David Hilbert es uno de los grandes matemáticos de todos los tiempos. Su trabajo influyó en numerosos campos, desde el álgebra abstracta a la teoría de números pasando por la mecánica cuántica y la teoría general de la relatividad (TGR). Durante décadas, se asoció a Hilbert con Einstein porque aparentemente los dos llegaron a las ecuaciones de la TGR con días de diferencia. La casi simultaneidad del trabajo de los dos investigadores ha sido la base de, en el mejor de los casos, leyendas sobre la carrera para encontrar las ecuaciones de la TGR y, en el peor, sospechas sobre si Einstein vio una versión preliminar del artículo de Hilbert y basó el suyo en éste. La investigación moderna ha exonerado a Einstein completamente, y ha vuelto las tornas de tal manera que ahora es Hilbert el sospechoso de un presunto plagio.

Hilbert y Einstein se encontraron por primera vez en el verano de 1915 cuando Einstein dio una serie de seis conferencias en Gotinga, donde Hilbert era profesor. Einstein se quedó con la familia Hilbert, y los dos hombres discutieron las dificultades de Einstein con la teoría de la gravedad. Einstein había publicado varios artículos desde 1911 en un intento de ampliar su teoría especial de la relatividad para incorporar la gravedad (precisamente en 1911 publicó el artículo en el que afirmaba que un rayo de luz vería modificada su trayectoria por la presencia de una masa), y aunque no había presentado una teoría completa todavía, estos artículos fueron los precursores de lo que sería la TGR. Después de varios días en la compañía de Einstein, Hilbert estaba ansioso por poner su capacidad matemática al servicio de las nuevas ideas sobre la gravitación. En esa época, la comunidad de físicos de Gotinga estaba muy orientada a la creación de modelos matemáticos como enfoque de la física moderna, y Einstein después comentaría que hicieron más por el desarrollo de las matemáticas de la TGR que sus propios colegas de la Universidad de Berlín.

Durante los meses siguientes Einstein entró en una fase de trabajo febril. Se dio cuenta de que había estado siguiendo el camino equivocado y ahora había encontrado la forma correcta de formular la TGR. Durante este tiempo dejó de escribirse con todo el mundo, excepto con Hilbert. Está claro a la vista de esta correspondencia que los dos hombres intercambiaban información sobre su trabajo. Así, Einstein comunicó que se había dado cuenta de que sus pruebas anteriores estaban equivocadas y Hilbert que estaba trabajando en la forma de conectar la gravedad con la teoría de la luz.

Pero en algún momento de este intercambio, Einstein comenzó a preocuparle el que Hilbert estuviese tan implicado. En noviembre, Hilbert le ofreció a Einstein su último conjunto de ecuaciones y Einstein, que acababa de descubrir las ecuaciones finales de la TGR, escribió la respuesta inmediatamente, claramente intentando establecer su prioridad: “El sistema que envías está de acuerdo, hasta donde puedo ver, exactamente con lo que he encontrado en las últimas semanas y que he presentado a la Academia”. Unos días después escribió otra tarjeta postal a Hilbert afirmando de nuevo que el había desarrollado sus ecuaciones independientemente: “Hoy presento a la Academia un artículo en el que derivo cuantitativamente a partir de la relatividad general, sin ninguna otra hipótesis, el movimiento [precesión] del perihelio de Mercurio descubierto por LeVerrier. Ninguna teoría de la gravitación había conseguido esto hasta ahora”. Einstein no sólo estaba aquí afirmando su prioridad, sino también señalando el increíble logro que reclamaba claramente como suyo. No mencionó, sin embargo, que había trabajado en el problema del perihelio durante varios años y que, por lo tanto, el descubrimiento no era algo que había escrito corriendo en unos pocos días. Hilbert no pudo hacer otra cosa que mandar una nota de felicitación.

Hilbert como preocupación

A pesar de ello está claro que a Einstein le seguía preocupando Hilbert. Tan pronto como Einstein publicó su artículo el 25 de noviembre, escribió a su amigo Arnold Sommerfeld: “La teoría es bella más allá de toda comparación. Sin embargo, solo un colega la ha comprendido realmente, y está buscando ‘ser partícipe’ en ella… astutamente. En mi experiencia personal no he llegado a conocer la desdicha de la condición humana mejor que a resultas de esta teoría y todo lo conectado con ella”.

Aunque la preocupación de Einstein con el asunto de la prioridad da indicios suficientes para pensar que Einstein sí desarrolló las ecuaciones de la TGR él mismo, de igual manera implica que Hilbert, también, las encontró él mismo. Consecuentemente, la historia habitual del descubrimiento de la TGR siempre ha tenido esta vuelta de tuerca extra: Einstein tendría el mérito de la TGR por unos días, ya que Hilbert la podía haber publicado también. Algunos historiadores de la ciencia han llevado la cuestión más allá. El artículo de Einstein sobre la TGR se publicó el 25 de noviembre de 1915, mientras que el de Hilbert, impreso en marzo del año siguiente, mostraba una fecha de envío del 20 de noviembre. Se ha sugerido que Einstein vio la prueba de Hilbert antes de publicar su propio trabajo, y pudo haber hecho uso fácilmente de la información de Hilbert en su artículo.

Este debate concluyó en 1997. John Stachel, Jürgen Renn y Leo Corry publicaron un artículo en Science en el que analizaban la correspondencia de los archivos tanto de Einstein como de Hilbert. Por una parte, la fecha de envío del artículo de Hilbert es incorrecta, no se envió hasta el 6 de diciembre de 1915, dos semanas después de que se publicase el artículo de Einstein. Lo que es más importante, ni el envío original de Hilbert ni las pruebas que había enviado antes a Einstein, provocándole tanta preocupación, incluyen las ecuaciones correctas de la TGR. Einstein parece que reaccionó histéricamente al trabajo de Hilbert, pudiendo incluso malinterpretar las ecuaciones, viéndolas a la luz de sus propios hallazgos. Está claro que Einstein no pudo tomar nada de Hilbert para su artículo sobre la TGR.

Al contrario, parece que Hilbert habría alterado su artículo para acomodarlo a las ecuaciones recientemente publicadas por Einstein. También es cierto que el trabajo de Hilbert no pretendía hacer lo que Einstein había hecho, es decir, desarrollar una nueva teoría de la gravitación. En vez de eso Hilbert estaba intentando unir la gravedad con investigaciones previas sobre el espectro electromagnético. Su artículo llevaba el ambicioso título de “Los cimientos de la física”, por lo que tenía sentido editarlo para incluir los últimos avances en gravitación; parece que editó su envío original, incorporando el nuevo trabajo de Einstein sobre la gravitación en la versión publicada del artículo. Esto es comprensible, lo que no lo es tanto es el fechar antes el envío, lo que hizo que muchos pensasen que Hilbert había desarrollado esas ecuaciones por sí mismo. Si esta modificación de fecha fue un error o un acto consciente probablemente no se sabrá nunca. Lo que si está claro es que Hilbert fue un matemático brillante, más allá de toda duda.

A pesar de la breve disputa entre Einstein y Hilbert, este episodio no llevó a una animosidad a largo plazo. El 20 de diciembre de 1915, Einstein escribió una carta a Hilbert diciendo, “Ha habido algo de malos sentimientos entre nosotros, la causa de los cuales no quiero analizar. He luchado contra el sentimiento de amargura asociado con ellos, y esto con un éxito completo. Pienso en usted con amabilidad sincera y le pido que intente hacer lo mismo para conmigo. Objetivamente es una lástima que dos colegas que se las han arreglado para sacar algo de este mezquino mundo no se lleven bien el uno con el otro”. Aunque se desconoce si Hilbert respondió, los dos hombres mantuvieron desde entonces una relación cordial.

Referencia:

Corry, L. (1997). Belated Decision in the Hilbert-Einstein Priority Dispute Science, 278 (5341), 1270-1273 DOI: 10.1126/science.278.5341.1270

Para saber más:

Las ecuaciones de campo de la relatividad general

A.J. Durán (2019) Einstein y Hilbert (1 y 2) Blog del Instituto de Matemáticas de la Universidad de Sevilla

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 26 de julio de 2009.