Aslamázov L.G., Varlámov A.A. Maravillas de la física

Índice

Prólogo

La física es la ciencia bajo la insignia de la cual ha tenido lugar la revolución científico-técnica del siglo XX. Sus éxitos de hoy determinan la dirección del progreso futuro de la humanidad. Como un brillante ejemplo se puede mencionar el descubrimiento, relativamente reciente, de la superconductividad de alta temperatura, que posiblemente cambiará el aspecto de la técnica moderna de modo radical.

Sin embargo, al penetrar en los misterios del macrocosmos y el microcosmos, los científicos se alejan cada vez más de la física tradicional, de la física de los transformadores y los cuerpos lanzados con cierto ángulo respecto a la horizontal, que es la que se estudia en la escuela y a la que se limitan los conocimientos físicos de la mayoría de las personas. La literatura de divulgación científica es justamente la encargada de reducir esta brecha en los conocimientos, mostrando al lector interesado la belleza de la física moderna y sus principales logros. Esta actividad no es fácil y no admite diletantismo.

La literatura de divulgación científica en Rusia ha dado al mundo autores de la talla de Iá.I.Perelmán y M.P.Bronshtéin... El libro que presento continúa las mejores tradiciones de este género de literatura científica. Esta obra ha sido escrita por físicos teóricos que durante muchos años se dedicaron a la popularización de los conocimientos científicos. Ellos explican de un modo ameno y accesible los últimos logros de la física cuántica del cuerpo sólido, cómo se manifiestan las leyes físicas en la naturaleza, en fenómenos a primera vista habituales. Pero lo principal es que el lector podrá ver el mundo circundante "con los ojos" de un científico capaz de explicar la belleza de la naturaleza con ayuda de la matemática.

Lamentablemente, uno de los autores de este libro, L.G.Aslamázov, conocido científico y especialista en teoría de la superconductividad, quien durante muchos años trabajó como Secretario del Consejo Científico y Redactor Adjunto de la revista "Kvant", falleció antes de la publicación.

Estoy seguro de que este libro, que se distingue por tratar un amplio círculo de temas, será del agrado de todos los lectores, desde escolares hasta físicos profesionales.

Prólogo del autor

Este libro fue escrito sobre la base de los artículos publicados por los autores en el transcurso de muchos años en las páginas de la revista "Kvant". Al escoger el material nos guiamos por el deseo de mostrar al lector la belleza y universalidad de las leyes de la física, que rigen el mundo que nos rodea, la física que nos revela los secretos del Universo y nos explica la esencia de los fenómenos a que estamos acostumbrados desde la infancia, la física conocida desde los tiempos de Aristóteles y Platón y la física de hoy, que se ha convertido en una potente arma científica.

Cuando la estructura del libro había sido definida y parte del material preparada para la publicación, uno de sus autores, Liev Grigórievich Aslamázov, murió trágicamente. Esta tragedia me obligó a terminar la preparación del libro en su ausencia. Tengo la esperanza de que éste haya resultado tal como lo imaginó Liev Aslamázov.

Quiero expresar mi sincero agradecimiento a A.A.Abrikósov, A.I.Buzdin, V.V.Dorin y M.V.Fistul por haber leído el manuscrito del libro y por sus valiosas observaciones y consejos. Asimismo, quisiera agradecer a A.I.Maliarovski y A.I.Shapiro por haber permitido incluir en el libro artículos que escribimos conjuntamente. También debo expresar mi más profundo reconocimiento a G.Iá.Miákishev por sus constructivas observaciones.

Introducción

La física es una ciencia muy interesante. Ella ocupa un lugar especial entre las demás ciencias. La matemática, por ejemplo, estudia las propiedades de un mundo abstracto, que existe sólo gracias al raciocinio humano. Aunque a decir verdad, los métodos elaborados por la matemática son utilizados exitosamente en otras ciencias para la descripción del mundo real. No obstante, la propia matemática no se plantea tal problema. La física se diferencia de las demás ciencias en que ella estudia las leyes fundamentales del Universo. Las estudia no sólo cualitativa, sino cuantitativamente, describiéndolas mediante el lenguaje de la matemática.

Las leyes de la física son universales. Ellas son capaces de explicar con el mismo éxito las propiedades de las estrellas, átomos, cristales y células vivas, el vuelo de un cohete y el funcionamiento del televisor. Estas leyes son invariables en el espacio: en la Tierra son válidas las mismas leyes físicas que en las estrellas lejanas. Las leyes de la física son invariables en el tiempo: nuestros descendientes no tendrán la necesidad de descubrirlas nuevamente; dentro de mil años serán válidas las mismas leyes que hoy y que hace mil años. En la física los nuevos descubrimientos no revocan los antiguos, sino que sólo complementan y profundizan nuestros conocimientos acerca del mundo circundante.

Las leyes de la física posibilitaron el progreso técnico de la humanidad. El descubrimiento de cada ley fundamental provocaba una revolución técnica. Las leyes de Newton permitieron crear mecanismos complejos. El conocimiento de las leyes de la termodinámica dio al hombre la posibilidad de dominar la energía térmica. El descubrimiento de las leyes del electromagnetismo transformó totalmente nuestro mundo en un corto tiempo. La electrónica moderna, los láseres y la energía atómica no se pueden imaginar sin el descubrimiento de las leyes de la mecánica cuántica.

La física está aún muy lejos de su conclusión. Su desarrollo activo continúa. El hombre desea conocer la naturaleza cada vez mejor. Los científicos intentan comprender qué ocurre a pequeñas escalas, donde las dimensiones del núcleo atómico son comparables con las del Sistema Solar, y a grandes escalas, donde el Sol es comparable con un "granito de arena" en el Universo. El hombre tiene que aprender a predecir las propiedades de los nuevos materiales, explicar la estructura de los objetos biológicos y unificar todos los tipos de interacción conocidos en una teoría única. No está lejos el día cuando la potencia de las supercomputadoras se iguale a la del cerebro humano. Y para todo esto es necesaria la física.

La física es una ciencia de jóvenes. Es necesario familiarizarse con ella desde una edad temprana. Pero no sólo es importante estudiar sus leyes, sino también saber aplicarlas, tratar de entender cómo razonan los físicos. Las "reglas del juego" de la física son complejas y llegar a dominarlas sólo es posible trabajando arduamente y con seriedad. Ayudarnos en esto pueden un buen maestro y un buen libro.

Autores

Doctor en Ciencias Físico-Matemáticas. En 1967 concluyó sus estudios con mención "summa cum laude" en el Instituto de Física y Tecnología de Moscá. Defendió su tesis de posgrado en 1970 bajo la dirección del académico A. I. Larkin. Este trabajo determinó por muchos aáos el desarrollo de una nueva dirección en la teoría de la superconductividad. A partir de 1970 trabajó como investigador científico de primera categoría en el Instituto de Física Teórica "L. D. Landáu". En 1980 comenzó su labor como profesor del Departamento de Física Teórica del Instituto del Acero y Aleaciones de Moscá y como redactor principal de la revista de divulgación científica Kvant. L. G. Aslamázov es autor de trabajos considerados clásicos en la teoría de superconductividad, cuatro libros y numerosos artículos científicos y de divulgación científica.

Andrey Andriéevich VARLÁMOV (nacido en 1954)

Doctor en Ciencias Físico-Matemáticas. Especialista en superconductividad, física de los metales y nanofísica. En 1977 terminó sus estudios en el Instituto de Física y Tecnología de Moscá con mención "summa cum laude". Defendió su tesis de posgrado en 1970 bajo la dirección de A. A. Abrikósov, laureado del Premio Nobel. Desde 1981 trabajó como investigador científico de primera categoría en el Instituto del Acero y Aleaciones de Moscá y a partir de 1990 como profesor del Departamento de Física Teórica de dicho instituto. Entre 1986 y 1992 fue redactor principal suplente de la revista de divulgación científica Kvant. Actualmente es investigador científico principal del Instituto Nacional de Física de la Materia de Italia (INFM), profesor de la Universidad "Tor Vergata" de Roma y de la Universidad Federal de Tecnología de Rusia. A. A. Varlámov es autor de ocho libros, 120 artículos científicos y 50 de divulgación científica. Laureado del Premio de la Juventud Leninista por sus extraordinarios resultados científicos (1986).