toda la noche buscando la demostración correcta. Pero, al final, el resultado es el mismo que Dave visualizó directamente".

Para dar otro ejemplo tomaremos el spin de un electrón, concepto cuántico muy alejado de la habitual semejanza clásica con un balón dando vueltas sobre si mismo. Este es un concepto que comienza a alejarse del sentido común. La mayoría de los estudiantes de física nos conformaríamos con visualizar el electrón en términos de manipulaciones matemáticas y ecuaciones, sin referencia explícita a nada físico. Bohm, sin embargo, se encontró capaz de experimentar sensaciones con su cuerpo sobre la manera en que las componentes del spin se combinan en algo que se mueve en una nueva dirección.

Cuando todavía estudiaba en Berkeley, Bohm hizo unos trabajos bastante novedosos con plasmas. Descubrió que, en un gas a alta temperatura (conocido como plasma), los electrones que han sido expulsados de los átomos no se comportan como partículas individuales, sino más bien como parte de un inmenso y organizado todo (idea que tenía muy arraigada). Un enorme número de electrones producirían efectos bastante organizados, como si un proceso orgánico estuviera dirigiendo su comportamiento colectivo. Poco después Bohm  diría que esos movimientos colectivos, que hoy se denominan Bohm-diffusion, le daban la impresión de que aquel mar de electrones estaba vivo de alguna forma. Este fue el primer gran descubrimiento de Bohm en el campo de la física, y esta directamente enganchado con los profundos temas del universo y las interconexiones que caracterizarían su forma de pensar y su trabajo científico. No obstante, en sus últimos años de vida elaboró una concepción del universo según la cual éste consiste en la interconexión de todas las cosas, noción a la que daría el nombre de “orden implicado”.

Como íbamos diciendo hace algunos párrafos, Bohm consiguió una plaza de profesor asistente en la Universidad de Princeton en 1947. Mientras daba clases de mecánica cuántica en los años siguientes escribió un libro titulado Quantum Theory (1951), el cual aún es un clásico en el campo (este es el libro de que os hable en el primer párrafo). Cuando completaba este trabajo, Bohm comenzaba a entablar amistad con Albert Einstein, quien también se encontraba en Princeton por esa época. Según parece, Einstein le dijo a Bohm que jamás había visto la teoría cuántica presentada de forma tan clara como aparecía en el nuevo libro de Bohm, y los dos científicos comenzaron a conversar más asiduamente. Cuando la relación entre ellos se hizo más estrecha descubrieron que tenían mucho en común en sus concepciones básicas acerca de la teoría cuántica, y juntos profundizaron en las interpretaciones y significado metafísico de la teoría cuántica. Daría gustoso una importante suma de dinero por estar en una de estas charlas, con Bohm y Einstein poniendo a la cuántica a parir.

Estas discusiones llevaron a Bohm a plantearse seriamente la validez de la interpretación clásica de la mecánica cuántica (círculo de Viena). Animado por la confianza que le dio su asociación con Einstein, Bohm se embarcó en una gran empresa: revisar los fundamentos de la teoría cuántica, lo que le llevó a su peculiar formulación de la misma y con el tiempo desembocaría en una cruzada de por vida en busca del conocimiento y comprensión que le permitieran describir toda la realidad (una teoría del todo).

Por la misma época Bohm sacó a relucir otra importante muestra de su peculiar forma de ser. Tuvo algunos problemas con la justicia americana, ya que hubo de comparecer ante el Comité de Actividades Antiamericanas (1949) bajo la acusación, carente de todo fundamento, de que él y algunos otros compañeros de laboratorio de radiación de Berkeley simpatizaban el con comunismo. Durante la segunda guerra mundial Oppenheimer remitió al FBI los nombres de amigos y conocidos supuestamente filomarxistas. Al parecer, Bohm era uno de ellos. Como creía apasionadamente en la libertad se negó a declarar, por razones de principio, lo que le valió la acusación de desacato al congreso. Tras un juicio fue absuelto. Sus alumnos de Princeton pidieron que fuera readmitido en su puesto, y Einstein, según se dice, quería que Bohm pasara a ser su ayudante personal, pero su contrato, tras un desafortunado incidente, no fue renovado, y jamás volvería a enseñar en los Estados Unidos. El propio Einstein, que pasó inútilmente muchos años buscando su propia teoría alternativa de la mecánica cuántica se refirió a Bohm como su "sucesor intelectual" diciendo que: "si alguien lo puede hacer, ese será Bohm".

Bohm se trasladó a Brasil (1951), a la Universidad de Sao Paulo, donde sería profesor hasta 1955. La embajada le requisó el pasaporte, con lo que perdió su nacionalidad. Allí trabajó en su segundo libro, Causality and Chance in Modern Physics (1957), que todavía se utiliza en algunas universidades. De Brasil pasó al Instituto Technion en Haifa, Israel, y luego a la Universidad de Bristol en Inglaterra. Allí, él y un alumno hicieron en 1959 otra contribución original a la teoría cuántica. Descubrió con Yakir Aharonov el que hoy se conoce como efecto Aharonov-Bohm. Demostraron que la mecánica cuántica predice que el movimiento de las partículas cargadas se ve condicionado por la presencia de campos magnéticos, aún cuando aquellas no penetren donde estos se hallen confinados. Diversos experimentos han confirmado este efecto.

Más tarde se le absolvió del cargo de desacato permitiéndole volver a los Estados Unidos, pero ya era tarde para él, se estableció de manera permanente en el Colegio Birkbeck de Londres.

En los siguientes treinta años el trabajo de David Bohm se centró en los fundamentos de la teoría cuántica y la teoría de la relatividad y sus implicaciones en varios campos. Como sucede a menudo con los físicos de avanzada edad, en un periodo posterior de su vida se interesó por cuestiones filosóficas, manteniendo interminables charlas con director espiritual indio J. Krishnamurti.

En esta nueva etapa de su vida elaboró una concepción del universo según la cual éste consiste en la interconexión de todas las cosas, noción a la que daría el nombre de “orden implicado”. Escribió más libros de física (Theory of Relativity en 1966), de filosofía (Wholeness and the Implicate Order en 1980),  e incluso sobre la naturaleza de la conciencia (Science, Order and Creativity en 1987 con David Peat).

Murió de un ataque al corazón en 1992 cuando, en colaboración con otros científicos, preparaba un nuevo volumen sobre la mecánica cuántica. Sus amigos y colegas le recuerdan como un hombre que no sólo era brillante y audaz, sino también extraordinariamente franco, educado y generoso.

De Bohm nos queda su teoría alternativa de la mecánica cuántica, que vio la luz hace ya más de cuarenta años pero que ha sido ignorada hasta hace poco. Esta teoría, cabalmente trenzada y absolutamente diferente, da cuenta también de todos los fenómenos subatómicos conocidos. En ella el azar no desempeña ningún papel y todo objeto material ocupa siempre una región concreta del espacio. Además, sus leyes forman un conjunto único, aplicable por igual a todos los objetos físicos, aunque tengamos que admitir la no localidad. De todas formas la teoría aún no ha superado la prueba relativista, lo que en estos tiempos la llevaría al cajón del olvido definitivo. Mientras tanto, un reducido grupo de bohmianos de todo el mundo se enfrenta a la mayoría dominante, armados con variables ocultas y trayectorias piloto buscan hacer realidad aquel sueño que Einstein y Bohm tejieron en las tardes de Princeton.

Autor: David.

[Comentario agosto 2010]: El artículo original fue publicado en el número 12 de la revista (mayo de 2000) e incluía un enlace a una página web donde se podía encontrar más información sobre David J. Bohm. Por cosas de la evolución de internet dicho enlace ya no funciona pero a cambio la Wikipedia en inglés dispone de un buen número de referencias si queréis profundizar en la vida y obra de este heterodoxo científico: http://en.wikipedia.org/wiki/Bohm,_D.. Otra fuente valiosa de documentos y enlaces es la biblioteca del Birkbeck College de la Universidad de Londres, donde Bohm fue Catedrático de Física Teórica: http://www.bbk.ac.uk/lib/about/hours/bohm

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  1. Martes, 31 de agosto de 2010 a las 17:28 | #1

    Gran artículo para empezar con el blog, estoy deseando de que empecéis a recuperar los números antiguos. Me parece genial que hayáis decidido empezar a colgarlos aquí, los que no hemos podido hacernos con la revista de forma “física” lo agradeceremos bastante. Combinar física y humor no es nada fácil.

    La vida de este gran científico, como suele ocurrir con los grandes personajes de la ciencia, es fascinante y llena de anécdotas. Si mal no recuerdo, también participó en el proyecto Manhattan ¿verdad? Aunque no de forma muy “completa”, debido a ese problema que tuvo con la ideología comunista y que impidió que se depositara demasiada confianza en él por parte del gobierno estadounidense.

  2. Martes, 31 de agosto de 2010 a las 18:51 | #2

    Desde ahora soy bohmiano. Gran artículo. Completo y muy ameno de leer.

    Cendrero: gracias por el descubrimiento

  3. dabidovich
    Martes, 31 de agosto de 2010 a las 18:58 | #3

    @Cendrero
    Correcto Cendrero. Gracias por ayudarnos a enriquecer el artículo.

    Oppeheimer quiso contratarlo para el proyecto Manhattan, como a otros tantos grandes físicos de Berkeley, pero debido a problemas políticos no fue considerado apto para el proyecto. No obstante colaboró para el mismo con algunos cálculos sobre el proceso de enriquecimiento del uranio que se usaría en las bombas.

    Más tarde, problemas con el McCarthismo le llevarían a los tribunales, donde, acogiéndose a la quinta enmienda, se negó a contestar ciertas preguntas que hubieran podido inculpar a algunos de sus colegas.
    Aunque la causa no continuó fue suficiente para que fuera despedido de Princeton, donde, a pesar de la influencia de Einstein no fue readmitido.

    Puedes ver algunas notas sobre ello, por ejemplo en

    http://inventors.about.com/od/bstartinventors/p/David_Bohm.htm

    Es impresionante la cantidad de información disponible sobre Bohm ahora mismo en Internet comparada con la que pudimos encontrar hace 10 años… No fue nada sencillo escribir el artículo. Recuerdo que aproveche la redacción del mismo para hacer una breve exposición en clase de Física Cuántica.

    Poco a poco iremos recuperando cosas también de los números antiguos, que además iremos colocando en la sección de descargas como PDFs.

  4. dabidovich
    Martes, 31 de agosto de 2010 a las 19:07 | #4

    @Dani
    Creo que muchos nos hicimos bohmianos después de descubrir al personaje. Si ahora te sientes bohmiano espera a leer el artículo de la semana que viene… :-)

  1. Lunes, 6 de septiembre de 2010 a las 00:08 | #1
  2. Lunes, 1 de noviembre de 2010 a las 21:59 | #2