Max Born: El físico que convirtió la realidad en una probabilidad

El 4 de diciembre de 1926, Albert Einstein se sentó a escribir a un amigo sobre la extraña nueva física que surgía de Gotinga. "La mecánica cuántica es ciertamente imponente", admitió. "Pero una voz interior me dice que todavía no es la realidad... Yo, en cualquier caso, estoy convencido de que Él no juega a los dados". La frase, más tarde comprimida en la sentencia más famosa que Einstein nunca escribió exactamente, iba dirigida al hombre que acababa de introducir los dados. Su nombre era Max Born, y cinco meses antes había publicado la idea de que la función de onda no te dice dónde está una partícula, sino solo la probabilidad de encontrarla allí.

Breslau, y los matemáticos de Gotinga

Born nació el 11 de diciembre de 1882 en Breslau, entonces en el Imperio alemán, hoy Wrocław en Polonia, en una familia judía con una fuerte inclinación científica: su padre, Gustav Jacob Born, era anatomista y profesor de embriología en la Universidad de Breslau. Su madre, Margarethe Kauffmann, provenía de una familia industrial de Silesia y murió cuando él tenía cuatro años.

Después del König-Wilhelm-Gymnasium, fue a la Universidad de Breslau en 1901, pasando un verano en Heidelberg en 1902 y otro en Zúrich en 1903 antes de trasladarse a Gotinga en abril de 1904. Ese traslado lo decidió todo. En Gotinga estudió con Felix Klein, David Hilbert y Hermann Minkowski —la facultad de matemáticas más fuerte del mundo— y absorbió una fluidez en el álgebra abstracta que la mayoría de los físicos de su generación simplemente no tenían. Su doctorado de 1906, sobre la estabilidad de alambre elástico, ganó el Premio de la Facultad de Filosofía y un magna cum laude.

El Instituto

Se habilitó en física teórica en Gotinga en 1909, se convirtió en profesor extraordinarius en Berlín en 1914, ocupó una cátedra titular en Fráncfort en 1919 y en 1921 regresó a Gotinga como director del Instituto de Física Teórica. Durante los siguientes doce años, ese instituto fue el centro de gravedad de la física mundial.

La lista de nombres es casi cómica en retrospectiva. Entre los estudiantes de doctorado de Born se encontraban Robert Oppenheimer (1927), Max Delbrück (1930), Maria Goeppert Mayer (1931) y Victor Weisskopf (1931); dos de ellos ganarían Premios Nobel y uno dirigiría Los Álamos. Sus asistentes incluyeron a Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Enrico Fermi, Edward Teller, Eugene Wigner, Pascual Jordan, Friedrich Hund, Gerhard Herzberg y Léon Rosenfeld. Una conversación con el químico Fritz Haber sobre lo que ocurre cuando los metales reaccionan con halógenos produjo, en 1918, el ciclo de Born-Haber. Trabajos posteriores con Oppenheimer produjeron la aproximación de Born-Oppenheimer, todavía la herramienta estándar para tratar moléculas; la aproximación de Born sigue siendo un pilar de la teoría de la dispersión.

Mecánica matricial

El 9 de julio de 1925, Heisenberg entregó a Born un artículo lleno de peculiares matrices de números cuya multiplicación dependía del orden en que se realizara. Born reconoció lo que estaba viendo: matrices, el lenguaje matemático que había dominado en Gotinga veinte años antes y que la mayoría de los físicos de entonces consideraban una especialidad oscura. Con Pascual Jordan, y luego con Heisenberg, transcribió y extendió la teoría hacia la primera formulación completa de la mecánica cuántica, llegando a la relación de conmutación pq − qp = ih/2π: la ecuación que dice que la posición y el momento no pueden ser precisos simultáneamente, escrita antes de que nadie supiera lo que significaba.

La regla de Born

En julio de 1926 publicó la interpretación que lleva su nombre. Erwin Schrödinger había producido una ecuación de onda; nadie podía decir de qué estaba hecha la onda. Born propuso que ψ*ψ es una densidad de probabilidad: que la mecánica cuántica predice no resultados, sino las probabilidades de los resultados. Fue el momento en que la física dejó de ser determinista. Todo lo que vino después, desde el significado del principio de incertidumbre hasta el problema de la medición y el siglo de discusiones que siguió, pasa por ese único artículo. Einstein nunca lo aceptó, y su correspondencia, que duró de 1916 a 1955, se convirtió en el desacuerdo más famoso de la ciencia moderna.

La propia posición filosófica de Born era coherente con su física. "Creo que ideas como certeza absoluta, exactitud absoluta, verdad final, etc., son fantasías de la imaginación que no deberían ser admisibles en ningún campo de la ciencia", escribió.

Apátrida

En enero de 1933 los nazis tomaron el poder y Born, de nacimiento judío a pesar de un bautismo luterano en 1914 emprendido en parte para asimilarse, fue suspendido de su cátedra en Gotinga. Fue al St John's College de Cambridge (1933-35), luego al Instituto Indio de Ciencias en Bangalore (1935-36), y después a Edimburgo, donde ocupó la cátedra Tait de 1936 a 1952. En noviembre de 1935, Alemania revocó su ciudadanía, dejándolo apátrida; Gotinga canceló entonces el doctorado que le había otorgado con distinción en 1906. Se convirtió en ciudadano británico naturalizado el 31 de agosto de 1939, un día antes de que Alemania invadiera Polonia.

Por qué llaman genio a Max

La facultad distintiva de Born fue la traducción entre dos idiomas que aún no se habían introducido: las matemáticas puras y la intuición física. Cuando Heisenberg le trajo un conjunto de matrices desconocidas, Born estaba equipado casi exclusivamente para ver que eran matrices, y que la multiplicación no conmutativa no era un error, sino la física misma. Luego vino el acto más difícil, que fue coraje interpretativo más que técnica: proponer que el cuadrado de la función de onda es una probabilidad significaba abandonar la suposición, ininterrumpida desde Newton, de que una descripción completa de un sistema determina su futuro. Lo hizo solo, en un artículo. El comité del Nobel finalmente lo reconoció, honrándolo en 1954 "por su investigación fundamental en mecánica cuántica, especialmente por su interpretación estadística de la función de onda".

El caso en contra comienza con esa fecha. Esperó veintiocho años, mientras Heisenberg recibía el premio de 1932 solo por la mecánica matricial que habían construido juntos —Heisenberg expresó más tarde su pesar por no compartir el crédito— y mientras una generación de sus propios estudiantes y asistentes recibía honores primero. Un escéptico puede argumentar que el logro emblemático de Born fue una interpretación de la ecuación de otra persona, que el trabajo matricial fue una idea de Heisenberg en la notación de Born, y que su papel más duradero fue institucional: reunió y dirigió la sala donde ocurrió la mecánica cuántica. Pero eso también es una descripción de un talento específico y raro: saber qué matemáticas requiere una nueva física y estar dispuesto a decir qué significan las matemáticas cuando todos los demás siguen calculando.

Legado

También ganó la Medalla Max Planck en 1948 y la Medalla Hughes en 1950, fue elegido miembro de la Real Sociedad de Edimburgo en 1937 y de la Royal Society en marzo de 1939, y compartió su Nobel con Walther Bothe. En 1952 se retiró a Bad Pyrmont en Alemania Occidental, regresando al país que lo había dejado apátrida, y murió en Gotinga el 5 de enero de 1970, a los ochenta y siete años. Sus descendientes proporcionaron una coda improbable: su nieta, a través de su hija Irene, era la cantante y actriz Olivia Newton-John. La regla, sin embargo, es el monumento. Todo cálculo en la teoría cuántica moderna termina con ella.