ciencia

Alejandro Mayorga

Planck, Einstein y el nacimiento de la teoría cuántica
(1900-1905)
Tu vuelo solo puede llevarme al infierno:
yo soy el infierno.
John Milton (1608-1674)
El Paraíso Perdido

Abstraet. This paper deals with the ways
by which Max Planck (1858-1947) and Albert
Einstein (1879-1955) set up the foundations of
quantum theory in the 1900-1905 periodo Basically, theconnection with the lines of thought
opened by Ludwig Boltzmann (1844-1906) in
1877 is established as the disruptive element of
their discoveries.
Resumen. Este artículo intenta exponer los
caminos que condujeron a Max Planck (18581947) Y a Albert Einstein (1879-1955) a sentar
las bases de la teoría cuántica en el período
comprendido entre 1900 y 1905. En lo fundamental, se establece la conexión conla línea de
pensamiento abierta en 1877 por Ludwig Boltzmann (1844-1906) acerca de la relación entre
eniropta y probabilidad como elemento desencadenador de sus descubrimientos.

I
Introducción
La teoría cuántica nació como un intento desesperado por resolver el problema planteado por
la radiación del cuerpo negro.
Inicialmente propuesto por Gustav Kirchhoff
en 1859, los científicos definales del siglo XIX

abordaron este problema desde la perspectiva de
la teoría electromagnética (Maxwell) y de la termodinámica (Clausius-Kelvin) y hacia 1897 creyeron tener la respuesta correcta. Solo dos años
después, hacia octubre de 1900, la investigación
experimental desplomaría esa esperanza.
En octubre de 1900, al intentar hallar una salida al problema, Planck propuso una fórmula deinterpolación que concordaba con los datos experimentales, pero que según él carecía de sentido
físico. En diciembre de 1900, en su intento de
fundamentar la fórmula de octubre, Planck introdujo un nuevo elemento en el análisis del problema: la aplicación del principio de Boltzmann a la
interacción entre energía y materia. Como resultado de esta incursión Planck derivó una fórmula
en la queaparecía una nueva constante (h), la
cual expresaba el carácter discontinuo de esa interacción. El significado físico de esta constante
quedaba en suspenso al no poder ser incorporada
al entramado de la física clásica, por lo que la
consideró el resultado de un truco matemático.
Hasta 1907 Planck mantuvo una posición bastante hostil hacia la idea de aceptar una discontinuidad real tanto en lainteracción radiación-materia
como en la radiación electromagnética libre.
Einstein fue el primero en tomar en serio las
implicaciones físicas del trabajo de Planck! y en
1905, en su intento de hallar nuevos caminos

Rev. Filosofía Univ. Costa Rica, XL (100),145-152,2002

ALEJANDRO

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para llegar a la constante h, rechazó el uso que
este dio en diciembre de 1900 al principio deBoltzmann. A partir de sus estudios anteriores a
1905 sobre termodinámica estadística (en especial de su derivación del principio de Boltzmann,
la dependencia respecto del volumen de las cantidades termodinámicas y la derivación de la fórmula de las fluctuaciones energéticas), la teoría
cinética de los gases, la ley de Wien y de la termodinámica, Einstein articuló un argumento mediante el cuallogró proponer el carácter corpuscular de la radiación electromagnética libre.
Para establecer la ruta que conduce a la configuración del período fundacional de la teoría
cuántica y esclarecer los sentidos en que Planck
y Einstein utilizaron el principio de Boltzmann,
nos ocuparemos en primer lugar del artículo publicado por Planck en diciembre de 1900 y por
último del artículo de Einstein dejunio de 1905.

11
Planck: diciembre de 1900.
Un salto desesperado
El 7 de octubre de 1900, el mismo día en que
Heinrich Rubens (1865-1922)
comunicó a
Planck los resultados experimentales que establecían la incorrección de la fórmula de distribución de energía radiante del cuerpo negro que
Wilhelm Wien (1864-1928) había propuesto en
18962, Planck se dedica a buscar una salida al...