ALBERT EINSTEIN: NAVEGANTE SOLITARIO - Colsit

a estas preguntas debemos retroceder unos pocos años.
Como dijimos antes, a la entrada de nuestro siglo los físicos aún no habían adoptado unánimemente el
modelo molecular de la materia. Pese a los enormes éxitos que los químicos habían alcanzado en la
comprensión de varios problemas importantes a partir de la hipótesis de que la materia está constituida por
moléculas —hipótesis enunciada en esta forma ya por el químico inglés John Dalton (1766-1844) en
1803—, y de que éstas a su vez están formadas por átomos; pese asimismo a que la propia física había
avanzado considerablemente en la construcción de la teoría cinética de los gases, la profunda convicción
reinante de que la naturaleza es esencialmente continua —y que podríamos en principio subdividir un
trozo de materia en granos tan pequeños como queramos, sin límite alguno— conducía a muchos físicos,
incluyendo grandes personalidades, a considerar al modelo molecular como algo útil, pero carente de
mayor significado real.
Einstein —como muchos otros físicos de la tradición de Maxwell y Boltzmann— desde muy temprano
aceptó el modelo molecular como una imagen relativamente fiel de la naturaleza y se impuso como tarea
encontrar métodos capaces de poner en evidencia su validez en forma concluyente. Podemos considerar
que el trabajo de investigación realizado por Einstein hasta 1905 es una etapa preparatoria para esta tarea
—aunque también fue decisivo para sus estudios sobre la cuantización de la luz, como vimos en las
secciones anteriores—. El problema que Einstein se planteó durante el periodo 1902-1904 fue el de derivar
las leyes de la termodinámica como resultado del hecho de que la materia a escala macroscópica está
constituida por un gran número de moléculas en agitación térmica. Debido al inmenso número de
partículas involucradas, es imposible hacer una descripción detallada de lo que sucede, por ejemplo, en un
gas; pero sí podemos pretender hacer una descripción estadística y crear con ello lo que se llama la
mecánica estadística. En alguna forma, el embrión de esta idea se encuentra ya en los trabajos de Maxwell
y Boltzmann sobre la teoría cinética de los gases. Una idea cercana a la de Einstein la había tenido pocos
años antes el físico norteamericano Josiah Gibbs (1839-1903) para desarrollar la termodinámica química,
pero sus trabajos eran prácticamente desconocidos en la Europa de principios de siglo; hoy se considera
tanto a Gibbs como a Einstein los fundadores de la mecánica estadística. Fue precisamente el contar con
los métodos de la mecánica estadística lo que le permitió a Einstein recorrer un camino tan complejo,
diverso y novedoso en tan corto tiempo como lo hizo en 1905.
A Einstein se le ocurrió una idea innovadora para elaborar un método que permitiera "ver" directamente
los efectos de la permanente agitación térmica de las moléculas de un cuerpo. Supongamos que un líquido
contiene pequeñísimas partículas en suspensión, como podrían ser granos de colorante o de polen en agua,
etc. Como debemos suponer que las moléculas del líquido se mueven al azar, estarán golpeando a la
partícula en suspensión por todos lados y en todas direcciones permanentemente; el efecto de la gran
mayoría de los impactos tenderá a cancelarse mutuamente pero será normal que quede un pequeño efecto
residual que pondrá al grano en movimiento, ora para arriba, ora a la izquierda, y así sucesivamente. De
este modo, debido al impacto de las moléculas, si el grano en suspensión es suficientemente pequeño,
deberá tener un movimiento incesante altamente irregular y muy complicado: Einstein de inmediato
percibió que aquí tenemos un mecanismo para ver el movimiento (errático) que constituye el calor y,
mucho más importante, para ver un efecto directo del movimiento de las moléculas. Einstein no lo sabía,
pero este fenómeno había sido observado —pero no explicado— varias décadas antes por el botánico
escocés Robert Brown (1773-1858) —el mismo que observó que los tejidos vegetales es un elemento
estructural regular y propuso el término núcleo para identificarlo— y por esta razón se le conoce como
movimiento browniano.
Einstein fue capaz de elaborar una teoría estadística del movimiento browniano y de mostrar que a partir
del seguimiento del movimiento de una de estas partículas bajo el microscopio era posible medir el
tamaño de las moléculas del solvente. De hecho, durante el año de 1905 Einstein presentó varios métodos
diferentes para determinar las dimensiones moleculares (en particular, éste es el tema de su tesis doctoral),
y el mismo año de 1905 publicó diversas extensiones a su teoría original. Los resultados de Einstein 4
fueron rápidamente puestos a prueba en varios laboratorios, particularmente en el del físico francés Jean
Perrin (1870-1942) y su grupo a partir de 1908, quienes pudieron determinar con los métodos de Einstein