La evolución de la física PDF
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ALBERT EINSTEIN LEOPOLD INFELD LA EVOLUCIÓN DE LA FÍSICA SALVAT Versión española de la obra The evolution of physics de Albert Einstein y Leopold Infeld. Escaneado: (Esp.) Anónimo vía thedoctorwho1967.blogspot.com.ar (Ing.) Versión original vía archive.org Edición digital: Sargont (2018) © 1986. Salvat Editores, SA. - Barcelona © Hebrew University of Jerusalem, Israel ISBN 84-345-8246-5 Obra completa ISBN 84-345-8397-6 Depósito Legal NA-43- 1986 Publicada por Salvat Editores, S.A. - Mallorca, 41-49 – Barcelona Impresa por Gráficas Estella. Estella (Navarra) Printed in Spain PRÓLOGO Las tentativas del ser humano para comprender el mundo físico que le rodea son tan antiguas como su historia. Durante el siglo XVII, Galileo y Newton dieron un paso de gigante en ese sentido; durante las dos centurias siguientes, sus teorías permitieron un acelerado avance de la física, que cul- minó con los trabajos de Faraday y Maxwell sobre los fenómenos electro- magnéticos. Pero a finales del siglo pasado se comprobó que ciertos fenómenos físicos resultaban inexplicables según las concepciones clásicas. De los intentos rea- lizados para interpretarlos nacieron dos nuevas revolucionarias teorías: la de la relatividad y la de los cuantos. Los científicos que las hicieron posibles, uno destaca claramente: Albert Einstein, y con razón, porque él fue el creador de la primera y uno de los principales artífices de la segunda. La mayoría de la gente está convencida de que las nuevas teorías físicas son indescifrables para los no especialistas. Muchos se mostrarían escépticos si alguien les dijera que, en su esencia, dichas teorías son tan comprensibles como los conceptos newtonianos que aprendieron en la escuela (aunque, desde luego, son muy pocos los que están capacitados para hacerlas compren- der). Pues bien, no sólo es posible escribir un libro en el que se expliquen los nuevos conocimientos de la física de un modo perfectamente comprensible para el no iniciado, sino que el propio Einstein en colaboración con otro emi- nente físico, Leopold Infeld escribió un texto de estas características. ―4― PRÓLOGO Es este libro, La evolución de la física, el que nos honramos en ofrecer al lector de lengua española. En él, Einstein e Infeld describen con un estilo claro y directo los principales conceptos de la física, dando un repaso a las etapas cubiertas por esta rama de la ciencia desde su primera edad de oro, la de Galileo y Newton. Este libro fue escrito en el ya lejano año de 1938, pero el tiempo no ha pasado para él. Cierto es que, desde aquella fecha hasta hoy, diferentes ramas de la física han experimentado un desarrollo sin precedentes —recordemos por ejemplo la electrónica o las partículas elementales—; pero las teorías que forman su tronco principal siguen incólumes y es de prever que tendrán una larga vida. De todos modos, las escasas actualizaciones que el libro necesita se han añadido en forma de notas al pie de página. Terminamos este prólogo haciendo nuestra una frase que Leopold Infeld escribió años después del fa- llecimiento de Einstein: «Me siento muy feliz al comprobar que este libro sigue plenamente vivo después de su muerte.» LOS EDITORES ―5― PREFACIO Antes de empezar la lectura, espera usted, con derecho, que se le conteste a preguntas muy sencillas: ¿con qué propósito ha sido escrito este libro?, ¿quién es el lector imaginario para el cual se escribió? Es difícil empezar contestando a estas preguntas de modo claro y convin- cente. Eso sería mucho más fácil, aunque superfluo, al final del libro. Nos resulta más sencillo decir lo que este libro no pretende ser. No hemos escrito un texto de física. Nuestra intención fue, más bien, describir a grandes rasgos las tentativas de la mente humana para encontrar una conexión entre el mundo de las ideas y el mundo de los fenómenos. Hemos tratado de mostrar las fuer- zas activas que obligan a la ciencia a inventar ideas correspondientes a la realidad de nuestro mundo. Pero la explicación ha tenido que ser sencilla. Del laberinto de hechos y conceptos hemos tenido que elegir algún camino real que nos pareció más característico y significativo. Ha habido que omitir he- chos y teorías que no se han alcanzado por este camino. Nos vimos forzados por nuestro objetivo general a efectuar una selección cuidadosa de hechos e ideas. La importancia de un problema no debe juzgarse según el número de páginas que se le dedican. Ciertas líneas esenciales del pensamiento no se han introducido, no porque nos hayan parecido faltas de importancia, sino porque no están en o cerca del camino que hemos elegido. Mientras escribíamos este libro hemos tenido largas discusiones sobre las características de nuestro lector ideal y nos hemos preocupado bastante de él. Lo imaginábamos falto de todo conocimiento concreto de física y matemáti- cas, pero lleno de un gran número de virtudes. Lo encontrábamos interesado en las ideas físicas y filosóficas y nos veíamos forzados a admirar la paciencia con que lucharía para entender los pasajes de menor interés y de mayor difi- cultad. Se daría cuenta de que para comprender cualquier página tendría que haber leído cuidadosamente todas las anteriores. Sabría que un libro cientí- fico, aunque popular, no debe leerse como una novela. El libro es una simple charla entre usted y nosotros. Puede usted encon- trarla interesante o aburrida, torpe o apasionante; pero nuestro objeto se habrá cumplido si estas páginas le dan una idea de la eterna lucha de la inventiva ―6― humana en su afán de alcanzar una comprensión más completa de las leyes que rigen los fenómenos físicos. A. E. L. I. ―7― AGRADECIMIENTOS Queremos agradecer a todos los que tuvieron la amabilidad de ayudarnos con la preparación de este libro, particularmente a: Los profesores A. G. Shenstone, Princeton, N. J., y Lwow St. Loria, Polonia, por las fotografías de la sección III. N. Steinberg por sus dibujos. Dr. M. Phillips por leer el manuscrito y por su amabilísima ayuda. A. E. L. I. ―8― ÍNDICE DE CAPÍTULOS 1. GÉNESIS Y ASCENSIÓN DEL PUNTO DE VISTA MECANICISTA EL GRAN MISTERIO LA PRIMERA CLAVE VECTORES EL ENIGMA DEL MOVIMIENTO UNA CLAVE QUE PASÓ INADVERTIDA ¿ES EL CALOR UNA SUSTANCIA? LA MONTAÑA RUSA LA EQUIVALENCIA EL FONDO FILOSÓFICO LA TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA RESUMEN 2. EL OCASO DE LA CONCEPCIÓN MECANICISTA DE LA FÍSICA LOS DOS FLUIDOS ELÉCTRICOS LOS FLUIDOS MAGNÉTICOS LA PRIMERA DIFICULTAD SERIA LA VELOCIDAD DE LA LUZ LA LUZ CONSIDERADA COMO SUSTANCIA EL ENIGMA DEL COLOR ¿QUÉ ES UNA ONDA? LA TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ ¿SON LONGITUDINALES O TRANSVERSALES LAS ONDAS LUMINOSAS? EL ÉTER Y EL PUNTO DE VISTA MECANICISTA RESUMEN 3. CAMPO Y RELATIVIDAD EL CAMPO COMO REPRESENTACIÓN LOS DOS PILARES DE LA TEORÍA DEL CAMPO LA REALIDAD DEL CAMPO CAMPO Y ÉTER EL ANDAMIAJE MECÁNICO ÉTER Y MOVIMIENTO TIEMPO, DISTANCIA, RELATIVIDAD RELATIVIDAD Y MECÁNICA ―9― EL CONTINUO ESPACIO-TIEMPO LA RELATIVIDAD GENERAL FUERA Y DENTRO DEL ASCENSOR GEOMETRÍA Y EXPERIENCIA LA RELATIVIDAD GENERAL Y SU VERIFICACIÓN CAMPO Y MATERIA RESUMEN 4. LOS CUANTOS CONTINUIDAD Y DISCONTINUIDAD LOS CUANTOS ELEMENTALES DE MATERIA Y ELECTRICIDAD LOS CUANTOS DE LUZ LOS ESPECTROS DE RAYAS LAS ONDAS DE MATERIA ONDAS DE PROBABILIDAD FÍSICA Y REALIDAD RESUMEN LÁMINAS 1 2 3 ―10―
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