Max Born: O físico que transformou a realidade em probabilidade

Em 4 de dezembro de 1926, Albert Einstein sentou-se para escrever a um amigo sobre a estranha nova física que surgia de Göttingen. "A mecânica quântica é certamente imponente", admitiu. "Mas uma voz interior me diz que ainda não é a coisa real... Eu, de qualquer forma, estou convencido de que Ele não joga dados". A frase, mais tarde comprimida na sentença mais famosa que Einstein nunca escreveu exatamente, era direcionada ao homem que acabara de introduzir os dados. Seu nome era Max Born, e cinco meses antes ele havia publicado a ideia de que a função de onda não diz onde está uma partícula — apenas a probabilidade de ela ser encontrada ali.

Breslau e os matemáticos de Göttingen

Born nasceu em 11 de dezembro de 1882 em Breslau, então no Império Alemão, hoje Wrocław na Polônia, em uma família judia com uma forte veia científica: seu pai, Gustav Jacob Born, era anatomista e professor de embriologia na Universidade de Breslau. Sua mãe, Margarethe Kauffmann, vinha de uma família industrial da Silésia e morreu quando ele tinha quatro anos.

Após o König-Wilhelm-Gymnasium, ele foi para a Universidade de Breslau em 1901, passando um verão em Heidelberg em 1902 e outro em Zurique em 1903 antes de se mudar para Göttingen em abril de 1904. Essa mudança decidiu tudo. Em Göttingen, estudou com Felix Klein, David Hilbert e Hermann Minkowski — a faculdade de matemática mais forte do mundo — e absorveu uma fluência em álgebra abstrata que a maioria dos físicos de sua geração simplesmente não tinha. Seu doutorado de 1906, sobre a estabilidade de fios elásticos, ganhou o Prêmio da Faculdade de Filosofia e uma distinção magna cum laude.

O Instituto

Ele se habilitou em física teórica em Göttingen em 1909, tornou-se professor extraordinarius em Berlim em 1914, assumiu uma cátedra plena em Frankfurt em 1919 e, em 1921, retornou a Göttingen como diretor do Instituto de Física Teórica. Pelos doze anos seguintes, aquele instituto foi o centro de gravidade da física mundial.

A lista de nomes é quase cômica em retrospecto. Entre os alunos de doutorado de Born estavam Robert Oppenheimer (1927), Max Delbrück (1930), Maria Goeppert Mayer (1931) e Victor Weisskopf (1931); dois deles ganhariam Prêmios Nobel e um comandaria Los Alamos. Seus assistentes incluíam Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Enrico Fermi, Edward Teller, Eugene Wigner, Pascual Jordan, Friedrich Hund, Gerhard Herzberg e Léon Rosenfeld. Uma conversa com o químico Fritz Haber sobre o que acontece quando metais reagem com halogênios produziu, em 1918, o ciclo de Born-Haber. Trabalhos posteriores com Oppenheimer produziram a aproximação de Born-Oppenheimer, ainda a ferramenta padrão para tratar moléculas; a aproximação de Born continua sendo um pilar da teoria de espalhamento.

Mecânica matricial

Em 9 de julho de 1925, Heisenberg entregou a Born um artigo cheio de estranhas matrizes de números cuja multiplicação dependia da ordem em que você a realizava. Born reconheceu o que estava vendo: matrizes, a linguagem matemática que ele dominara em Göttingen vinte anos antes e que a maioria dos físicos de então considerava uma especialidade obscura. Com Pascual Jordan, e depois com Heisenberg, ele transcreveu e estendeu a teoria para a primeira formulação completa da mecânica quântica, chegando à relação de comutação pq − qp = ih/2π — a equação que diz que a posição e o momento não podem ser precisos simultaneamente, escrita antes que qualquer um soubesse o que ela significava.

A Regra de Born

Em julho de 1926, ele publicou a interpretação que leva seu nome. Erwin Schrödinger havia produzido uma equação de onda; ninguém podia dizer do que a onda era feita. Born propôs que ψ*ψ é uma densidade de probabilidade — que a mecânica quântica prevê não resultados, mas as probabilidades dos resultados. Foi o momento em que a física deixou de ser determinista. Tudo o que veio depois, desde o significado do princípio da incerteza até o problema da medição e o século de discussões que se seguiu, passa por aquele único artigo. Einstein nunca o aceitou, e sua correspondência, que durou de 1916 a 1955, tornou-se o desacordo mais famoso da ciência moderna.

A posição filosófica de Born era consistente com sua física. "Acredito que ideias como certeza absoluta, exatidão absoluta, verdade final, etc., são criações da imaginação que não deveriam ser admissíveis em nenhum campo da ciência", escreveu ele.

Apatridia

Em janeiro de 1933, os nazistas tomaram o poder e Born, de nascimento judeu apesar de um batismo luterano em 1914 realizado em parte para assimilar-se, foi suspenso de sua cátedra em Göttingen. Ele foi para o St John's College, em Cambridge (1933–35), depois para o Instituto Indiano de Ciência em Bangalore (1935–36), e depois para Edimburgo, onde ocupou a cátedra Tait de 1936 a 1952. Em novembro de 1935, a Alemanha revogou sua cidadania, deixando-o apátrida; Göttingen então cancelou o doutorado que ele havia recebido com distinção em 1906. Ele tornou-se cidadão britânico naturalizado em 31 de agosto de 1939 — um dia antes de a Alemanha invadir a Polônia.

Por que Max é chamado de gênio

A faculdade distinta de Born era a tradução entre dois idiomas que ainda não haviam sido introduzidos: matemática pura e intuição física. Quando Heisenberg lhe trouxe um conjunto de matrizes desconhecidas, Born estava quase unicamente equipado para ver que eram matrizes, e que a multiplicação não comutativa não era um erro, mas a física em si. Então veio o ato mais difícil, que foi coragem interpretativa em vez de técnica: propor que o quadrado da função de onda é uma probabilidade significava abandonar a suposição, ininterrupta desde Newton, de que uma descrição completa de um sistema determina o seu futuro. Ele fez isso sozinho, em um artigo. O comitê do Nobel finalmente reconheceu isso, homenageando-o em 1954 "por sua pesquisa fundamental em mecânica quântica, especialmente por sua interpretação estatística da função de onda".

O caso contrário começa com essa data. Ele esperou vinte e oito anos, enquanto Heisenberg recebia o prêmio de 1932 sozinho pela mecânica matricial que haviam construído juntos — Heisenberg mais tarde expressou arrependimento por não compartilhar o crédito — e enquanto uma geração de seus próprios alunos e assistentes recebia honras primeiro. Um cético pode argumentar que a conquista principal de Born foi uma interpretação da equação de outra pessoa, que o trabalho matricial foi um insight de Heisenberg na notação de Born, e que seu papel mais duradouro foi institucional: ele reuniu e comandou a sala onde a mecânica quântica aconteceu. Mas essa também é uma descrição de um talento específico e raro — saber qual matemática uma nova física requer, e estar disposto a dizer o que a matemática significa quando todos os outros ainda estão calculando.

Legado

Ele também ganhou a Medalha Max Planck em 1948 e a Medalha Hughes em 1950, foi eleito membro da Royal Society of Edinburgh em 1937 e da Royal Society em março de 1939, e dividiu seu Nobel com Walther Bothe. Em 1952, aposentou-se em Bad Pyrmont, na Alemanha Ocidental, retornando ao país que o tornara apátrida, e morreu em Göttingen em 5 de janeiro de 1970, aos oitenta e sete anos. Seus descendentes forneceram uma coda improvável: sua neta, através de sua filha Irene, era a cantora e atriz Olivia Newton-John. A regra, no entanto, é o monumento. Todo cálculo na teoria quântica moderna termina com ela.