Comentarios sobre la biografía de Paul Dirac escrita por Graham Farmelo.

En 2009 Graham Farmelo publicó una excelente biografía del genial científico Paul Dirac. El libro escrito por Farmelo se llama “The Strangest Man. The hidden life of Paul Dirac, Quantum Genius”. En la portada, entre otras cosas, se puede leer: “The unsung hero of twentieth-century physics is as last brillianty illuminated.” (Ian McEwan). Farmelo es físico teórico, investigador, profesor, y consultor en comunicación científica.

El británico Paul Adrien Maurice Dirac  (1902 - 1984) fue ingeniero, matemático y físico teórico,  y contribuyó de forma fundamental al desarrollo de la Mecánica Cuántica y la Electrodinámica Cuántica. Obtuvo la Cátedra Lucasiana (la que había ocupado Isaac Newton y ahora ocupa Stephen Hawking) de la Universidad de Cambridge. Paul Dirac fue laureado con  el Premio Nobel de Física de 1933, compartido con Erwin Schrödinger. Entre otros descubrimientos, formuló la ecuación que lleva su nombre, la Ecuación de Dirac, que describe el comportamiento de los fermiones y con la cual predijo la existencia de la antimateria.
 

Paul Dirac nació en Bristol (Inglaterra). Su padre fue un inmigrante suizo profesor de francés y su madre era originaria de Cornualles. El propio Dirac describió su infancia como infeliz, por la severidad y autoritarismo de su padre. En su biografía, Farmelo ha matizado tal carácter, haciendo referencia al propio carácter difícil y taciturno de Paul.

Dirac estudió en la Bishop Primary School y en el Merchant Venturers Technical College, una institución de la universidad de Brístol que valoraba las ciencias modernas, algo inusual en la época y a lo que Dirac estuvo siempre agradecido. Se graduó en ingeniería eléctrica en la Universidad de Bristol en 1921. Tras trabajar poco tiempo como ingeniero, Dirac decidió que su verdadera vocación eran las matemáticas. Completó otra carrera en matemáticas en Brístol en 1923 y fue entonces admitido en la Universidad de Cambridge, donde desarrolló la mayor parte de su carrera. Empezó interesándose por la Teoría de la Relatividad y luego trabajó en el naciente campo de la Física Cuántica.

En 1926 desarrolló una versión de la Mecánica Cuántica en la que unía el trabajo previo de Werner Heisenberg y el de Erwin Schrödinger en un único modelo matemático que asocia cantidades medibles con operadores que actúan en el espacio vectorial de Hilbert y describe el estado físico del sistema. Por este trabajo recibió su doctorado por la Universidad de Cambridge.

En 1928, trabajando en el spin no relativista de Pauli, halló la Ecuación de Dirac, una ecuación cuántico - relativista que describe al electrón. Este trabajo permitió a Dirac predecir la existencia del positrón, la antipartícula del electrón. El positrón fue observado por primera vez por Carl Anderson en 1932. Dirac contribuyó también a explicar el spin como un fenómeno relativista.

Su libro The Principles of Quantum Mechanics, escrito por Dirac y publicado en 1930, se convirtió en uno de los libros de texto más comunes en la materia y es utilizado hoy aun. Einstein lo tenía siempre a mano, y lo llamaba “mi Dirac”. Dirac no trató mucho con Einstein, con quien coincidió en los Congresos Solvay y en el Instituto de Estudios Avanzados (IAS) de Princeton (EEUU). Parece ser que Einstein, de una generación anterior, tras leer un trabajo de Dirac comentó que se hallaba “entre el genio y la locura” y admiró su intuición y dominio matemático. Como se sabe, Einstein no acabó de aceptar la Mecánica Cuántica como un camino a seguir, sino más bien como algo transitorio, y no le agradaba su enfoque probabilístico y no plenamente causal de la naturaleza, a pesar de la enorme precisión de la nueva física cuántica.

En 1931 Dirac mostró que la existencia de un único monopolo magnético en el Universo sería suficiente para explicar la cuantificación de la carga eléctrica. (Recientemente, en el 2014, y 83 años después de que Dirac predijera la posibilidad de su existencia, un proyecto internacional liderado por el profesor David  Hall y el investigador Michael Ray del Amherst College (EEUU) junto con Mikko Möttönen de la Universidad Aalto (Finlandia), informó haber creado, identificado y fotografiado monopolos magnéticos sintéticos. Si se confirmase este logro, sería tan revolucionario que obligaría a reformular muchos conceptos del electromagnetismo y, en general, de la física teórica).

En 1933 y siendo muy joven aún (31 años), Paul Dirac fue laureado con el Premio Nobel de Física, compartido con Erwin Schrödinger.

Dirac obtuvo la cátedra Lucasiana de la Universidad de Cambridge donde ejerció como profesor de 1932 a 1969, y pasó los últimos años de su vida en la Florida State University en EEUU. Allí murió en 1984. En 1995 se colocó una placa en su honor en la Abadía de Westminster en Londres, cerca de las de otros genios de la ciencia tales como Newton, Darwin, Faraday, Maxwell, y Rutherford, con quien había coincidido en vida en Cambridge siendo Rutherford director del Laboratorio Cavendish y Dirac profesor.

Dirac era conocido entre sus colegas por su naturaleza precisa, al mismo tiempo que taciturna. Las anécdotas sobre su tendencia al silencio se hicieron famosas. También eran conocidas sus dificultades de relación social y su falta de empatía. Le gustaba dar largos paseos y el montañismo, así como conducir su automóvil de “época”. Era austero y leal (regaló su abrigo a un amigo y un año después se compró uno nuevo que le duró el resto de su vida, y vestía traje con chaleco en invierno y verano).

En 1937 se casó con la hermana del también físico Eugene Wigner, llamada Margit Wigner y conocida familiarmente como Manci, con la que tuvo dos hijas, además de otros dos hijos que Manci aportó de un matrimonio anterior y que adoptaron el apellido Dirac, y a los que él consideró siempre como propios.

Dirac era también reconocido por su modestia y lealtad. Por ejemplo, llamó a cierta  ecuación "la ecuación de movimiento de Heisenberg” cuando fue él el primero en escribirla, y para referirse a la estadística de Fermi-Dirac él siempre insistió en decir estadística de Fermi. En las ceremonias y celebraciones del Premio Nobel rehusó vestir de gala y compareció con un traje normal.

Cuando visitó la URSS, fue invitado a una conferencia sobre filosofía de la física. Dirac simplemente se puso de pie y escribió en la pizarra: "Las leyes físicas deben tener la simplicidad y belleza de las matemáticas". Este concepto de belleza matemática, incluso antes de disponer de pruebas experimentales, guió prácticamente toda su carrera científica.

Dirac era ateo, y mantuvo posiciones políticas relativamente de izquierdas, aunque no militantes. Visitó a menudo la URSS y mantuvo amistad con el físico soviético Piotr Kapitza. Por sus frecuentes viajes a la URSS se le impidió entrar en EEUU durante algún tiempo.

Aunque participó en el desarrollo teórico de la energía nuclear y en desarrollos de ingeniería para el enriquecimiento de uranio, durante la Segunda Guerra Mundial se mantuvo prácticamente al margen de las investigaciones para el desarrollo de armas nucleares.

Paul Dirac rechazó el “ennoblecimiento” (título de Sir, Lord, etc.) que le fue ofrecido por la Corona Británica. Prefería que le llamasen por su apellido: Dirac. Parece ser que aceptó el Premio Nobel porque rechazarlo le hubiera supuesto más molestias. Fue Graduado en Ingeniería Eléctrica, Graduado en Matemáticas, Doctor en Física Teórica, Profesor de la Cátedra Lucasiana y Fellow de la Universidad de Cambridge, FRS (Fellow of the Royal Society) y OM (Orden del Mérito del Reino Unido).

El título del libro, “The Strangest Man”, hace referencia a un comentario de Niels Bohr (mayor que Dirac de quien era amigo, en su casa de Dinamarca se encontraban muy a gusto), que en una ocasión y hablando de Dirac parece ser que dijo: “Es el hombre más raro que he conocido”.

Dirac es ampliamente considerado como uno de los físicos más importantes de todos los tiempos. Fue uno de los fundadores de la Mecánica Cuántica y la Electrodinámica Cuántica, siendo considerado por algunos físicos como el físico más relevante del siglo XX.

Sus aportaciones incluyen el cálculo moderno de operadores para la Mecánica Cuántica y su ecuación de onda relativista para el electrón fue el primer planteamiento exitoso de una Mecánica Cuántica Relativista.

Dirac fundó la Teoría Cuántica de Campos con su interpretación de la Ecuación de Dirac como una ecuación de muchos cuerpos, con la cual predijo la existencia de la antimateria así como los procesos de aniquilación de materia y antimateria. Así mismo, fue el primero en formular la Electrodinámica Cuántica (QED), si bien no pudo calcular cantidades arbitrarias debido al límite de distancias que requieren de la llamada Renormalización, que Dirac no apreciaba por considerarla contraria a su idea de belleza matemática.

El libro de Farmelo es ameno, preciso y completo, de lectura altamente recomendable. En él se intenta llegar a conocer a Dirac como persona y como científico. Pero además ayuda a familiarizarse con su trabajo, y con el  trabajo de otros científicos de primera magnitud, con sus relaciones y discrepancias, con sus métodos de trabajo y su manera de entender la naturaleza. Y saber más de la época del siglo XX en que les tocó vivir, su historia y su geopolítica de guerras, entreguerras y postguerras, que afectan a naciones y personas, y también a las ciencias en uno u otro sentido. La realidad supera la fantasía, y esta biografía sirve para conocer la vida y obra de Dirac, su entorno y sus relaciones. No es poco tratándose de alguien que ha ayudado a la Humanidad con su genialidad en circunstancias personales, históricas, y científicas extraordinarias.

Sobre sus hombros, y los de otras personas como Dirac, avanza el saber de la Humanidad, y el conocimiento del Universo en lo microscópico y lo macroscópico se aproximan cada vez más. Sin embargo son cuasi-desconocidos para la gente. Los medios de la Humanidad van en aumento, los fines no tanto (el poder y la ética no son ciencia). Individualmente todos y cada uno tenemos un final. Como especie, está por verse. El sentido de la vida humana lo aporta cada persona. Mientras tanto se habla de post-humanismo y de trans-humanismo, pero esa es otra historia. A corto-medio plazo, la 4ª Revolución Industrial con la Industria 4.0 (CPS) y el Internet of Things (IoT), así como la Biotecnología Genética, las Neurociencias, y las Nanotecnologías van a cambiar el mundo en este siglo XXI.

¿Y las personas? ¡Que no nos pase nada! A espabilar, aprender, formarse, educarse, innovar, investigar:  Ciencia, Tecnología y Humanidades para el Desarrollo Humano. Pero, ¿en qué sentido?, pues en el Humano, en el de los Derechos Humanos.

Cada Era Tecno-Científica tiene un Sistema Económico-Productivo correlativo, y muchas personas se quedan en el camino que marca cada nueva ideología dominante que se legitima. Lo humano es un fin, pero con frecuencia resulta utilizado como un medio más.

El Universo (Cosmos y no Caos), quizás llegue a ser “sorprendentemente comprensible para nosotros”, como dijera Einstein,  pero lo difícil seguirá siendo encontrarle un  sentido humano.