Einstein y el desarrollo científico y tecnológico de la humanidad durante el siglo XX

Cien años, 1905-2005, de desarrollo científico y tecnológico mundial  generado por los trabajos de Einstein

                                                  

Efraín Barbosa

 

Introducción

Queridos lectores:

Este artículo está dirigido en principio a personas que simplemente están deseosas de saber cuáles fueron los cuatro trabajos de Einstein publicados en 1905, y que motivaron la celebración del año internacional de la Física 2005, así como su importancia para el desarrollo tecnológico del siglo XX. Para quienes no tengan una formación sólida en Física, les bastará con la lectura de la página principal; el contenido de esta página es más bien fácil de entender sin tener ningún conocimiento de Física. No se desanimen cuando encuentren cosas que no entiendan, pues hay enlaces que conducen a temas especializados de Física, que requieren un entrenamiento más o menos profundo en la disciplina de esta ciencia. Regresen entonces al contenido de la página principal. Sin embargo, todos pueden navegar  libremente utilizando los enlaces a otras páginas complementarias. El propósito de los enlaces es facilitar el acceso a documentos con información complementaria o más avanzada.

1. Artículos originales en alemán

Los cuatro artículos que Einstein publicó en 1905 en la revista alemana Annalen der Physik  (Anales de Física) son:

1.    "Über einem die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt", Annalen der Physik, 17, 132-148 (1905)

2.    "Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen", Annalen der Physik, 17, 549-560 (1905)

3.    "Zur Elektrodynamik bewegter Körper", Annalen der Physik, 17, 891-921 (1905)

4.     "Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energiegehalt abhängig?", Annalen der Physik, 18, 639-641 (1905)

2. Traducción de los títulos de los originales a español

Las traducciones al español de los títulos de los artículos anteriores son las siguientes:

1.    "Sobre un punto de vista heurístico concerniente a la emisión y la conversión de la luz", Annalen der Physik, 17, 132-148 (1905)

2.    "Sobre el movimiento de las partículas suspendidas en líquidos en reposo explicado mediante la teoría molecular del calor", Annalen der Physik, 17, 549-560 (1905)

3.    "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento ", Annalen der Physik, 17, 891-921 (1905)

4.    "¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía?", Annalen der Physik, 18, 639-641 (1905)

3. Traducción de los títulos de los originales a inglés

1.    "Concerning an heuristic point of view toward the emission and transformation of Light", Annalen der Physik, 17, 132-148 (1905)

2.    "On the movement of small particles suspended in stationary liquids required by the molecular-kinetic theory of heat", Annalen der Physik, 17, 549-560 (1905)

3.    "On the electrodynamics of moving bodies", Annalen der Physik, 17, 891-921 (1905)

4.     "Does the inertia of a body depend upon its energy-content?", Annalen der Physik, 18, 639-641 (1905)

4. Temas de los artículos

Todos estos artículos fueron publicados en el año de 1905 en los meses de marzo, mayo, junio y septiembre, y tratan sobre los siguientes temas fundamentales de la física, aparentemente muy distintos entre sí:

1.     Efecto fotoeléctrico

2.     Existencia de los átomos

3.     Cinemática relativista y electrodinámica

4.     Dinámica relativista

Algunos personas hablan de cinco artículos, en lugar de cuatro. Esto de debe a que a fines de Abril de 1905, Einstein presentó ante una comisión doctoral de la Universidad de Zürich una tesis titulada Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen , en español: Una nueva determinación de las dimensiones moleculares . Esta tesis fue aceptada a fines de Junio de 1905, pero la publicación en Annalen der Physik fue en el año siguiente de 1906, en el mes de enero.


1. Efecto fotoeléctrico

En el artículo sobre el efecto fotoeléctrico Einstein fue mucho más allá de lo planteado por Planck, quien para resolver el problema de la distribución de la radiación espectral emitida por el denominado cuerpo negro a una determinada temperatura  supuso que la radiación electromagnética es emitida y absorbida por los constituyentes de la materia en cantidades discretas bien definidas. Einstein supuso en este artículo que ni siquiera esto es así, sino que en efecto la radiación electromagnética y, por consiguiente, la luz se propaga en forma de paquetes de energía discretos que se pueden transferir completamente a otras formas de materia, como por ejemplo los electrones. Con esta suposición extendida pudo explicar el efecto fotoeléctrico.

De esta manera Einstein postuló la existencia de los cuantos de luz. El argumento que él utilizó es lo que se denomina un argumento heurístico, que significa un argumento en el que se usa un razonamiento basado en la experiencia anterior sin apelar a algoritmos o métodos preexistentes. Estos argumentos heurísticos se apartan en realidad de los métodos generales y son más bien puramente inductivos y fundamentados en la intuición de los investigadores. Esto es precisamente lo que reconoció la comisión de la academia de ciencias sueca, que le otorgó el premio Nobel a Einstein por este trabajo.

Para comprender en qué consiste el efecto fotoeléctrico el lector puede hacer doble click sobre la gráfica que sigue a continuación y podrá ver una simulación del experimento que normalmente se realiza en los laboratorios de Física. En esta simulación se utiliza el punto de vista heurístico de Einstein para considerar que la radiación electromagnética, o la luz, que es una clase especial de radiación electromagnética, se propaga en cuantos o cantidades discretas  que más tarde fueron denominados fotones. En caso de que la simulación no funcione en un computador con uno de los sistemas operativos de Microsoft, lo más probable es que en el computador del lector no esté instalada la denominada máquina virtual java. Siguiendo las instrucciones que se dan en la dirección de Internet http://java-virtual-machine.net/download.html, el lector podrá instalar esta componente de software.

Ilustración 1. Montaje experimental para estudiar el efecto fotoeléctrico

Gráfica tomada del mejor texto de Física General de toda la historia escrito por Ángel Franco García

 

Para comprender en qué consiste el efecto fotoeléctrico haga click aquí 

 

2. Existencia de los átomos

En el artículo que demostraba la existencia de los átomos, Einstein exponía una teoría en la cual se describía teóricamente el movimiento browniano, el cual es un movimiento zigzagueante aleatorio de unas partículas microscópicas de polvo. La teoría einsteineana se fundamenta en la hipótesis de la existencia de los átomos y por consiguiente también moléculas. Nadie había podido antes dar una explicación satisfactoria del movimiento browniano.

El resultado importante de este trabajo es que demostró concluyentemente la validez de la hipótesis de la existencia de los átomos, la cual era puesta en duda en aquellas épocas por algunos físicos importantes. Uno de ellos, Ernst Mach, fue incluso profesor e inspirador de las ideas más importantes que muchos de estos físicos desarrollaron posteriormente. Con la hipótesis de la existencia de los átomos, Einstein pudo explicar el misterioso movimiento browniano que realizan las partículas suspendidas en un fluido en reposo.

En el Museo Alemán de la ciudad de Munich los visitantes pueden observar directamente el movimiento browniano. Un vídeo, que muestra lo que un visitante ve a través de un ultramicroscopio en la exposición de Munich, se puede obtener aquí haciendo click en la foto que sigue, si su computador tiene instalado QuickTime. En el vídeo se ve el movimiento zigzagueante de partículas de polvo muy pequeñas suspendidas en un fluido en reposo.

Ilustración 2. Vista del movimiento browniano a través de un ultramicroscopio

 

Imagen instantánea de un video de lo que se ve a través de un ultramicroscopio en el Museo Alemán de Munich

Si no puede ver el vídeo, al menos la siguiente simulación le permitirá ver cómo es el movimiento zigzagueante de las partículas de polvo suspendidas en un fluido en reposo.

haga click aqui para ver un vídeo mejor del movimiento browniano

Ilustración 3. Vista del movimiento browniano a través de un supermicroscopio

Si desea ver una animación en formato .avi haga click aquí

Gráfica animada realizada por Dave Walker

Según la teoría de Einstein son los átomos los que ocasionan el movimiento caótico de las partículas de polvo en el fluido. Para comprender mejor en qué consiste el movimiento browniano el lector puede utilizar el demo que se muestra a continuación:

Haga click aquí si quiere ver una simulación por computador del movimiento browniano

Ilustración 4. Interpretación einsteniana del movimiento browniano

Si desea ver una simulación del movimiento browniano haga click aquí

 

Este applet  (simulación interactiva) demuestra el movimiento browniano. La partícula grande, representada con color azul, se puede considerar como una partícula de polvo, mientras que las partículas pequeñas, representadas con color rojo, se pueden considerar como las moléculas de un gas. A la izquierda está la vista que uno vería a través de un microscopio. A la derecha está una imagen animada de la explicación, dada por Einstein, en términos de los átomos que realmente existen. El camino zigzagueante mostrado en la izquierda se debe que los átomos chocan contra la partícula de polvo en intervalos de tiempo aleatorios y variables, y además lo hacen en direcciones también variables. En la simulación se ha hecho la abstracción de que se puede ver el movimiento de una sola partícula de polvo, lo cual evidentemente es bastante difícil de realizar experimentalmente. Sin embargo, esto simplifica el análisis de la situación experimental relativamente complicada, donde aparecen se tienen en la vista del microscopio muchas partículas de polvo.

 

3. Cinemática relativista y Electrodinámica

3.1. Cinemática y conceptos de espacio y tiempo

Einstein (Haciendo click aquí podrá el lector consultar lo que el mismo Einstein escribió en un capítulo sobre este tema) se dio a la tarea, de revisar el significado de los conceptos clásicos de espacio y de tiempo. Esto era necesario, para poder hacer viables los trabajos, que inmediatamente antes habían realizado Lorentz y Poincaré (Un lector que quiera profundizar algo acerca de los antecedentes de la teoría de la relatividad de Einstein puede encontrar más detalles haciendo click sobre el enlace Lorentz y Poincaré), para explicar los resultados negativos de algunos experimentos tales como los de adición de velocidades de Fizeau y el de medición de la velocidad de la tierra a través del éter de Michelson. Un experimento de Michelson simulado se puede tener en la siguiente ilustración:

Ilustración 5. Montaje óptico de Michelson para determinar la velocidad de la Tierra a través de éter

Simulación del experimento de Michelson y Morley que dio un resultado nulo para el viento del éter

Einstein tuvo el valor de rectificar las nociones de espacio absoluto y tiempo absoluto, que eran vigentes desde Newton. La noción más difícil de modificar, resultó ser la noción de simultaneidad de dos eventos en sistemas de referencia diferentes. El espacio antes de Einstein se concibió con base en los procedimientos de medición de la tierra, lo que constituye la geometría euclidiana. A su vez Newton concibió el tiempo como un ente absoluto independiente del observador que lo mide. Einstein llegó a la conclusión de que tanto el tiempo como el espacio deben ser relativos al observador que los mide.

Relojes de luz de Einstein en movimiento relativo. Haciendo click aquí puede ver una simulación que le permitirá ver cómo se comparan los tiempos medidos por los relojes en diferentes sistemas de referencia.

Ilustración 6. Comparación del tiempo en diferentes sistemas de referencia con los relojes de luz de Einstein

Einstein introdujo los denominados relojes de luz. Puede hacer click aquí para ver una situación dónde se muestra cómo funcionan.

3.2. Electrodinámica

Lorentz había desarrollado antes una teoría matemática necesaria para la descripción de las leyes de la electrodinámica en diferentes sistemas de referencia que tienen movimiento relativo entre sí. Sin embargo él no pudo deshacerse de las nociones de espacio y de tiempo absoluto tan arraigadas en las mentes de todos los físicos de aquella época.

Einstein utilizó el principio de relatividad válido en la mecánica  y lo extendió a la electrodinámica con las nuevas nociones de espacio y de tiempo relativos al sistema de referencia. Pudo demostrar que también el principio de relatividad es válido en la electrodinámica, y así pudo tener acuerdo total con los hechos experimentales conocidos de la electrodinámica, donde solo importa el movimiento relativo de los cuerpos que producen los fenómenos eléctricos y ópticos. Él demostró que las leyes de la electrodinámica son invariantes bajo un cambio de sistema de referencia desde uno en reposo con respecto al observador a uno en movimiento uniforme con respecto al mismo.

 

4. Dinámica relativista

En el último artículo de 1905 de Einstein fue donde él produjo el resultado más impresionante. Es allí donde apareció la fórmula más conocida de la Física, E=mc2, aunque en dicho artículo Einstein utilizó la letra L para designar la energía emitida por un cuerpo cuando su masa disminuye en L/c2= E/c2. En resumen lo que él concluyó en este artículo fue que la masa y la energía son equivalentes; es decir, que era posible convertir energía en masa y masa en energía.

Lo importante es que a partir de una pequeñísima cantidad de masa se puede obtener una enorme cantidad de energía porque el factor que relaciona estas dos cantidades es muy grande. Es un factor que para las unidades normales de energía a las que estamos acostumbrados a manejar equivale a 9x1017"H1018, es decir un factor de un millón de millones de millones. Por tanto de una ínfima cantidad de masa resulta en principio posible obtener una enorme cantidad de energía.

Es interesante anotar que este pequeño artículo fue enviado por el extraordinario autor como complemento al artículo anterior publicado el 30 de junio de 1905. Éste fue publicado el 27 de septiembre de 1905. Sin embargo es con creces el artículo que sirve de base para el desarrollo tecnológico de  mayor envergadura.

 

5. Influencia de los trabajos de Einstein de 1905 en el desarrollo de la tecnología

5.1. Importancia tecnológica del efecto fotoeléctrico

Aunque con todo rigor el efecto fotoeléctrico no fue descubierto por Einstein él solamente dio una explicación del mismo  el impacto de este efecto natural en el desarrollo tecnológico del siglo XX fue muy grande. Gracias a la aplicación del efecto fotoeléctrico se pudo por ejemplo, desarrollar algo tan importante como lo es la televisión, que es sin objeciones, y compitiendo con la tecnología informática, uno de los desarrollos tecnológicos más importantes del siglo anterior.

Hay otros dispositivos que utilizan el efecto fotoeléctrico útiles para las aplicaciones tecnológicas  algunas tan antiguas como las alarmas a base de relevos electromecánicos y fototubos, y la lectura del sonido impreso  en las antiguas películas de celuloide. También se tienen aplicaciones en el tubo fotomultiplicador, y algunos dispositivos de la optoelectrónica moderna como el fotodiodo y otros detectores de luz, las celdas fotovoltaicas y los dispositivos de cargas acopladas (charged coupled devices); estos últimos han permitido el rapidísimo desarrollo de la fotografía digital y las modernas cámaras de vídeo.

5.2. Importancia tecnológica de la teoría atómica

En cuanto a la existencia de los átomos, los pasos dados por Einstein ciertamente aceleraron el proceso, que condujo a la comprensión de la estructura atómica. La clarificación de los detalles de esta estructura permitió y sorprendentemente junto con la teoría de la relatividad  el desarrollo de toda la electrónica, de la microelectrónica de circuitos integrados y recientemente en las postrimerías del siglo XX y comienzos del siglo XXI de la denominada nanotecnología, donde se está empezando ya con la fabricación de dispositivos tecnológicos a la escala molecular y atómica.

5.3. Importancia tecnológica de la teoría cinemática relativista y la electrodinámica de Einstein.

Pareciera a primera vista, que una nueva concepción del espacio y el tiempo, donde éstos ya no son absolutos como se había formulado explícitamente con anterioridad al análisis einsteiniano de la electrodinámica de los cuerpos en movimiento, no tuviese mayor impacto tecnológico. Pero lo cierto es que para la comprensión cabal de toda la física molecular y con ello de toda la química es necesaria con todo rigor la teoría relativista completa. El espín resulta como consecuencia de la teoría cuántica relativista, y es necesario tenerlo en cuenta para comprender al estructura atómica de la materia.

Otra consecuencia de la cinemática y la dinámica relativista einsteinana es el llamado corrimiento hacia el rojo debido a la interacción gravitacional que experimentan todos los cuerpos de nuestro universo. Sin tener en cuenta no solamente la teoría de la relatividad denominada especial, sino la teoría la relatividad general, no hubiese sido posible la construcción de ese sistema tan universal conocido como GPS (Global Positioning System). En los países con cultura automotriz altamente desarrollada, los vehículos normales están en su mayoría equipados con sistemas de navegación fundamentados en el GPS.  Este importante desarrollo tecnológico requiere para su funcionamiento el uso de la teoría de la relatividad más avanzada, que incluye como uno de sus pilares no solamente el principio de la relatividad especial, sino también el principio de relatividad general establecido años después de 1905.

5.4. Importancia tecnológica de la equivalencia entre la masa y la energía

Cuando se supo que los alemanes habían puesto en marcha un programa para la fabricación de una bomba usando esta enorme energía contenida en una cantidad de materia muy pequeña, Einstein le escribió una carta al presidente Franklin Delano Roosevelt para solicitarle que hiciera todo lo necesario para poner en marcha el proyecto Manhattan , que condujo a la construcción de tres bombas atómicas, con las que Estados Unidos le pudo ganar la guerra al Japón. Así fue cómo nació una rama de la tecnología denominada la ingeniería nuclear, mediante la cual los países desarrollados pueden resolver muchos de los problemas energéticos que se les presentan.

5.4.1 Fisión Nuclear

El fundamento de la tecnología de los reactores nucleares está en el descubrimiento de la fisión nuclear por parte de los físicos alemanes Hahn, Strassman y Meitner, ésta última una de las más destacadas mujeres de la física en todos los tiempos. En la siguiente gráfica animada se muestra el mecanismo de la fisión nuclear sobre la que se fundamenta la tecnología nuclear actual. El neutrón, al incidir contra un núcleo de uranio 235, conduce a la formación de un núcleo muy inestable de Uranio 236, el cual se desintegra en dos fragmentos nucleares y tres neutrones. La suma de las masas de los dos fragmentos, que son núcleos de Bario y de Kriptón, sumada a la de los tres neutrones, es menor que la masa del átomo Uranio 235 sumada a la del neutrón original. Es decir, que desaparece una cantidad de  masa m y se convierte en la cantidad de energía E=mc2

Ilustración 7. Fisión nuclear y el proceso de la reacción en cadena

Gráfica animada realizada por TOM DIAB

 

 

5.4.2 Plantas de generación de energía eléctrica a partir de la energía nuclear

En una planta de energía nuclear se aprovecha esta energía con el fin de transferirla a  los usuarios de igual manera como se hace en las plantas térmicas que utilizan otros combustibles fósiles. En las gráficas animadas de abajo se muestra cómo se realiza este procedimiento tecnológico vital para la generación de energía eléctrica tan necesaria hoy en día.

Ilustración 8. Esquema de un reactor nuclear para generar energía eléctrica a partir de la energía nuclear donde la masa se convierte en energía de acuerdo con la fórmula de Einstein E=mc2

Funcionamiento de una planta nuclear

En esta figura se puede observar cómo existen unas barras de control, las cuales son necesarias para evitar que la reacción en cada se descontrole provocando una liberación excesiva de energía. La siguiente explicación del funcionamiento de las barras de control es tomada de la página sobre Reactores Nucleares de la Comisión Nacional de Energía Atómica Argentina

...Al comienzo un neutrón incide sobre el combustible nuclear donde se encuentran los núcleos de Uranio 235

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El neutrón y el núcleo de Uranio235 forman un núcleo inestable de Uranio 236 que no tardará en fisionar...

El uranio fisiona dando lugar a productos de fision y varios neutrones.
Los productos de fisión se frenan en el combustible generando calor. La radiación gamma se absorbe en los materiales estructurales.

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Los neutrones son absorbidos en los materiales absorbentes de neutrones o el moderador o viajan por el líquido moderador de tal manera que uno de los neutrones incidirá sobre un núcleo de uranio manteniendo la cadena de reacciones.

Descripción del reactor


El reactor está constituido por un tanque de acero inoxidable dentro del cual se encuentra el núcleo de elementos combustibles de uranio enriquecido al 20%.
El tanque se encuentra lleno de agua desmineralizada que sirve tanto de refrigerante como de moderador.
La población de neutrones y por lo tanto la energía generada se controla gracias al movimiento de las barras de control construidas en un material que absorbe neutrones. 

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Ilustración 9. Funcionamiento de las barras de control en un reactor nuclear

En la ilustración de abajo se muestra cómo una planta de generación está conectada a la red de distribución de la energía eléctrica tan necesaria en la vida cotidiana de todos los habitantes del planeta.

Ilustración 10. Conexión de un reactor nuclear a la red de transmisión de energía eléctrica

Gráfica animada realizada por TOM DIAB

En esta ilustración la torre de enfriamiento se ha reemplazado por una laguna relativamente grande a la cual se envía el calor sobrante. Esto obviamente es un crimen ecológico, que no debes ser tolerado, cualquiera que sea la entidad que lo cometa. Los lagos, los mares, los ríos, etc. son patrimonio de la humanidad y no deben ser explotados para el beneficio temporal de un pequeño grupo de personas.

 

Más del 80 % de la energía consumida por los franceses se genera en plantas nucleares. Por esto la actitud del pueblo francés frente al uso casi indiscriminado de la energía nuclear es más bien positiva. Otras naciones, que pueden satisfacer sus necesidades energéticas por medio de otros combustibles, tienen en general una actitud muy negativa frente al uso de la energía nuclear.

 

5.4.3 Mantenimiento de la temperatura en el núcleo de un reactor nuclear

Para que el lector pueda tener una idea de lo que de debe hacer para mantener la temperatura del núcleo de un reactor en un valor límite, que permita garantizar una seguridad mínima en la operación de una planta nuclear, presentamos en seguida unos applets que simulan grosso modo la operación de los reactores nucleares.

Ilustración 11. Mantenimiento de la temperatura del núcleo de un reactor nuclear

Si desea ver la simulación de cómo se mantiene en un valor máximo la temperatura del núcleo de un reactor nuclear, haga click aquí.

Las medidas de seguridad que se deben tomar en una planta de energía nuclear son mucho mayores que en plantas de generación que utilizan otras fuentes de energía. Un applet que muestra lo que debe hacerse en caso de fallas fue realizado por el sueco Henrik Ericsson.

 

5.4.4 Primer reactor nuclear

Ilustración 12. Primer reactor nuclear fabricado bajo la dirección de Fermi

El desarrollo tecnológico importante fue realizado por primera vez por el físico italiano Enrico Fermi. En este caso, a pesar no tener el diploma correspondiente, él trabajaba realmente como ingeniero, pues lo que trataba era de aplicar conocimiento científico fundamental para la producción de un dispositivo útil en la generación de energía para el bienestar general la sociedad. Fermi se convirtió así en el primer ingeniero nuclear al dirigir la construcción del primer reactor nuclear ¡la falta del diplomita por supuesto no es importante!

Aquí vale la pena señalar de paso que las ciencias básicas, y muy especialmente la física deben ser muy bien conocidas por los ingenieros. ¿Cómo puede un ingeniero aplicar leyes científicas que no conoce? En el desarrollo de todas las nuevas ingenierías siempre han tenido un papel activo los científicos, pero más tarde las tareas de diseño y optimización de los nuevos dispositivos, útiles para el mejoramiento de las condiciones de vida de los seres humanos, son realizadas por ingenieros con una formación muy sólida en física.

 

6. ¿Llegaron a Colombia los adelantos tecnológicos debidos a Einstein?

6.1 Instituto colombiano de Asuntos Nucleares

Algo llegó, pero hoy no tenemos casi nada. Con el cierre del Instituto de Asuntos Nucleares, IAN,  o Instituto de Energías Alternativas, INEA,  los neoliberales nos han dejado a los colombianos sin la posibilidad de contar con un pequeño centro, en el cual tengamos acceso a investigaciones en el campo de la ciencia que tiene como objeto de estudio los núcleos de los átomos. Allí con todo rigor no se hizo mucha investigación científica fundamental, sino más bien investigación tecnológica aplicable al mejoramiento de la vida cotidiana de la gente. En este Instituto se tenía un reactor de juguete , con el cual se podían producir algunos radioisótopos necesarios en la medicina nuclear, y por consiguiente de alguna utilidad, para los escasos servicios de salud con los que contamos los ciudadanos de este país. También había secciones de investigación de la aplicación tecnológica de las ciencias nucleares en los campos de la agricultura, la hidrología, la metalurgia y algunos otros que incluían algo de ingeniería nuclear y de física nuclear.  El afán de hacer negocios particulares de importación de los radioisótopos hizo que se descuidara por parte de algunos directivos del IAN o INEA toda actualización del reactor nuclear.

Existió también en el IAN (INEA) una sección de Física Nuclear donde se impartió instrucción a muchos estudiantes de física en esta área. Esto se hizo conjuntamente con la Universidad Nacional, pues los profesores, y en especial Octavio Guzmán, eran miembros del cuerpo docente de esta universidad. Lamentablemente esta sección de física también fue cerrada.

La desidia de los gobernantes colombianos frente al desarrollo de la ciencia es muy grande. Solamente les interesan sus negocios particulares, y muy especialmente los negocios de importación de  productos manufacturados de los países desarrollados. Es la verdad, pero ellos saben muy bien que si hay desarrollo nacional, sus intereses se ven afectados negativamente; están muy conformes con lo que obtienen de sus socios extranjeros.

Ilustración 13. Fotografía tomada durante la sacada del combustible del reactor de INEA

Fotografía tomada del documento: Technical and Administrative Preparations Required for Shipment of Research Reactor Spent Fuel to Its Country of Origin, Case Study: Sept. 96 Shipment from Chile and Columbia to SRS 

El golpe mortal al INEA fue dado cuando, tras un escaso lustro de la nefasta apertura irresponsable iniciada en el triste decenio de los años 90, los norteamericanos utilizando el concepto militar de prevención  se llevaron el combustible del reactor. Alegaron el riesgo de un robo por parte de terroristas del combustible de nuestro reactor, y se lo llevaron para Estados Unidos aduciendo que se trataba de desperdicios nucleares.

El mito de que es posible hacer bombas atómicas con fórmulas publicadas en páginas de Internet es exactamente eso, un mito. La creación de mitos como éste, es parte de las argucias de los poderosos para subyugar a los débiles, mediante la utilización de propaganda inexacta. El combustible nuclear obviamente fue pagado con creces a la compañía norteamericana, que lo vendió, con los impuestos pagados por los más pobres de Colombia, es decir aquellos para los cuales los gobernantes neoliberales tienen mano firme y hasta mano armada. Los siete mil escasos millonarios colombianos (quienes tienen más de un millón de dólares) no son quienes pagan impuestos; con ellos el gobierno de turno tiene un corazón bien grande.

Ilustración 14. Los científicos nucleares colombianos se quedaron sin su herramienta esencial

Fotografía tomada del documento: Technical and Administrative Preparations Required for Shipment of Research Reactor Spent Fuel to Its Country of Origin, Case Study: Sept. 96 Shipment from Chile and Columbia to SRS 

 

Ilustración 15. La voracidad de los norteamericanos por todo lo que sea combustible es saciada al menos parcialmente. Después han ocurrido hechos peores de saqueo de otros recursos energéticos del país.

Fotografía tomada del documento: Technical and Administrative Preparations Required for Shipment of Research Reactor Spent Fuel to Its Country of Origin, Case Study: Sept. 96 Shipment from Chile and Columbia to SRS 

 

Podría alguien argumentar que se puede hacer ciencia nuclear sin tener a la mano un reactor nuclear, pero en un trabajo de grado publicado en la Revista Colombiana de Sociología, Juan Andrés León Gómez del departamento de historia de la Universidad Nacional nos muestra que el análisis de la consolidación del Instituto de Asuntos Nucleares debe incluir un objeto inanimado, el reactor nuclear, como actor social fundamental . Esto debe mencionarse explícitamente porque existen personas que dicen que se pueden tener escuelas de formación en Física teniendo como únicos recursos simulaciones de computador como algunas de las que se presentan en este artículo. Inclusive con argumentos similares dicen que no se requieren hospitales universitarios, porque se puede reemplazar todo por simulaciones virtuales de computador.

Uno de los objetivos del IAN era hacer un inventario de las reservas de mineral de Uranio del país. Diferentes datos muestran que en el país hay unas cinco mil toneladas de dicho recurso natural no renovable. No hay duda de que la voracidad de los norteamericanos contribuyó decisivamente a la liquidación de nuestro pequeño centro de estudios nucleares. Y si la situación política sigue como en la actualidad estos recursos terminarán en manos de los dueños de las firmas transnacionales sin retribución alguna para los colombianos.

El único país de Latinoamérica que ha logrado asimilar conocimientos importantes en la ciencia y la tecnología de los núcleos atómicos es la República Argentina; esto es debido a razones históricas singulares de ese país. Ellos tienen centros de investigación importantes en muchos campos de física, y aplican la tecnología nuclear para la generación de energía eléctrica. En alguna ocasión incluso la Argentina ha intentado hacer ventas de su tecnología a otros países sudamericanos. Para pertenecer al club nuclear de naciones al que pertenece Argentina se requiere de una infraestructura sólida de educación superior.

6.2 En contravía de la historia

El genio de Einstein se pudo desarrollar en el medio educativo que se gestó desde otros cien años anteriores cuando Guillermo de Humboldt, siendo ministro de educación de Prusia impulsó la verdadera Universidad investigativa. Hoy los reformistas de la educación nos quieren quitar el acceso a esta Universidad humboldtiana de calidad mediante la introducción de reformas, que reducirán el nivel general de la educación superior, apelando al poco valor que supuestamente se tiene en la Universidad Nacional en algunos índices de eficiencia de dudosa medición. Los parámetros de referencia de la educación no pueden ser puramente financieros como pretenden quienes rigen los destinos de la educación siguiendo cartillas elaboradas en entes tan extraños al espíritu general de la cultura de la  mayoría de los pueblos del mundo como son el Banco Mundial y el Fondo Monetario Internacional.

Si los neoliberales logran destruir la poca educación pública superior de alguna calidad que tenemos en Colombia, será soñar que alguien en este país pueda siquiera asimilar una mínima parte de los conocimientos generados por los trabajos de Einstein en el siglo pasado. Marco Palacios, alegando que quizás estamos enseñando más de lo necesario, pretendió acabar con la Universidad que ya ha demostrado ser la mejor en los mal llamados Exámenes para evaluar la Calidad de la Educación Superior . Estos exámenes fueron impuestos por la clase dirigente con el fin de demostrar  que las universidades públicas colombianas eran malas, pero como dice el dicho popular, les salió el tiro por la culata.

EL profesor de la Universidad Nacional y Senador de la República de Colombia, Jorge Enrique Robledo, dijo en una intervención en el debate del 29 de Marzo citado por el senador Jaime Dussán a la ministra de Educación en la plenaria del Senado el 29 de marzo de 2005:

El próximo debate que vamos a hacer, señora ministra, y que ya hoy solicité, va a ser sobre la calidad de la educación. Porque esto no es un problema simplemente de amontonar muchachos en los salones como se amontonan los pollos en los camiones que los llevan para el matadero. Educación sí, pero cuál educación. Aquí se nos habla en lenguas y en idiomas extranjeros, pero de qué es de lo que estamos hablando. La elevación de la cobertura sin un aumento proporcional de los recursos, ¿qué es lo que produce? Analfabetos funcionales. Vamos a analizar otros aspectos no menos importantes. A preguntar cuál es el país que se está construyendo para saber que tipo de educación es el que hay que dar. ¿Ciencia, tecnología, desarrollo científico, en el país del neoliberalismo y el TLC? No me metan ese cuento, que yo algo de esto entiendo. Bueno, todo esto lo vamos a poner en discusión. Y a ese debate estoy invitando al doctor Marco Palacios, rector de la Universidad Nacional, para que discutamos cuál es la reforma de la educación superior que viene proponiendo el gobierno de Álvaro Uribe Vélez. Y para que nos explique por qué hay un despido masivo de profesores universitarios, a quienes está tratando como peones con la excusa de que a los 45 ó 55 años ya son unos ancianos, cuando en otros países lo que son es sabios, señora ministra. Y vamos a examinar cómo es el cuento ese de recortar las carreras, porque al doctor Palacios, tengo la frase escrita y ese día la voy a repartir, le parece que en las universidades públicas colombianas quizás estemos enseñando demasiado , por encima de lo que requiere el mercado. Pregunto entonces ¿qué es lo que requiere el mercado? ¿Qué tipo de mercado es que el que en Colombia se está creando que le parece al doctor Palacio que quizá estemos enseñando demasiado? Pero dos días después nos dice Palacios, en el periódico El Tiempo, que si la Universidad Nacional parece buena es porque en casa de ciegos el tuerto es rey. Va a ser un debate interesante que estamos anunciando desde ya. 

Pues mis queridos lectores, el debate no tuvo lugar porque Palacios renunció irrevocablemente para evitar tener que asistir al debate al que lo invitó de Robledo. No había manera de sostener todas sus mentiras sobre la Universidad Nacional de Colombia.

Claro que no hay que hacerse ilusiones; los neoliberales seguirán tratando de impedirnos que progresemos intelectualmente. El documento de reformas de la Universidad Nacional no fue elaborado por Marco Palacios sino por Leonardo Villa, como lo demuestra el senador Robledo en su documento publicado en este mismo número de Upinion y titulado Por qué oponerse a la reforma de la Universidad Nacional . Solamente un cambio de los gobernantes actuales por unos que se preocupen por las necesidades del pueblo colombiano, nos permitirá tener alguna esperanza de desarrollo científico y tecnológico que permita la existencia de algún Einstein colombiano. Científicos potenciales muy grandes y geniales hay más de uno por aquí.

Los resultados del ECAES demuestran contundentemente que los estudiantes de las universidades públicas medidos por las supuestas competencias  que evalúa dicho examen son mejores que los de las entidades privadas. Cabe de paso señalar que en ningún país del mundo existen estos aberrantes exámenes. El Graduate Record Examination no pasa de ser un sencillo examen de admisión que puede o no ser aceptado como una de las tantas opciones que tienen las Universidades de los Estados Unidos para seleccionar a sus estudiantes de postgrado. En la mayoría de los casos el factor determinante no es otro que el de la capacidad económica de los aspirantes. Por eso hay tantas personas pudientes extranjeras en las Universidades norteamericanas y muchas de ellas reciben los correspondientes diplomas sin mayores esfuerzos académicos de su parte.

La acelerada producción de conocimiento científico fundamental en la Alemania de hace cien años fue posible porque las condiciones de la sociedad alemana de aquella época le permitieron de sobra a los científicos potenciales gozar de una excelente educación financiada completamente por el Estado. Ni Einstein ni otros científicos menos grandes que él, han solicitado patentes por el conocimiento fundamental que han generado. Hoy para tratar de mantener el statu quo imperante, se busca mediante tratados unilaterales (por ejemplo los TLC que los Estados Unidos les imponen a ciertos países subdesarrollados entre los que se encuentra hoy Colombia) la imposición de patentes por tiempos exageradamente largos. En los TLC se limita el derecho de los pueblos a pensar. Ya hay amenazas tan graves como la aceptación de la imposición de exigencias de los editores para que en las bibliotecas públicas se cobre por la lectura de los libros. 

Los dirigentes  siempre han sido generosos y manilargos con quienes defienden para sí una propiedad intelectual  o una riqueza  que no han generado con su trabajo. Es la falta de una verdadera democracia participativa la que está permitiendo que unos pocos vivarachos echaos pa lante  se apoderen de los recursos, que pertenecen a todos los miembros de la sociedad. El día en que tengamos una sociedad democrática en el más amplio sentido de esta palabra, tendremos en Colombia y países similares a éste, no uno sino muchos genios como Einstein. Lamentablemente la tendencia política actual es totalmente contraria.

Este año ha sido declarado como Año Internacional de la Física en conmemoración de la publicación de estos cuatro artículos por parte de quien  sin discusión alguna  fue elegido como la persona del siglo XX. Por supuesto los colombianos no podremos participar en distintos foros internacionales que se realizarán en el marco de esta conmemoración, debido a múltiples razones que van desde las limitaciones presupuestales, que ya están impuestas en nuestras instituciones donde hay trabajos incipientes en estos campos del conocimiento, hasta otras más prosaicas pero a la vez más absurdas, como son las trabas burocráticas unilaterales en la concesión de visas.

Conclusión

Para concluir estas reflexiones sobre las consecuencias tecnológicas de los trabajos de Einstein de 1905, recomendamos al lector de este artículo los siguientes enlaces donde encuentra información adicional sobre la teoría de la relatividad y también sobre las consecuencias científicas y tecnológicas de los trabajos de Einstein. También hay información adicional sobre el efecto fotoeléctrico y la naturaleza atómica de la materia. Los trabajos puramente científicos de Einstein acerca de temas aparentemente muy diversos  sirvieron de base al enorme desarrollo tecnológico de la humanidad durante el siglo XX. Sin embargo, en Colombia tenemos una clase dirigente que nos quiere negar toda posibilidad de acceso al elemental derecho a pensar e investigar autónomamente, así como también se nos quiere negar el acceso al poco conocimiento generado en Colombia para beneficio de toda la sociedad a través las Instituciones de Educación Superior Estatales y Públicas. Debemos oponernos a cambios que nos hagan retroceder a situaciones históricas lamentables.

 

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Explicación einsteiniana del movimiento browniano, Eliécer Braun

Brownian Motion, Britannica Online

The principle of relativity, Einstein

La teoría de la relatividad, Ángel Torregrosa

Special relativity history,  University of St Andrews

Space Time, Schwarz

Why was the special theory of relativity needed?, Schwarz

Relatividade, Alberto Ricardo Präss

Internet Physics Enciclopedia (special relativity), Barbosa

Física en Internet, Barbosa

Reactores Nucleares, Comisión Nacional de Energía Atómica Argentina