El frigorífico de Einstein

Escrito por Paul Sen y publicado por Editorial Planeta (Paidós) en el 2022.

Nuevamente al autor no lo conocía, pero es normal, porque éste es el primer libro de divulgación que escribe (por mucho que se haya dedicado a la televisión). Al margen de su trabajo en televisión, hay que decir que estudió ingeniería en la Universidad de Cambridge, así que algo sobre termodinámica debería saber (y sabe). Y digo lo de la termodinámica, esa teoría de la que Einstein dijo: "es la única teoría física de contenido universal de la que estoy convencido [...] que jamás será destronada", porque de eso va el libro, de "cómo el frío y el calor explican el universo".

El libro relata la evolución de la termodinámica a lo largo del tiempo, desde Sedi Carnot ("es necesario que haya frío; de lo contrario el calor sería inútil") y su descubrimiento de que, para generar potencia motriz, es necesario disponer de un flujo de calor que oscile de caliente a frío. Pasando por la introducción del concepto "termodinámica" por William Thomson, de la entropía por Rudolf Clausius (△S>=0) y la explicación de Boltzmann de la misma ("la entropía es sencillamente el número de formas indistinguibles en que se pueden disponer las partes constituyentes de un sistema") y su definición como S=klnW (bueno, la abreviatura hasta esta fórmula no es suya, pero la idea sí).

Vuelven a salir conceptos de los que ha hablado en comentarios anteriores, como la técnica estadística conocida como "el andar del borracho", el teorema de Noether, la similitud entre las ecuaciones de Shannon para calcular el tamaño de cualquier fragmento de información y la ecuación de Boltzmann para calcular la entropía de cualquier sistema, el experimento mental conocido como el "demonio de Maxwell" o el principio de equivalencia de Einstein (que la caída libre no se puede distinguir de encontrarse en una zona libre de gravedad), y explica todo con una envoltura histórica muy buena.

Es un libro que, al margen nuevamente de algunas confusiones en la traducción, está escrito de forma muy sencilla y muy bien explicado (se nota que el autor se dedica a la divulgación). Son sólo 309 páginas más tres apéndices cortitos. Guarda bastantes similitudes, como no podía ser de otra forma, con otro libro que comenté con anterioridad: éste.

Como siempre copio un trocito:

"Esta cantidad es un límite fundamental impuesto por las leyes de la física, tan fundamental como la ley que nos dice que nada puede desplazarse a una velocidad mayor que la de la luz. Hoy lo llamamos el límite de Landauer, y nos dice que, por muy buena que sea la tecnología que creemos para procesar los bits, en cuanto empecemos a eliminarlos, aportaremos algo de calor al ambiente. ¿Cuánto? A las temperaturas frecuentes en la superficie terrestre, la cantidad de calor que se disipará cuando incluso un dispositivo de almacenaje perfecto elimine un bit de información será de 3.000 milmillonésimas partes de una milmillonésima parte de un julio.

Los laboratorios de física de todo el mundo han confirmado este límite en los años transcurridos desde 2012. Uno de los primeros científicos en hacerlo fue Eric Lutz y sus compañeros de la Universidad de Augsburgo en Alemania. Esto significa que contamos con la respuesta a la pregunta que planteamos en el capítulo anterior: teóricamente, ¿podríamos construir una máquina capaz de pensar sin aumentar la entropía del universo? No, aunque con una salvedad."

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1

Opinión: 3-4 (sería un 4 si no fuese por los errores de traducción).

Einstein 1905: un año milagroso

 

Escrito por John Stachel y publicado por editorial Crítica dentro de la colección Drakontos en 2001, aunque el original es de 1998.

El autor es profesor emérito de física en la Universidad de Boston y director del centro de estudios de Einstein, así que "algo" debía saber sobre los "cinco artículos que cambiaron la física" (que es el subtítulo del libro). Y después de leer el libro, está claro que algo sabe.

El libro cuento con un prologo de Roger Penrose de tres hojas, que nos dejan muy buen sabor de boca y con ganas de empezar a leer (entre otras cosas dice: "consideradas adecuadamente en la imagen cuántica, partículas y campos resultan ser realmente la misma cosa"), y una introducción del propio autor que nos indica la forma en la que nos va a presentar los artículos, que no es otra que dándonos una pequeña introducción a cómo estaba la física antes de 1905, a lo que perseguía Einstein con la elaboración de los mismos, lo que cada uno a aportado al mundo de la física y un pequeño resumen de los mismos, evitando casi todas las referencias técnicas. Eso sí, después de cada introducción, vienen los artículos y en ellos no se pueden eliminar las referencias físicas y matemáticas, porque sino, no serían los artículos sobre física, serían otra cosa.

Para no dejar sin comentar de qué va cada uno de los artículos, los enuncio directamente:

1. Tesis doctoral de Einstein sobre la determinación de las dimensiones moleculares.
2. Einstein sobre el movimiento browniano.
3. Einstein sobre la teoría de la relatividad.
4. ¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía?
5. Sobre un punto de vista heurístico concerniente a la producción y transformación de la luz.

Tengo que decir que los artículos como tales tienen una complejidad alta y requieren conocimientos, por lo menos, de primero de una carrera de ciencias, pero tal y como he dicho, si sólo se leen las introducciones que hace de forma magistral el autor, no tenemos por qué volvernos locos con las ecuaciones (aunque no está de más seguir el razonamiento).

Hay bastantes referencias a muchos temas distintos, como puede ser el método de Loschmidt (teoría cinética de los gases), la entropía de Boltzmann (la entropía de un sistema es una función de probabilidad de su estado), la ley de Rayleigh-Jeans (radiación de cuerpo negro, catástrofe ultravioleta), pero sobre todo nos da una idea de la forma de pensar de Einstein y de cómo fue desarrollando unos temas basándose en el desarrollo de los anteriores ... bueno, y en su genialidad, claro.

También menciona un par de veces un libro de Poincaré: "La ciencia y la hipótesis" al que intentaré echar un vistazo (que soy muy fan de Poincaré).

Resumiendo, un libro de sólo 178 páginas que se puede leer de forma muy fácil ... o muy difícil, según leamos los artículos o sólo las introducciones a los mismos. En cualquiera de los dos casos, creo que merece la pena leerlo aunque sólo sea por cultura científico-histórica.

Como siempre, copio un trocito:

"Einstein volvió a la relación entre masa inercial y energía en 1906 y 1907, dando argumentos más generales a favor de su completa equivalencia, pero no consiguió la completa generalidad a la que aspiraba. En su charla de 1909 en Salzburgo, Einstein resaltó con fuerza que la masa inercial es una propiedad de todas las formas de energía, y que por consiguiente, la radiación electromagnética debe tener masa. Esta conclusión reforzó la creencia de Einstein en la hipótesis de que los cuantos de luz manifiestan propiedades del tipo partícula".

Clasificación:

Facilidad de lectura: 2-3 (sin los artículos), 4-5 (con los artículos).

Opinión:  3-4

Las raíces triviales de lo fundamental

Escrito por Jorge Wagensberg y editado por Tusquets Editores dentro de la colección Metatemas en 2010.

El autor es doctor de física y profesor de Teoría de los Procesos Irreversibles en la Universidad de Barcelona.

No había leído ningún libro suyo con anterioridad, pero ya iba teniendo ganas de leer alguno, que unos cuantos tiene, y hay que reconocerle que los títulos que les pone suelen ser bastante intrigantes: "A más cómo, menos por qué", "Si la naturaleza es la respuesta, ¿cuál era la pregunta?", ...

El libro, en forma de ensayo, lo que pretende es demostrar que lo trivial no es tan trivial como creemos, y que bajo cualquier ley fundamental de la naturaleza se esconde una raíz de estructura trivial, o como dice él mismo: "este ensayo tiene casi como único propósito el de hacer que anide en el lector una sospecha: lo verdaderamente fundamental no es ajeno a lo flagrantemente trivial.".

Para ello, y teniendo en cuenta que va a hablar de leyes fundamentales de la naturaleza, primero nos tiene que adentrar un poco en ellas y por lo tanto habla de Galileo, Newton, Einstein, Noether, ... De hecho, cuando se habla de leyes fundamentales, no podía faltar Emmy Noether, que el autor confiesa haber descubierto en su cuarto año de carrera (ahí ya me ha ganado, yo la descubrí después de finalizar la carrera, aunque también es cierto que él es físico y yo matemático) y de la que llega a decir en un momento: "señora Emmy Noether: yo también me quito el sombrero ante sus bellísimos, profundísimos y fundamentalísimos teoremas." y yo me uno a él en su comentario. De esta mujer ya he hablado en multitud de ocasiones, pero por si alguien aún no ha leído mis comentarios sobre otros libros donde aparece, que eche un vistazo al que viene llamándose teorema de Noether.

También habla de Boltzmann, para introducir el concepto de entropía (que es un concepto clave en la segunda ley de la termodinámica), S=k lnW (donde S es la entropía, k la constante de Boltzmann y W el número de configuraciones microscópicas compatibles con el estado de equilibrio macroscópico, y se mete en asunto filosóficos, económicos, biológicos y sociales.

Pero, antes de que me despiste y se me olvide, hay un comentario del libro hecho por el autor en esta web, que explica muy claramente lo que entiende por trivial y los tres tipos de trivialidades que define y que se usarán a lo largo de todo el ensayo. Y como ya están bien explicados ahí, no voy a repetir para no aburrir.

Es un libro que está hecho para que el que lo lea piense. No es complicado de leer, pero en mi opinión sí que necesita tranquilidad y pocas prisas si se quiere disfrutar de él. Está muy bien escrito y prácticamente hay cosas interesantes en todas las páginas, aunque sean cosas sencillas, como por ejemplo cuando dice: "como se sabe, en ciencia no basta con tener una idea buena, también es imprescindible caer en la cuenta de que es relevante y convencer de todo ello al resto de la comunidad científica.", que es un pensamiento con el que vuelvo a estar totalmente de acuerdo.

Resumiendo, son 258 páginas más un pequeño anexo matemático (que no es necesario en absoluto para la comprensión del libro) que hay que leer con tranquilidad, pero que para pensar un rato está muy bien. Un rato largo en este caso, que he tardado en leerlo.

Como siempre copio un trozo:

"En física, es decir, en todos aquellos procesos que protagoniza la materia inerte (es decir, en todos aquellos episodios en los que no intervienen objetos tan complejos como un ser vivo, un ser culto, o un colectivo político) existe otra gran pregunta que pide paso ruidosamente. El porqué no es una pregunta científica, sino el cómo. El porqué es una pregunta de urgencia cuando no sabemos bien qué es lo que queremos saber, cuando no sabemos qué es lo que queremos preguntar. El lenguaje responde al qué de las cosas, la tecnología al para, y la filosofía quizá sí al porqué, pero la ciencia sólo se ocupa del cómo de las cosas ... el porqué se usa en ciencia sólo para ganar tiempo, para dar tiempo a acertar con la buena pregunta."

Clasificación:

Facilidad de lectura: 3 (no es complicado pero hay que leer con calma).

Opinión: 3-4 (me ha gustado y me ha hecho pensar incluso sobre temas que en principio no me llaman la atención).

Constantes

Escrito por Rafael Alemañ Berenguer y publicado por Editorial Almuzara en el 2013.

La verdad es que es el primer libro que leo de este autor, a pesar de que tengo algún que otro libro suyo en la recámara. El autor es licenciado en ciencias químicas y en ciencias físicas entre otras cosas, motivo para darle una oportunidad.

Antes de comentar el contenido del libro, tengo que indicar que la editorial no ha debido poner mucho esfuerzo en la corrección gramatical del mismo, porque tiene bastantes errores digamos que de maquetación (vamos, que hay momentos en los que tienes que imaginarte las palabras que escribió el autor).

Si obviamos este pequeño detalle, la obra en sí da muchos, pero que muchos datos sobre las constantes de las que habla, algunas de ellas totalmente desconocidas por mi (con poner los títulos de los capítulos ya se sabe de lo que va a hablar el libro: número de Avogadro, constante de Boltzmann, el enigma de la entropía, número de Feigenbaum, cargas eléctricas, constante dieléctrica, velocidad de la luz, constante de Planck, constante de gravitación universal, constante cosmológica, fuerzas y partículas, ¿un mensaje oculto?).

Es verdad que el comienzo es demasiado químico para mi gusto (como matemático, mi contacto con la química se limita a los estudios preuniversitarios, un poco olvidados ya), pero para los que les guste la química, el primer capítulo es un buen resumen de lo estudiado en aquellos años de juventud. Cuando digo que da muchos datos, me refiero a que de verdad da muchos datos. Yo he leído el libro de capítulo en capítulo para no saturar mis pobres neuronas. En algunos momentos la cantidad de información, sobre todo de los distintos experimentos para la obtención de mejoras en la estimación del valor de algunas constantes, es un poco excesivo para mi gusto y no ayuda a una mejor comprensión del texto (en mi opinión, al contrario, hay un momento en que los "palabros" son demasiados). Si bien en otras ocasiones consigue explicar algunas cosas de formas bastante buenas (como el caso del caos y los atractores de Lorenz). También hay que decir que no se corta mucho a la hora de poner fórmulas (cosa normal por otra parte cuando está intentando explicar el valor de constantes, que de algún lado saldrán las pobres).

La verdad es que en el libro aparecen todos los grandes de la física y unos cuantos grandes de las matemáticas y la química, porque cuando explica una constante, explica cómo fue surgiendo la idea de la misma y su historia (con todos los protagonistas de ella). La variedad de temas también es muy amplia, ya que trata desde la mecánica clásica hasta la física cuántica, pasando por la teoría del caos, la teoría de supercuerdas, y media historia de la humanidad. Por contenido no se puede quejar uno, otra cosa es que para mí, es un poco excesivo, pero para gustos se hicieron los colores (sí, de lo que es el color en los quarks también habla).

Por resumir, 267 páginas que hay que leer con calma y en un ambiente con poco ruido, que como ya he dicho, hay mucho que masticar en cada capítulo. Y por Dios, que la editorial compruebe un poco los errores (no de contenido, que eso está bien) antes de sacar otra edición.

Como siempre, copio un trocito:

"Los diagramas de Feynmann, que usaban líneas en la descripción de las trayectorias de las partículas puntuales en el espacio-tiempo, deben utilizar ahora tubos para simbolizar el avance de los bucles formados por las supercuerdas cerradas sobre sí mismas. Este hecho comporta una peculiar implicación, acaso de largo alcance: con un diagrama de Feynmann de supercuerdas, dos observadores distintos jamás llegarán a un acuerdo sobre la posición exacta de una interacción, cosa en la que sí podrían concordar de tratarse con partículas puntuales salvo por las incompatibilidades de Heisenberg. Diferentes observadores contemplarán los acontecimientos mediante distintas "rebanadas" de espacio-tiempo de modo que resultará imposible establecer la localización puntual de una determinada interacción o suceso."

Clasificación:

Facilidad de lectura: 4 (entre los errores de la edición y el contenido, hay algunas partes complicadas).

Opinión: 2.