La Física en las Ciencias Sociales: Ettore Majorana

Tradicionalmente ha existido una separación entre las ciencias naturales y las ciencias sociales. Normalmente, si alguien se especializa en un campo de las ciencias naturales, se aleja por completo de las ciencias sociales y viceversa. El conocimiento adquirido en un campo deja de ser, por tanto, aplicado al otro campo. En principio, puede parecer que esta separación es natural, ya que puede llegar a ser complicado aplicar, por ejemplo, la Física cuántica, que trata de los componentes del mundo muy pequeños, a la economía, que en pocas palabras consiste en el estudio del dinero y sus movimientos.

Sin embargo en un mundo cada vez más interdisciplinario, el beneficio que se puede obtener en la aplicación de las ciencias naturales en las ciencias sociales o viceversa puede ser inmenso.

Tal es el caso, un tanto desconocido, de un gran físico italiano de la primera mitad del siglo XX: Ettore Majorana.

Vida de Ettore Majorana

Nacido en 1906 en Catania, ciudad de la isla italiana de Sicilia, inició sus estudios, quizá influido por una familia compuesta de abogados, políticos e ingenieros, en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Roma.

Ettore Majorana (Fuente: Wikimedia Commons)

Por aquel entonces, en dicha universidad la enseñanza era eminentemente práctica y ciertos alumnos, que gustaban de la especulación teórica, se fueron alejando de esta manera de enseñar y acercándose cada vez más al Instituto de Física de Roma situado en la Vía Panisperma, en el que daba clases el gran Enrico Fermi. Uno de los estudiantes que cambió de Escuela fue Emilio Segrè (también fue uno de los grandes físicos de esa época), también Siciliano y amigo de la infancia de Ettore.

Siendo Ettore otro de esos estudiantes hastiados de la enseñanza práctica de la ingeniería, cuando Segrè le ofreció la oportunidad de visitar el Instituto de Física y conocer a Fermi pronto aceptó la invitación, quedando tan encantado con las enseñanzas que se impartían allí que finalmente abandonó la ingeniería y empezó a estudiar física bajo el auspicio de Fermi, que además fue el director de su tesis doctoral, la cual leyó el 6 de Julio de 1929 y que llevaba por título “Sulla mecánica dei nuclei radioattivi”.

En la Vía Panisperma, Ettore pronto impresionó a sus compañeros, ganándose el apelativo de “Il Grande Inquisitore” por su gran espíritu crítico que aplicaba no sólo a su trabajo, sino al de todos, ya fueran compañeros directos o pertenecientes a otra institución científica.

Los chicos de la Via Panisperma. De izquierda a derecha: Oscar D’Agostino, Emilio Segrè,  Edoardo Amaldi, Franco Rasetti y Enrico Fermi (Fuente: Wikimedia Commons)

En cuanto a su personalidad también fue una persona de alto interés para sus compañeros, ya que parecía que se dedicaba a la física como un hobby en lugar de como profesión. Cuenta Edoardo Amaldi (otro físico que siguió los pasos de Segrè y Majorana al pasar del Instituto de Ingeniería al Instituto de Física), en la biografía que escribió sobre Majorana “La vita e l’opera di Ettore Majorana”, diversas anécdotas sobre su vida, como aquella en la que habiendo recibido el número del “Comptes Rendus” en el que Frederic Joliot e Irène Curie publicaron sus notas sobre la radiación incidente descubierta por Bethe y Becker, comentó “No han entendido nada, se trata probablemente de protones de retroceso producidos por una partícula neutra pesada”.

A partir de aquí, y tras el descubrimiento del neutrón por Chadwick, Majorana comenzó a elaborar una teoría del núcleo ligero compuesto de protones y neutrones. Tras comentar esta teoría a Fermi, éste le pidió que la publicara, pero se negó. Majorana, a pesar de haber hecho grandes contribuciones a la física, publicó en muy pocas ocasiones debido a una enorme reticencia a hacerlo, quizá debido a que nunca estaba satisfecho del todo con su propio trabajo y deseaba mayor perfección o quizá debido a lo que los demás pudieran opinar sobre su trabajo. Solamente publicó diez artículos (siendo el último artículo publicado de manera póstuma), de los cuales nueve fueron escritos en italiano y uno en alemán, siendo el italiano un idioma que no se encontraba muy extendido en la comunidad científica internacional.

Tras la publicación por Heisenberg en 1932 de un artículo clave para entender las fuerzas de intercambio de coordenadas espaciales y de spin, muchos en la Vía Panisperma, incluido Fermi, pensaron que el trabajo que Majorana se negó a publicar contenía la misma teoría y que por lo tanto había entendido el problema mucho antes de Heisenberg y se podría haber adelantado en la publicación. Tras esto, lo animaron a publicar el artículo, pero opinaba que Heisenberg ya lo había dicho todo, y mucho más, y que no merecía la pena. Tras intentar persuadirlo de la publicación, Fermi consiguió convencerlo para que fuera durante unos meses al extranjero, Leipzig y Copenhague, viaje que realizó con la ayuda de una beca del Consejo Nacional de Investigación a comienzos de 1933.

A su vuelta a Roma, Ettore comenzó a ausentarse del Instituto de Física cada vez más, hasta el punto de que pasaba largas temporadas fuera de él. Permanecía en casa dedicando un número extraordinariamente elevado de horas al estudio, en las cuales comenzó a interesarse por la economía política, la vida política y además aumentó su interés por la filosofía, más concretamente por el pensamiento de Schopenhauer. Se pensó que durante ese tiempo, se había mantenido ajeno a la física, pero documentos hallados en los últimos años, han demostrado que no fue así, ya que, por ejemplo, se ofreció a dar cursos gratuitos sobre física en el Instituto de Física de Roma que, sin embargo, no tuvieron lugar.

En 1937 volvió a sentir un interés renovado en la física teórica y desde el Instituto de Física le convencen de que publique un artículo que tenía guardado desde 1932, en el que matizaba las ideas de Paul Dirac sobre antipartículas titulado “Teoria simmetrica dell’elettrone e del positrone” y que posteriormente se convertiría en un artículo de referencia, cuya aplicación a la investigación, desde el punto de vista experimental, está todavía de actualidad.

Tras dicha publicación, Fermi y sus compañeros le animan a presentarse a un examen para obtener una plaza de profesor de física teórica en la Universidad de Palermo, pero duda. Finalmente, sin contárselo a nadie, decide optar a la plaza de la Universidad de Palermo y la consigue. Aquí llegamos a otro ejemplo de poder y presiones en el ámbito político. El senador Giovanni Gentile previendo que el hecho de que Majorana consiguiera la plaza de Palermo fuera una competencia para su hijo Giovanni Gentile Jr., presiona al entonces presidente del Consejo de Ministros de Italia Benito Mussolini para que nombre a Majorana como catedrático de Física Teórica de la Universidad de Nápoles.

Majorana se incorpora el 13 de enero de 1938 a su catedra en Nápoles y desempeña sus funciones de manera normal, pero dos meses más tarde, el 25 de Marzo, envía una carta al director del Instituto de Física de Nápoles diciendo que deja las clases y que recordará a todos los profesores y estudiantes del Instituto “al menos hasta las once de la noche de hoy, y posiblemente incluso más tarde…”. Sin embargo, al día siguiente envía un telegrama pidiendo que olvide la carta y al mismo tiempo envía otra carta indicando que “el mar le ha rechazado”, pero que no quiere volver a las clases.

La policía es movilizada para buscar a Ettore, alertados por sus amigos y familiares, y encuentran a un testigo que dice haberlo visto el 26 de Marzo por la noche en un barco de Palermo a Nápoles.

Cartel de búsqueda de Ettore Majorana (Fuente: Wikimedia Commons)

Nada más se supo de su persona. Todavía queda la duda de si se suicidó (nunca se encontró su cuerpo) o si se ocultó en algún lugar.

El décimo artículo

Como se ha mencionado, Majorana, sólo escribió diez artículos. El décimo fue encontrado por uno de sus hermanos entre los papeles que Ettore tenía guardados.

Dicho artículo, escrito en italiano, fue publicado en 1942 en la revista internacional italiana Scientia¹ gracias a uno de los amigos de Ettore, cuyo nombre ya nos ha aparecido con anterioridad, Giovanni Gentile Jr.

El hecho de que el artículo fuera escrito en italiano puede que fuera una de las razones por las que no llegó a una gran audiencia, pero también fue porque en dicho artículo daba su punto de vista, el punto de vista de un físico, sobre el valor de las leyes estadísticas en la física y en las ciencias sociales, de ahí el título del artículo “Il valore delle leggi statistiche nella fisica e nelle scienze social²”.

En la nota que acompañaba a la publicación en Scientia, escrita por Gentile Jr., se podía leer lo siguiente:

Este artículo de ETTORE MAJORANA – el gran físico teórico de la Universidad de Nápoles desaparecido el 25 de Marzo de 1938 – fue originalmente escrito para una revista de sociología. No fue publicada quizás debido a la reticencia que tenía el autor hacia la interacción con otros. Reticencia que le llevó con demasiada frecuencia a guardar importantes artículos en un cajón. Este artículo ha sido conservado por el dedicado cuidado de su hermano y presentado aquí no sólo por el interés intrínseco del tema sino sobre todo porque nos muestra uno de los aspectos de la rica personalidad de MAJORANA que tanto impresionaba a la gente que le conocía. Un pensador con un agudo sentido de la realidad y con una mente extremadamente crítica que no escéptica. Toma aquí una clara posición con respecto al debatido problema del valor estadístico de las leyes básicas de la física. Este aspecto, considerado por muchos académicos un defecto similar a la carga que el indeterminismo presenta en la evolución de la naturaleza es, de hecho, para MAJORANA una razón para reclamar la importancia intrínseca del método estadístico. Hasta ahora este método se ha aplicado sólo a las ciencias sociales y en la nueva interpretación de las leyes físicas recupera su significado original. GIOVANNI GENTILE jr., 1942³

Estudios recientes han demostrado que Majorana escribió el artículo por petición. Fue su tío Giuseppe Majorana, profesor de Economía en la Universidad de Catania, con intereses en la investigación en estadística aplicada y teórica, quien le solicitó por carta en 1936 que escribiera el artículo con motivo de su jubilación como profesor.

En este artículo, Majorana reflexiona sobre el comportamiento estadístico de los fenómenos físicos y como se pudieran parecer a los comportamientos propios de las ciencias sociales y del comportamiento humano.

Desde el punto de vista físico, Majorana defiende que hay aspectos característicos de la mecánica cuántica que la diferencian enormemente de la mecánica clásica:

No existen en la naturaleza leyes que expresen una sucesión fatal de fenómenos; también las últimas leyes relacionadas con los fenómenos elementales (sistemas atómicos) tienen carácter estadístico, permitiendo establecer solamente la probabilidad de que una medición verificada en un sistema preparado de un modo determinado dé un cierto resultado, y esto cualesquiera que sean los medios de que disponemos para determinar con la mayor exactitud posible el estado inicial del sistema. Estas leyes estadísticas indican una falta real de determinismo, y no tienen nada en común con las leyes estadísticas clásicas, en las cuales la incertidumbre de los resultados deriva de la renuncia voluntaria por razones prácticas a indagar los aspectos particulares de las condiciones iniciales de los sistemas físicos.

Actualmente, En las ciencias sociales se considera que las leyes estadísticas son necesarias para el modelado de comportamientos. Sin embargo, tanto en las ciencias naturales como en las sociales, esto no siempre ha sido así. Majorana pone de relieve que la naturaleza estadística de los fenómenos que ocurren en las ciencias naturales, como muestra la mecánica cuántica, sugiere que estas mismas leyes estadísticas sean aplicadas al modelado de los comportamientos sociales y económicos. Uno de los ejemplos más claros de aplicación de esta aproximación es el modelo de Black-Scholes para la valoración de opciones, utilizado en el ámbito financiero⁴.

Dicho artículo también da muestras de como su interés por la filosofía tiene su resultado en la comprensión del mundo que le rodea en función de los resultados físicos de la naturaleza:

El determinismo, que no deja ningún sitio a la libertad humana y obliga a considerar como ilusorios en su finalidad aparente todos los fenómenos de la vida, presenta una causa de debilidad real. Esta es una irremediable e inmediata contradicción con los datos más evidentes de nuestra consciencia.

A pesar de su poca contribución escrita, las grandes aportaciones de Ettore Majorana a la física son incuestionables. Además, el valor de su último artículo hizo cambiar la visión que hasta entonces se tenía de las ciencias sociales a través de su relación con las ciencias naturales y la naturaleza de las leyes estadísticas, haciendo que desde otras disciplinas distintas a la física se reflexionara sobre el papel que dichas leyes juegan en los mecanismos sociales y económicos.

La triste desaparición de Ettore Majorana dejó un vacío los científicos que dedican su vida a la comprensión de los fenómenos de la naturaleza pero, como todo gran científico, su legado sigue siendo importante incluso después de su muerte.

Notas

1. La web de la revista Scientia es http://www.scientiajournal.org/
2. La primera traducción del artículo original al inglés se debe a Rosario Nunzio Mantegna del Dipartimento di Física e Tecnologie Relative de la Università de Palermo, realizado en 2005. La única traducción que he encontrado en castellano se debe a Ramón F. Reboiras y C. Allones Pérez del Departamento de Sociología y Ciencia Política y de la Administración de la Universidad de Santiago, realizado en 2004.
3. Traducción propia del inglés.
4. Se puede encontrar más información sobre el modelo de Black-Scholes en, por ejemplo, Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Black%E2%80%93Scholes_model

Para saber más

Sobre la vida y desaparición de Ettore Majorana se ha escrito mucho y existen muchas entradas en blogs que son interesantes, por ejemplo El misterio Majorana en La ciencia de tu vida

Una de los campos de investigación experimental abiertos actualmente es descubrir si los neutrinos son su propia antipartícula, es decir, si son partículas de Majorana, ya que fue él quien lo predijo. En el blog Faster than Light que Juan José Gómez Cadenas tiene alojado en Jot Down Cultural Magazine, habla sobre este asunto en la entrada Paisaje sin neutrinos (III), decíamos ayer… Nadie mejor que Juan José para explicarlo, ya que lidera el experimento NEXT que  investiga si, efectivamente, el neutrino es su propia antipartícula.

Referencias

Allones Pérez. Majorana: Materiales para una biografía. EMPIRIA. Revista de Metodología de Ciencias Sociales. Nº 7, 2004, pp. 183-209

Ettore Majorana, El valor de las leyes estadísticas en la física y en las ciencias sociales. Traducción de Ramón F. Reboiras y C. Allones Pérez, EMPIRIA. Revista de Metodología de Ciencias Sociales. Nº 7, 2004

Rosario Nunzio Mantegna. The tenth article of Ettore Majorana, 2006. arXiv: physics/0608279v1 [physics.hist-ph]

Rosario Nunzio Mantegna. Majorana’s article on “The value of statistical laws in physics and social sciences”, 2006. PoS (EMC2006) 011

Rosario Nunzio Mantegna. Sicily and the development of Econophysics: the pioneering work of Ettore Majorana and the Econophysics Workshop in Palermo, 2014. arXiv:1409.0789v1 [physics.hist-ph]

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