III.- LA REVOLUCION

INDUSTRIAL

En el siglo XVIII, el de la Ilustración o “Siglo de la Luces”, está casi unánimemente caracterizado por los siguientes fenómenos sociales:

Desarrollo del espíritu científico, apartándose de los tradicionales esquemas católicos.

Desarrollo de la burguesía y consiguiente aparición de brotes capitalistas.

Aumento del poder del Estado en detrimento del poder eclesiástico. Son frecuentes los monarcas que comparten el espíritu del racionalismo experimental y protegen las investigaciones científicas para mejorar los medios de producción, tales como la agricultura y la industria.

Es la época de la fe incondicional en la razón humana, por encima de cualquier creencia. Cuando en 1796 publicó Laplace la “Exposición del Sistema del Mundo” y se la entregó a Napoleón, éste le mostró su sorpresa al no encontrar mencionado a Dios por ninguna parte, a lo que aquél respondió con su célebre “no tengo necesidad de esa hipótesis”. Newton se hubiera escandalizado de la irreverencia laplaciana.

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Laplace, Pierre-Simon, marqués de (Beaumont-en-Auge, Francia, 1749-París, 1827) Matemático francés. Hijo de un granjero, inició sus estudios primarios en la escuela local, pero gracias a la intervención de D’Alembert, profundamente impresionado por un escrito del joven sobre los principios de la Mecánica, pudo trasladarse a la capital, donde consiguió una plaza en la École Militaire.

Entre 1771 y 1789 desarrolló la mayor parte de su trabajo sobre Astronomía, particularmente su estudio sobre las desigualdades planetarias, seguido por algunos escritos sobre cálculo integral y ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Destaca entre su producción del período 1784-1787 la determinación de la atracción de un esferoide sobre una partícula situada en su exterior, para cuya determinación introduciría el análisis de armónicos o coeficientes de Laplace y el concepto de potencial. En 1796 publicó su “Exposición del Sistema del Mundo”, en el que ofreció una versión divulgativa de la Mecánica newtoniana y una exposición del Sistema Solar. Sus resultados analíticos sobre la Mecánica estelar se publicaron en los cinco volúmenes del “Tratado de Mecánica celeste” (1799-1825). En los dos primeros volúmenes describió métodos para el cálculo del movimiento de los planetas y sus satélites, y determinó sus trayectorias. El tercero contiene la aplicación de estos métodos y muchas tablas astronómicas.

En 1814, Laplace publicó un ensayo sobre probabilidades orientado al lector profano, que le serviría de base para la segunda introducción de su “Teoría analítica de las probabilidades” (tratado publicado en 1812), donde incluyó una exposición del método de los mínimos cuadrados, base de toda la teoría de los errores.

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Durante el siglo XVIII y los dos primeros tercios del XIX, el afán mecanicista iniciado en el Renacimiento y sistematizado con la Revolución Barroca, alcanza sus más altas cotas. La formalización de la Mecánica Clásica se extendió a campos hasta entonces no mecánicos y por ello menos prestigiosos, las que denominamos Ciencias baconianas. A partir del siglo XIX, hablar de Física es referirse a lo que hoy reconocemos como tal, sin poner barreras infranqueables entre los aspectos teóricos y experimentales.

En este período, toda la Ciencia Física se matematiza; se fortalecen conceptos tan fecundos como el newtoniano de fuerza, aparecen otros de difícil interpretación, como el de la energía, se busca la unidad de la Física a costa de reducir, sí es posible a uno solo, los artificiosos pero útiles fluidos imponderables, y se produce una simbiosis entre los saberes científicos y técnicos, que permiten hablar legítimamente de la Revolución Industrial.

Se pasa de la producción manual, doméstica y artesanal a la producción mecánica, en fábricas y con maquinaria. Estamos hablando, en definitiva, de algo más que de un nuevo estilo científico: se trata de la formación también del mundo moderno.

UN MUNDO MECANICO, DETERMINISTA Y LAICO

Las Leyes de Newton están referidas a puntos materiales aislados, puntos con masa pero inextensos, tales que sus posiciones, velocidades y aceleraciones en un instante dado son inequívocas. Por tanto, los astros, a pesar de sus enormes dimensiones, son, en la Teoría newtoniana, insignificantes puntos másicos. La transferencia de la Física del punto a la de los cuerpos sólidos, atrajo a los matemáticos ilustrados, los llamados “geómetras “ o “algebristas”, siendo en su mayor parte franceses, suizos o alemanes, quienes ahora se dedican a desarrollar el newtonismo, mientras que los filósofos naturales ingleses optaron por la vía de la investigación empírica. A lo largo del siglo XIX, estas diferencias metodológicas van desapareciendo.

La forma más sencilla de afrontar el problema era considerar los cuerpos como sólidos “rígidos”, en los que la distancia entre cada dos partículas es inalterable, y por tanto el cuerpo se mantiene indeformable. Para resolver esta situación, eran insuficientes las tres coordenadas cartesianas que localizan un punto en el espacio; había que introducir magnitudes relacionadas con la orientación del cuerpo en el espacio, y eligieron otras tres de carácter angular, formando así un conjunto de seis coordenadas como base de referencia para hablar de la posición.

En este proceso, arduo y matemáticamente muy complejo, sobresalió el ya mencionado Leonhard Euler, nacido en Basilea en 1707 y muerto en San Petersburgo en 1783, adonde fue por mediación de los Bernouilli, de quienes fue alumno y amigo. Euler es quizá el matemático más prolífico de todos los tiempos: escribió sobre Algebra, Geometría, Análisis, Teoría de números, Acústica, Optica, Mecánica, Hidrodinámica, Astronomía, Balística, hasta un total de 866 títulos, de los que el 54% corresponden, curiosamente, a la época de su ceguera total. Fue el iniciador de la Mecánica en la forma actual, modificando el formulismo geométrico de Newton por el algebraico y analítico que ahora practicamos, pero manteniendo el concepto de fuerza propio de la Estática como básico para la Dinámica, según los procedimientos newtonianos.

En 1736 publicó “Mecánica analítica”, primer tratado con ese título en la Historia de la Física, donde queda precisado definitivamente el concepto de “masa puntual”, aclara el significado analítico de aceleración y emplea el concepto de vector o “magnitud geométrica”, aunque sin la notación actual, que es muy posterior. En “Descubrimiento de un nuevo principio de la Mecánica” (1750), establece lo que él llamó “primeros principios de la Mecánica”, que corresponden a las hoy llamadas Leyes de Newton, escritas por primera vez por Euler.

En 1765 publicó "Teoría del movimiento de los cuerpos sólidos o rígidos", donde intenta incluso extender la Teoría a los sólidos deformables, para lo que define "centro de masas" o "centro de inercia", más general que el "centro de gravedad" newtoniano. Para los cuerpos rígidos precisó cómo la inercia o resistencia al cambio en el estado de movimiento, queda determinada no por la masa, sino por el "tensor de inercia"; años antes había introducido el concepto de "momento de inercia".

La imagen que Lagrange presenta de la Mecánica es la de una disciplina cerrada, sin preocuparse por la introducción o revisión de los conceptos básicos, lo que convierte sus teorías en una rama de la Teoría de las ecuaciones diferenciales, que por entonces estaban en pleno desarrollo. Sin embargo, su "Mecánica" consta de planteamientos que han sido muy útiles al avance de lo que al final será bautizado como "Mecánica Clásica".

La formulación de Lagrange es el primer enunciado formal del Principio de mínima acción y el primer enunciado de las leyes de una extensa rama de la Mecánica sin uso a priori del concepto "fuerza". Respecto a la "mínima acción", Lagrange la toma de "Essai de Cosmologie", (1751), de Pierre L.M. de Maupertuis (1698-1759), quien más por razones teológicas y metafísicas que científicas, pensaba que la armonía del Universo exigía una cierta economía, de manera que todo movimiento debía producirse con la variación mínima de alguna magnitud. Esa magnitud no podía ser el tiempo mismo, porque implicaría una precipitación caótica; así introdujo el concepto que denominó "acción", y definió como el producto del tiempo por el valor medio de la "vis viva" (o "fuerza viva" establecida por Leibniz como el producto de la masa por el cuadrado de la velocidad). Este "Principio Económico" ya tenía un precedente en el mínimo del camino óptico propuesto por Pierre de Fermat (1601-1665) para la refracción de la luz.

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Fermat, Pierre de (Beaumont, Francia, 1601-Castres, id., 1665) Matemático francés. Poco se conoce de sus primeros años, excepto que estudió Derecho, posiblemente en Toulouse y Burdeos. Interesado por las Matemáticas, en 1629 abordó la tarea de reconstruir algunas de las demostraciones perdidas del matemático griego Apolonio relativas a los lugares geométricos; a tal efecto desarrollaría, contemporánea e independientemente de René Descartes, un método algebraico para tratar cuestiones de Geometría por medio de un sistema de coordenadas.

Diseñó así mismo un algoritmo de diferenciación mediante el cual pudo determinar los valores máximos y mínimos de una curva polinómica, amén de trazar las correspondientes tangentes, logros todos ellos que abrieron el camino al desarrollo ulterior del cálculo infinitesimal por Newton y Leibniz. Tras asumir correctamente que cuando la luz se desplaza en un medio más denso su velocidad disminuye, demostró que el camino de un rayo luminoso entre dos puntos es siempre aquel que menos tiempo le cuesta recorrer; de dicho principio, que lleva su nombre, se deducen las Leyes de la Reflexión y la Refracción. En 1654, y como resultado de una larga correspondencia, desarrolló con Blaise Pascal los principios de la Teoría de la probabilidad.

Otro campo en el que realizó destacadas aportaciones fue el de la Teoría de números, en la que empezó a interesarse tras consultar una edición de la Aritmética de Diofanto; precisamente en el margen de una página de dicha edición fue donde anotó el célebre Teorema que lleva su nombre y que tardaría más de tres siglos en demostrarse. De su trabajo en dicho campo se derivaron importantes resultados relacionados con las propiedades de los números primos, muchas de las cuales quedaron expresadas en forma de simples proposiciones y teoremas.

Desarrolló también un ingenioso método de demostración que denominó «del descenso infinito». Extremadamente prolífico, sus deberes profesionales y su particular forma de trabajar (sólo publicó una obra científica en vida), redujeron en gran medida el impacto de su obra.

He aquí su célebre Teorema:

«Si n es un entero mayor que 2, la ecuación:

x (elevada a n) + y (elevada a n) = z (elevada a n)

no tiene solución entera positiva distinta de x=y=z=0.»

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Pascal, Blaise (Clermont-Ferrand, Francia, 1623-París, 1662) Filósofo, físico y matemático francés. Su madre falleció cuando él contaba tres años, a raíz de lo cual su padre se trasladó a París con su familia (1630).

Fue un genio precoz a quien su padre inició muy pronto en la Geometría e introdujo en el círculo de Mersenne, la Academia, a la que él mismo pertenecía. Allí se familiarizó con las ideas de Girard Desargues y en 1640 redactó su “Ensayo sobre las cónicas” (Essai pour les coniques), que contenía lo que hoy se conoce como Teorema del Hexágono de Pascal. La designación de su padre como comisario del impuesto real supuso el traslado a Ruán, donde Pascal desarrolló un nuevo interés por el diseño y la construcción de una máquina de sumar; se conservan todavía varios ejemplares del modelo que ideó, algunos de cuyos principios se utilizaron luego en las modernas calculadoras mecánicas.

En Ruán comenzó también a interesarse por la Física, y en especial por la Hidrostática, y emprendió sus primeras experiencias sobre el vacío; intervino en la polémica en torno a la existencia del “horror vacui” en la Naturaleza y realizó importantes experimentos (en especial el de Puy de Dôme en 1647) en apoyo de la explicación dada por Torricelli al funcionamiento del barómetro.

La enfermedad le indujo a regresar a París en el verano de 1647; los médicos le aconsejaron distracción e inició un período mundano que terminó con su experiencia mística del 23 de noviembre de 1654, su segunda conversión (en 1645 había abrazado el jansenismo); convencido de que el camino hacia Dios estaba en el Cristianismo y no en la Filosofía, suspendió su trabajo científico casi por completo. Pocos meses antes, como testimonia su correspondencia con Fermat, se había ocupado de las propiedades del triángulo aritmético, hoy llamado de Pascal, y que da los coeficientes de los desarrollos de las sucesivas potencias de un binomio; su tratamiento de dicho triángulo en términos de una «Geometría del azar» le convirtió en uno de los fundadores del Cálculo matemático de probabilidades.

En 1658, al parecer con el objeto de olvidarse de un dolor de muelas, elaboró su estudio de la cicloide, que resultó un importante estímulo en el desarrollo del cálculo diferencial. Desde 1655 frecuentó Port-Royal, donde se había retirado su hermana Jacqueline en 1652. Tomó partido en favor de Arnauld, el general de los jansenistas, y publicó anónimamente sus Provinciales. El éxito de las cartas le llevó a proyectar una apología de la religión cristiana; el deterioro de su salud a partir de 1658 frustró, sin embargo, el proyecto, y las notas dispersas relativas a él quedaron más tarde recogidas en sus famosos “Pensamientos sobre la Religión” (Pensées sur la religion, 1669).

Aunque rechazó siempre la posibilidad de establecer pruebas racionales de la existencia de Dios, cuya infinitud consideró inabarcable para la razón, admitió no obstante que esta última podía preparar el camino de la fe para combatir el escepticismo. La famosa apuesta de Pascal analiza la creencia en Dios en términos de apuesta sobre su existencia, pues si el hombre cree y finalmente Dios no existe, nada se pierde en realidad.

La tensión de su pensamiento entre la Ciencia y la Religión quedó reflejada en su admisión de dos principios del conocimiento: la razón (esprit géométrique), orientada hacia las verdades científicas y que procede sistemáticamente a partir de definiciones e hipótesis para avanzar demostrativamente hacia nuevas proposiciones, y el corazón (esprit de finesse), que no se sirve de procedimientos sistemáticos porque posee un poder de comprensión inmediata, repentina y total, en términos de intuición. En esta última se halla la fuente del discernimiento necesario para elegir los valores en que la razón debe cimentar su labor.

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La analogía entre procesos mecánicos y ópticos sugerida por sendas aplicaciones del “Principio de mínimo” no fue muy beneficiosa para la Física, porque animó a insistir en la descripción de los fenómenos ópticos mediante las leyes de Newton y el modelo corpuscular, lo que a la larga resultó bastante engañoso.

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Bradley, James (Sherborne, Inglaterra, 1693-Chalford, id., 1762) Astrónomo inglés. Aprendió Astronomía de su tío, el reverendo J. Pound también astrónomo . En 1718 fue elegido miembro de la Royal Society y a partir de 1721 ejerció como profesor en la Universidad de Oxford. En 1742 sustituyó a E. Halley como director del observatorio de Greenwich. Fue el descubridor de la aberración de la luz estelar, resultado de la velocidad finita de la luz y del movimiento orbital de la Tierra.

En base a la cuantificación de la aberración para la estrella Gamma Draconis, confirmó la velocidad de 250 000 kilómetros por segundo para la luz y aportó la primera prueba en favor de la teoría de Copérnico. En 1748 reveló la existencia del movimiento nodal del eje de la Tierra (nutación). De 1750 a 1762 efectúo unas 60000 observaciones estelares, que más adelante serían utilizadas para la determinación de paralajes por F. W. Bessel.

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El beneficio más destacado de la formalización mecánica fue para la Ciencia Física Clásica, en particular la Astronomía, que avanzó tanto en los aspectos teóricos, Astronomía dinámica, donde sobresalió Laplace, como en la consolidación de la Astronomía observacional, con protagonistas como James Bradley (1693-1762), William Herschel (1738-1822), John F.W. Herschel (1738-1822) y John C.Adams (1819-1892).

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Herschel, sir William (Hannover, actual Alemania, 1738-Slough, Reino Unido, 1822) Astrónomo germanobritánico. Comenzó como músico, la misma profesión de su padre. En 1757, escapando de la ocupación francesa de Hannover, emigró a Inglaterra, donde se ganó la vida como copista musical hasta 1767, año en que fue elegido organista de una iglesia en Bath. En 1772, su hermana Carolina, con quien compartía la pasión por la Astronomía, se fue a vivir con él a Bath. Su interés por la teoría de la Música le condujo a las Matemáticas y en última instancia a la Astronomía.

Herschel construía sus propios telescopios de grandes espejos, los cuales fueron reconocidos como los mejores de su época, incluso superiores a los que se usaban en Greenwich. En 1781 se ganó una enorme reputación con el descubrimiento del planeta Urano, el primero descubierto desde la Antigüedad, tras lo cual fue galardonado por la Royal Society de Londres con la medalla Copley. En 1782, el rey Jorge III lo nombró astrónomo real, y se trasladó entonces a Datchet, cerca del castillo de Windsor. En 1786 se instalaría definitivamente en Slough.

Herschel, a diferencia de sus contemporáneos, y gracias a la calidad de sus telescopios, concentró sus observaciones en los cuerpos celestes más distantes. Catalogó 2000 nuevas nebulosas, 800 estrellas dobles, 2 satélites de Urano (Titania y Oberon), 2 de Saturno (Mimas y Encelado) y los cometas de los años 1807 y 1811. Estudió las estrellas dobles, y le corresponde la determinación de que esta duplicidad no era debida a un efecto de perspectiva sino a un vínculo físico entre las estrellas. También son destacables sus aportaciones teóricas sobre la estructura del Universo y su evolución. Defensor de la composición estelar de las nebulosas, fue el primero en discernir la estructura de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

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A estos años corresponden hallazgos decisivos: la aberración de la luz, el planeta Urano descubierto en 1781, el movimiento de las “estrellas fijas”, los asteroides, la determinación de las distancias relativas entre las estrellas, el descubrimiento de Neptuno en 1846, etc. etc. Por último, hay que anotar un importante y nuevo recurso instrumental: la aplicación del espectroscopio a la observación astronómica.

Con él se desvanece la imagen nocturna y literaria de las estrellas para dar paso a la realidad: a unas estrellas que son cuerpos celestes donde se producen reacciones químicas detectables mediante el análisis espectral. Por este camino se llegó al reconocimiento de elementos químicos desconocidos en la Tierra, como el helio, descubierto por Norman Lockyer (1836-1929) al analizar el espectro solar.

Tal fue el auge mecanicista a partir de finales del siglo XVII, que se intentó extender la filosofía mecánica del mundo físico al mundo social, lo que dio lugar a la idea de progreso que caracteriza la Ilustración, apoyada en la creencia de que el hombre es la medida de todas las cosas, y en que el uso de las Matemáticas mejora las formas de vida.

La adhesión mecanicista es cartesiana porque hasta mediados del siglo XVIII el newtonismo no arraiga en el continente, y es con la versión del “estilo newtoniano” cuando se producen aportaciones culminantes al mecanicismo, como la concepción laplaciana del “Calculador Divino”, aquella inteligencia privilegiada. Propulsores de la idea de progreso fueron Montesquieu, Voltaire, Condillac, D´Alembert, Diderot y otros “filósofos”, entre los que se encuentran editores de la obra capital del progresismo francés: la “Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers”, publicada entre 1751 y 1780.

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ALEMBERT, JEAN LE ROND d' (París, 1717-id., 1783) Físico, matemático y filósofo francés. Hijo natural de Madame de Tencin y el caballero Destouches, un general de artillería, fue abandonado en las escalinatas de la capilla de Saint Jean-Le-Rond, contigua a Notre-Dame de París, circunstancia a la que debe su nombre. Confiado a los cuidados de la esposa de un vidriero, a la que consideró siempre como su verdadera madre, recibió una pequeña renta de su padre que le permitió sufragar sus estudios de Derecho y Teología, pronto abandonados en favor de las Matemáticas.

Sus precoces publicaciones sobre cálculo integral le valieron el ingreso en la Academia de las Ciencias de París cuando tan sólo contaba veinticuatro años. Entre 1743 y 1754 publicó sus obras científicas más importantes, la primera de las cuales fue el famoso “Tratado de Dinámica” (1743), en el que expuso la mecánica de los cuerpos rígidos basándose en el principio que lleva su nombre y que establece la existencia de equilibrio entre las acciones y las reacciones internas de un sistema rígido. La aplicación de dicho principio a los fluidos dio pie a su “Tratado del equilibrio y movimiento de los fluidos” (1744), y desarrolló aquellos aspectos de la cuestión que hacían referencia al movimiento del aire en la “Théorie générale des vents” (1745); en este último trabajo se enfrentó con la demostración del llamado Teorema fundamental del álgebra, para el cual halló una demostración parcial. En 1747 aplicó el cálculo diferencial al análisis del problema físico de la cuerda vibrante, lo cual le condujo a la resolución de una ecuación diferencial en derivadas parciales para la que encontró una solución.

En las “Investigaciones sobre la precesión de los equinoccios” (1749), estableció las ecuaciones del movimiento de la Tierra en torno a su centro de gravedad y abordó el problema de los tres cuerpos (relaciones entre las fuerzas y los movimientos correspondientes del Sol, la Tierra y la Luna). En 1754 fue elegido miembro de la Académie Française, de la que se convirtió en secretario perpetuo en 1772.

Junto con Denis Diderot, D'Alembert asumió la dirección de la Enciclopedia, contribuyendo a ella con el famoso Discurso preliminar; en él expuso su visión de la historia de la cultura como desarrollo del conocimiento humano, de modo que, en el estudio de dicha historia, el hombre había de conocerse a sí mismo y hallar una guía para su acción futura. Redactó también casi por completo los artículos de Matemáticas, así como buena parte de los filosóficos, amén de numerosos artículos dedicados a la Física y a otras materias; su artículo Genève, inspirado por Voltaire, provocó las protestas de Rousseau. El pensamiento de D'Alembert combina muchos de los elementos del empirismo y el racionalismo de los ilustrados.

Consideró la Filosofía como la unificadora de los diversos saberes, sistema racional de las relaciones entre principios y fenómenos, viendo en estos últimos el fundamento del conocimiento. Su racionalismo le llevó a luchar contra toda creencia en una realidad trascendente, mítica o religiosa, que consideraba oscurantista; y su empirismo le llevó a oponerse a cualquier principio metafísico que eludiera el contraste mediante la experiencia. Adversario, en este sentido, de la Religión, la consideró como un instrumento para regular las costumbres del pueblo y propugnó un catecismo laico cuyo fin supremo fuera la utilidad social.

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LA MAQUINA DE VAPOR: UNA “MAQUINA FILOSOFICA” QUE REVOLUCIONÓ EL MUNDO

A lo largo del siglo XVII, tras los trabajos sobre vacío de Torricelli, Boyle y Otto von Guericke, empezó a circular la idea de elevar el agua por medio del fuego, pues era evidente el poder del fuego en la producción de calor y en la rápida vaporización de los líquidos. Estudiando los procesos de ebullición, Denis Papin (1674-1712) construyó su célebre marmita o “digesteur”, dada a conocer en su obra “De la manera de ablandar los huesos y de cocer toda clase de carnes en muy poco tiempo”, publicada en 1682.

La teoría esencial de la marmita es cómo el punto de ebullición depende de la presión de vapor, pero el hecho que más nos interesa ahora es el reconocimiento del poder motriz del vapor, ante el que Papin se vio obligado a inventar una válvula de seguridad para su incipiente olla a presión. Y no sólo esto: intentó construir una rudimentaria máquina de vapor, una “máquina filosófica”, como en principio fue denominada, según correspondía al espíritu baconiano del momento.

Fue el inglés Thomas Savery (1650-1715), quien consiguió construir y aplicar en algunas minas inglesas, su máquina para “elevar agua por medio del fuego”, descrita en “The miner´s friend” (“El amigo del minero”).

Otro ingeniero inglés, Thomas Newcomen (1663-1729), diseñó una máquina más segura que la de Savery, porque trabajaba a la presión atmosférica solamente. La construyó en 1712 y desde 1725 fue la única existente hasta su reemplazamiento por la del ingeniero escocés James Watt (1736-1819). Todos ellos son, sin duda, los artífices de la Revolución Industrial.

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Newcomen, Thomas (Dartmouth, Inglaterra, 1663-Londres, 1729) Inventor inglés. Como ferretero en su ciudad natal se encontró en inmejorable posición para evaluar los costes de la extracción del agua de las minas de la región de Cornualles, que por aquel entonces se realizaba gracias al trabajo mecánico de los caballos.

Con la ayuda de su socio J. Calley, trabajó durante años en el diseño de una máquina de bombeo impulsada por vapor que, a diferencia de la ideada por T. Savery, no estuviera limitada por la presión del mismo, sino que aprovechara como impulso el vacío creado por la condensación del vapor en el interior del cilindro del pistón. La primera máquina de Newcomen fue instalada en 1712, y aunque su rendimiento de conversión de energía calorífica en mecánica era apenas del uno por ciento, no tuvo rival durante más de medio siglo.

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Watt obtuvo la primera patente el 29 de Abril de 1769, una fecha clave para la historia reciente. La nueva máquina resolvió el problema del bombeo de agua en las minas, pero fue mucho más: se convirtió en la primera “fuerza motriz” de industrias hasta entonces artesanas. La metalurgia, las manufacturas textiles y la tracción mecánica mediante locomotoras de vapor, cambiaron el semblante de pueblos y ciudades.

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Watt, James (Greenock, Reino Unido, 1736-Heathfield Hall, id., 1819) Ingeniero escocés. Estudió en la Universidad de Glasgow y posteriormente (1755) en la de Londres, en la que sólo permaneció un año debido a un empeoramiento de su salud, ya quebradiza desde su infancia. A su regreso a Glasgow en 1757, abrió una tienda en la Universidad dedicada a la venta de instrumental matemático (reglas, escuadras, compases, etc.) de su propia manufactura.

En la Universidad tuvo la oportunidad de entrar en contacto con muchos científicos y de entablar amistad con Joseph Black, el introductor del concepto de calor latente. En 1764 contrajo matrimonio con su prima Margaret Miller, con la que tuvo seis hijos antes de la muerte de ésta, nueve años más tarde. Ese mismo año (1773) observó que las máquinas de vapor Newcomen desaprovechaban gran cantidad de vapor, y en consecuencia, una alta proporción de calor latente de cambio de estado, susceptible de ser transformado en trabajo mecánico. En 1766 diseñó un modelo de condensador separado del cilindro, su primera y más importante invención, que permitió lograr un mayor aprovechamiento del vapor, y mejorar de este modo el rendimiento económico de la máquina. Esta mejora constituyó un factor determinante en el avance de la Revolución Industrial.

En 1768 se asoció con John Roebuck para construir su propio modelo de máquina de vapor, que patentó un año más tarde. Tras la quiebra de Roebuck en 1772, se trasladó a Birmingham dos años más tarde para compartir la explotación de su patente con Matthew Boulton, propietario de Soho Works, y con ello se inició una colaboración que se mantuvo por espacio de veinticinco años. En 1776 contrajo segundas nupcias con Ann MacGregor, quien le dio dos hijos más. Entre otras importantes mejoras en las máquinas de vapor se le deben la máquina de doble efecto, cuyos pistones suben y bajan alternativamente (patentada en 1782), el regulador de fuerza centrífuga para el control automático de la máquina y, en 1784, el paralelogramo articulado, una disposición de rodetes conectados que guían el movimiento del pistón.

En 1785 ingresó formalmente en la Royal Society londinense. Aunque el éxito económico de sus invenciones fue rotundo, a partir de 1794 se fue distanciando paulatinamente de la actividad industrial. Así mismo, fue miembro de la Lunar Society de Birmingham, integrada por un grupo de científicos y escritores promotores del avance del Arte y la Ciencia.

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En los sucesivos retoques que Watt dio a su máquina, introdujo un mecanismo altamente ingenioso: el regulador centrífugo que controlaba la entrada del vapor al cilindro y la salida al exterior, automáticamente, dependiente sólo de las variaciones en la marcha de la máquina misma. Él lo llamó “governor”, que pasado al griego es “kybernetes”, es decir, el moderno vocablo “cibernética”, asociado a una nueva revolución: la Automática.

Ahora bien, el diseño y construcción de máquinas de vapor no respondía a un interés científico; la mayoría de los ingenieros eran en realidad expertos artesanos, buenos conocedores de los mecanismos precisos para conseguir determinados efectos. Acaso sea Watt una excepción relativa por su relación con los universitarios de Glasgow, en particular con el químico escocés Joseph Black (1728-1799), que le puso al corriente sobre sus investigaciones acerca del calor. Parece ser que la idea del condensador está relacionada con la información proporcionada por Black sobre los calores latentes, su más destacada aportación a la Física, aunque no pudo formularla adecuadamente por estar en la creencia de que el calor, como la luz, la electricidad o el flogisto, era un fluido imponderable y libre que entraba por los poros de los cuerpos cuando se calentaban, y salía cuando se enfriaban, que ocupaba volumen y era compresible, lo que justificaba que un cuerpo golpeado por un martillo se caliente.

La Teoría del Calórico inició su decadencia a raíz de los experimentos del americano, instalado en Europa, Benjamin Thompson (1753-1814), más tarde conde de Rumford, por sus servicios a Maximiliano de Baviera. Rumford observó que el metal utilizado en la fabricación de cañones se calentaba cada vez más cuando se le torneaba, y asoció el movimiento del torno con el calentamiento del metal, concluyendo que el calor debía ser un “género de movimiento”, lo que no era una novedad, pero sí la relación cualitativa establecida entre calor y trabajo mecánico expuesta en su “Indagación concerniente al origen del valor generado por fricción” (1796).

Rumford fundó en 1800 la Real Institución de Gran Bretaña, adonde fue llamado Humphry Davy como instructor y conferenciante, que también intentó, sin éxito, destruir la Teoría del Calórico.

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Davy, sir Humphry (Penzance, Gran Bretaña, 1778-Ginebra, 1829). Químico inglés. De formación autodidacta, se le considera el fundador de la Electroquímica, junto con Volta y Faraday. En 1798 ingresó en la Medical Pneumatic Institution para investigar sobre las aplicaciones terapéuticas de gases como el óxido nitroso (el gas hilarante). En 1803 fue nombrado miembro de la Royal Society, institución que llegaría a presidir.

De sus investigaciones en Electroquímica destaca la obtención de los elementos de un compuesto por medio de la Electrólisis. En 1807 consiguió aislar el sodio y el potasio a partir de sus hidróxidos, y en 1808, los metales alcalinotérreos. Descubridor del boro a partir del bórax, fijó la relación correcta entre el hidrógeno y el cloro en el ácido clorhídrico, y explicó la acción blanqueante del primero por el desprendimiento de oxígeno en el agua. En 1816 ideó la conocida como lámpara de Davy para evitar las explosiones en las minas.

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Fueron el escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) y el austríaco Ludwig Boltzmann (1844-1906), quienes eliminaron definitivamente la Teoría del Calórico con la Teoría Cinética de los Gases que ambos elaboraron independientemente.

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Maxwell, James Clerk (Edimburgo, 1831-Glenlair, Reino Unido, 1879) Físico británico. Nació en el seno de una familia escocesa de la clase media, hijo único de un abogado de Edimburgo. Tras la temprana muerte de su madre a causa de un cáncer abdominal –la misma dolencia que pondría fin a su vida–, recibió la educación básica en la Edimburg Academy, bajo la tutela de su tía Jane Cay.

Con tan sólo dieciséis años ingresó en la Universidad de Edimburgo, y en 1850 pasó a la Universidad de Cambridge, donde deslumbró a todos con su extraordinaria capacidad para resolver problemas relacionados con la Física. Cuatro años más tarde se graduó en esta Universidad, pero el deterioro de la salud de su padre le obligó a regresar a Escocia y renunciar a una plaza en el prestigioso Trinity College de Cambridge. En 1856, poco después de la muerte de su padre, fue nombrado profesor de Filosofía natural en el Marischal College de Aberdeen. Dos años más tarde se casó con Katherine Mary Dewar, hija del director del Marischal College. En 1860, tras abandonar la recién instituida Universidad de Aberdeen, obtuvo el puesto de profesor de Filosofía natural en el King’s College de Londres. En esta época inició la etapa más fructífera de su carrera, e ingresó en la Royal Society (1861).

En 1871 fue nombrado director del Cavendish Laboratory. Publicó dos artículos, clásicos dentro del estudio del Electromagnetismo, y desarrolló una destacable labor tanto teórica como experimental en Termodinámica; las relaciones de igualdad entre las distintas derivadas parciales de las funciones termodinámicas, denominadas relaciones de Maxwell, están presentes de ordinario en cualquier libro de texto de la especialidad. Sin embargo, son sus aportaciones al campo del Elecromagnetismo las que lo sitúan entre los grandes científicos de la historia.

En el prefacio de su obra “Treatise on Electricity and Magnetism” (1873) declaró que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamente cualitativa, como las Leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. Con este objeto, Maxwell introdujo el concepto de onda electromagnética, que permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante sus célebres ecuaciones que describen y cuantifican los campos de fuerzas.

Su teoría sugirió la posibilidad de generar ondas electromagnéticas en el laboratorio, hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887, ocho años después de la muerte de Maxwell, y que posteriormente supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia. Aplicó el análisis estadístico a la interpretación de la Teoría Cinética de los Gases, con la denominada función de distribución de Maxwell-Boltzmann, que establece la probabilidad de hallar una partícula con una determinada velocidad en un gas ideal diluido y no sometido a campos de fuerza externos. Justificó las hipótesis de Avogadro y de Ampère; demostró la relación directa entre la viscosidad de un gas y su temperatura absoluta, y enunció la Ley de Equipartición de la energía. Descubrió la birrefringencia temporal de los cuerpos elásticos translúcidos sometidos a tensiones mecánicas y elaboró una teoría satisfactoria sobre la percepción cromática, desarrollando los fundamentos de la fotografía tricolor. La influencia de las ideas de Maxwell va más allá, si cabe, de lo especificado, ya que en ellas se basan muchas de las argumentaciones tanto de la teoría de la relatividad einsteiniana como de la moderna mecánica cuántica del siglo XX.

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Boltzmann, Ludwig (Viena, 1844-Duino, Italia, 1906) Físico austríaco. Estudió en la Universidad de Viena, por la que recibió su doctorado en 1866. Fue profesor de Física y Matemáticas en Viena, Graz, Munich y Leipzig. Boltzmann contribuyó de forma fundamental al desarrollo de la Teoría Cinética de los Gases.

Estableció la Ley de Equipartición de la energía y la Ley de distribución de Maxwell-Boltzmann, que constituyen los fundamentos de la Mecánica Estadística. Supuso que las leyes y propiedades de la Termodinámica son el resultado del comportamiento de gran número de moléculas y, por tanto, susceptibles de ser interpretadas por la Mecánica Estadística. Su trabajo fue finalmente reconocido al ser el único método capaz de explicar con éxito el movimiento browniano. Se suicidó, víctima de la enfermedad y de la depresión.

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La Teoría cinético-molecular de los gases es uno de los hallazgos culminantes de la Física del siglo XIX. Es un paso más en la validación de los modelos físico-matemáticos para predecir efectos comprobables y unificar en lo posible las leyes conocidas del comportamiento de la materia.

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Dalton, John (Eaglesfield, Gran Bretaña, 1766-Manchester, 1844) Químico y físico británico. En 1822 fue elegido miembro de la Royal Society, y, en 1830, miembro de la Academia de Ciencias de París.

Sus primeros trabajos versaron sobre meteorología, y aparecieron en 1793 bajo el título “Observaciones y ensayos meteorológicos”. En 1794 publicó “Hechos extraordinarios relativos a la visión de los colores”, donde se señala por primera vez la alteración conocida como daltonismo, que él mismo padecía. En 1803 dio a conocer la Ley de las presiones parciales. De singular importancia fue su posterior enunciado de la Ley de las proporciones múltiples, que rige las reacciones químicas. En su obra fundamental, “Nuevo sistema de Filosofía Química” (1808), expuso de forma cualitativa y cuantitativa una Teoría cinética de los gases y de las Leyes ponderales de la Química.

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La nueva teoría basada en la Teoría Atómica de Dalton (su “Nuevo sistema de Filosofía Química” se publicó entre 1808 y 1810), en la presupuesta naturaleza cinética del calor y aplicando métodos matemáticos estadísticos, no analíticos como venía siendo la norma desde Newton, llega a formulaciones relativamente simples y elegantes para la Ley General de los Gases Ideales.

La aceptación de estas formulaciones exigía que no contradijera la Ecuación de Estado de los Gases Ideales, establecida empíricamente y por tanto contrastada con los hechos: la conocida ecuación de Clapeyron (1799-1864).

De la igualación de los segundos miembros de las ecuaciones, se obtienen resultados experimentalmente comprobables, como, entre otros, que la temperatura de un gas es directamente proporcional a la energía cinética media de traslación por molécula, o que para dos gases diferentes, existe una relación entre sus masas y las velocidades cuadráticas medias de sus moléculas, o la obtención de la constante universal de Boltzmann.

En el éxito de la Teoría cinético-molecular, extendida también a sólidos y líquidos, subyace un duro golpe para la idea newtoniana del mundo como máquina y determinista, que no tardará en ser desplazada por la interpretación probabilística de la que hablábamos a propósito de Laplace. De momento, dio pie al desarrollo de la Mecánica Estadística, muy combatida por científicos positivistas como Ernst Mach (1838-1916) y Wilhelm Ostwald (1853-1923), que se opusieron radicalmente a la Teoría atomística.

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Ostwald, Friedrich Wilhelm (Riga, Letonia, 1853-Grossbothen, Alemania, 1932) Físico y químico alemán. Profesor en las Universidades de Dorpar, Riga y Leipzig (1887-1905), fue autor de numerosos estudios de Química general y Química-Física, disciplina que contribuyó a fundar.

En 1909 recibió el Premio Nobel de Química por sus investigaciones sobre la catálisis y sobre los principios fundamentales de los equilibrios químicos y de la velocidad de reacción. Junto a la actividad de investigación, desempeñó un destacado papel en los debates de fines de siglo sobre el atomismo. Máximo defensor del energetismo, desarrolló una filosofía monista de tipo positivista-romántico que le condujo, en una primera etapa (1895), a sostener la superación del materialismo científico. Sólo en 1909 se retractó de sus convicciones y admitió la validez científica de la Teoría atómica y molecular.

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Ostwald fundó una disciplina llamada “Energética”, que él mismo definió así: “Se entiende por Energética el desenvolvimiento de la idea de que todos los fenómenos de la Naturaleza deben ser concebidos y representados como operaciones efectuadas entre las diferentes energías”. Su principio básico era el descubierto por J.Robert Mayer (1814-1878), relativo a la conservación y transformación de la energía, publicado en 1842 en el Ensayo “Observaciones sobre las energías de la Naturaleza Inorgánica”.

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Helmholtz, Hermann Ludwig Ferdinand von (Potsdam, actual Alemania, 1821-Charlottenburgo, id., 1894) Fisiólogo y físico alemán. Se doctoró en medicina en 1842 por el Instituto Friedrich Wilhelm de Berlín.

Ejerció como profesor de Fisiología en Königsberg (1849-1855), Bonn (1855-1858) y Heidelberg (1858-1871), y de Física en Berlín (1871-1888); finalmente fue nombrado director del Instituto Físico-Técnico de Charlottenburgo. De sus muchas aportaciones a la ciencia destacan el invento del oftalmoscopio, instrumento diseñado para inspeccionar el interior del ojo, y del oftalmómetro, para medir su curvatura.

Descubrió que el interior del oído resuena para ciertas frecuencias y analizó los sonidos complejos en sus componentes armónicos. Mostró los mecanismos de los sentidos y midió la velocidad de los impulsos nerviosos. Estudió la actividad muscular y fue el primero en formular matemáticamente el Principio de Conservación de la Energía.

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El Principio, más formalizado, fue enunciado en 1847 por Hermann von Helmholtz (1821-1894), y quien dio el paso definitivo fue James Prescott Joule (1818-1889), que determinó con un ingenioso experimento, la equivalencia entre el calor y el trabajo, es decir, entre las energías mecánica y calorífica.

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Joule, James Prescott (Salford, Reino Unido, 1818-Sale, id., 1889) Físico británico. Estudió en la Universidad de Manchester. En 1840 publicó Producción de calor por la electricidad voltaica, en la que estableció la ley que lleva su nombre y que afirma que el calor originado en un conductor por el paso de la corriente eléctrica es proporcional al producto de la resistencia del conductor por el cuadrado de la intensidad de corriente.

En 1843, después de numerosos experimentos, obtuvo el valor numérico del equivalente mecánico del calor. De ese modo quedaba firmemente establecida la relación entre calor y trabajo, ya avanzada por Rumford, que sirvió de piedra angular para el posterior desarrollo de la Termodinámica Estadística. Enunció también el Principio de Conservación de la Energía mecánica.

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El Principio de conservación de la Energía Mecánica fue establecido matemáticamente por Lagrange en 1788. Respecto a la palabra “energía”, conviene decir que fue propuesta en 1807 por Thomas Young (1773-1829), para designar la “vis viva” de Leibniz.

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Young, Thomas (Milverton, Gran Bretaña, 1773-Londres, 1829) Científico británico. Fundador de la Óptica fisiológica, explicó el poder acomodaticio del cristalino y abrió el camino a la teoría de la visión de los colores desarrollada más tarde por Von Helmholtz. Descubrió las causas del astigmatismo (1801) y llevó a cabo notables experimentos sobre los fenómenos de interferencia de los rayos luminosos, descubiertos por él mismo, y de la difracción.

A Young se deben, además, las primeras mediciones de la longitud de onda de los distintos colores, la introducción del concepto de energía en su significado actual y varias indagaciones sobre elasticidad; se dio su nombre al módulo de elasticidad normal. Se dedicó así mismo a la egiptología e intervino con acierto en el desciframiento de los jeroglíficos de la famosa piedra de Rosetta.

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La Termodinámica es una disciplina creada a mediados del siglo XIX, con la peculiaridad de que en su formalización conceptual y matemática no intervienen el espacio y el tiempo. Su concepto básico es la energía considerada en todas sus formas, mecánica, eléctrica, térmica, química…, y transformables entre sí.

El objetivo de la Termodinámica es definir los estados de los sistemas termodinámicos a partir de las llamadas variables termodinámicas, que pueden ser cualquier propiedad medible o calculable (presión, volumen, temperatura, masa, densidad, conductividad eléctrica…), relacionadas entre sí matemáticamente mediante funciones llamadas de estado, conseguidas por vía experimental o deducibles de los modelos microscópicos propios de la Mecánica Estadística.

El Primer Principio, el de la conservación de la energía, relaciona la cantidad de calor comunicable al sistema con el trabajo que realiza el sistema y la variación de energía interna.

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Kelvin, lord (William Thomson) (Belfast, Reino Unido, 1824-Netherhall, id., 1907) Físico británico. Hijo de un profesor de Matemáticas, fue un niño precoz, se matriculó a la temprana edad de diez años en la Universidad de Glasgow y, posteriormente, en la de Cambridge. Enseñó Filosofía Natural en Glasgow durante cincuenta y tres años, y fue presidente de la Royal Society.

Elaboró una teoría general de la Termodinámica, llevó a cabo numerosos trabajos sobre la electricidad y magnetismo e inventó diversos dispositivos para realizar mediciones físicas, entre ellos el galvanómetro de imán móvil. Junto con Joule, estudió la difusión de los gases. Definió el cero absoluto de temperaturas e ideó una escala termométrica absoluta (escala Kelvin). Construyó un dispositivo capaz de resolver mecánicamente ecuaciones diferenciales, considerado como precursor de las calculadoras analógicas.

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El Segundo Principio fue establecido cronológicamente antes que el primero, y ambos permanecieron desligados durante bastante tiempo, hasta que lord Kelvin (William Thomson 1824-1907) y Rudolf Clausius (1822-1888), descubrieron, hacia 1850, la vinculación entre ellos. El Segundo Principio está contenido en el folleto publicado en 1824 por Sadi N.Carnot (1796-1832), titulado “Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia”.

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Clausius, Rudolf Emanuel (Koszalin, actual Polonia, 1822-Bonn, 1888) Físico alemán. Se doctoró en 1848 por la Universidad de Halle. Fue profesor de Física en la Escuela Real de Artillería e Ingeniería de Berlín (1850-1855) y en las Universidades de Zurich (1855-1867), Wurzburg (1867) y Bonn (1869). Fue uno de los fundadores de la Termodinámica.

En 1850 enunció el Segundo Principio de la Termodinámica como la imposibilidad de flujo espontáneo de calor de un cuerpo frío a otro de caliente, sin la aplicación de un trabajo externo. En 1865 introdujo el término entropía, definido como la capacidad del calor para desarrollar trabajo, y demostró que la entropía del sistema se incrementa en un proceso irreversible. Llevó a cabo así mismo investigaciones sobre la Teoría Cinética de los Gases y los fenómenos electroquímicos.

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Carnot, ingeniero de la Escuela Politécnica de París, intenta resolver un problema de economía industrial: elevar el bajo rendimiento de las máquinas de vapor, que por entonces no superaba el 10%. Clausius perfeccionó las ideas de Carnot e introdujo un concepto nuevo dado a conocer en 1854: la entropía.

La entropía no fue una función de estado de pronta asimilación; hay testimonios de que su aparición en el panorama de la Física decimonónica fue, cuando menos, sorprendente. La dificultad estaba en que es una magnitud de la que se mide su variación en los procesos termodinámicos mediante una relación con el calor y la temperatura absoluta. Pero no se disponía de una imagen física a la que pudiera asociarse: no olvidemos que todavía estamos en pleno apogeo del mecanicismo.

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Carnot, Léonard Sadi (París, 1796-id., 1832) Ingeniero y científico francés. Describió el ciclo térmico que lleva su nombre (ciclo de Carnot), a partir del cual se deduciría el segundo principio de la termodinámica.

Hijo del revolucionario Lazare Carnot, en 1812 ingresó en la École Politechnique y se graduó dos años después, en la época en que se iniciaba el declive del imperio napoleónico y los ejércitos extranjeros asediaban París. Muchos estudiantes, entre ellos Carnot, participaron en las escaramuzas que se produjeron en las afueras de la capital francesa. Tras la guerra con el Reino Unido, Francia tuvo que importar de ese país la maquinaria de vapor más avanzada de la época, lo cual reveló a Carnot lo atrasada que se encontraba Francia con respecto a los demás países industrializados. Este hecho, unido a las inspiradoras conversaciones que mantuvo con el eminente científico e industrial Nicolas Clément-Desormes, lo impulsaron a centrar su actividad en el desarrollo de las máquinas movidas por vapor.

En su ensayo publicado en 1824 bajo el título “Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego”, Carnot, sin perderse en detalles técnicos, describió el ciclo energético de una máquina idealizada, cuyo rendimiento depende únicamente de las temperaturas inicial y final de la sustancia que impulsa la máquina (vapor o cualquier otro fluido), con independencia de la naturaleza de la misma. Este trabajo, aunque no fue mal acogido por la comunidad científica, cayó en el olvido hasta 1934, cuando fue rescatado por el ingeniero ferroviario francés Émile Clapeyron. A partir de entonces influyó de forma definitiva en la labor de desarrollo de la teoría termodinámica encabezada por Rudolf Clausius en Alemania y William Thomson (lord Kelvin) en el Reino Unido. Siguió con su labor científica hasta su temprana muerte en el año 1832, víctima de la epidemia de cólera que asoló París en esas fechas.

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Sin embargo, su significación era decisiva, entre otras razones porque impide lo que el principio de Conservación permite: que el calor pueda convertirse íntegramente en trabajo mecánico, lo cual es falso pues si no sería posible la existencia del “móvil perpetuo de segunda especie”, es decir, una máquina capaz de realizar trabajo a expensas sólo del calor tomado del medio circundante. El “móvil perpetuo de primera especie”, la máquina capaz de producir trabajo sin consumo de energía, una de las obsesiones tradicionales desde la Antigüedad, es imposible porque contradiría el primer principio de la Termódinamica.

Otra interpretación del Segundo principio es la derivada de la formulación estadística de la entropía dada por Boltzmann en 1878, donde al aumento de entropía corresponde un aumento de trabajo, que es la probabilidad de estados en los que puede encontrarse un sistema termodinámico, lo que también se interpreta como un crecimiento del desorden molecular.

El Tercer Principio de la Termodinámica fue establecido por Nernst en 1911, con el siguiente enunciado: cuando la temperatura absoluta de un sistema tiende a cero, la entropía tiende a una cantidad constante independiente de la estructura del sistema.

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Nernst, Walter Hermann (Briesen, Polonia, 1864-Zibelle, 1941) Físico y químico alemán de origen polaco. Estudió en las Universidades de Zurich, Berlín, Graz y Wurzburgo. Fue ayudante de W. Ostwald en Graz y Leipzig, y profesor en la Universidad de Gotinga, desde 1891, y en la de Berlín, desde 1905.

Elaboró la Teoría del potencial electroquímico y las Leyes de la conducción de la corriente en las soluciones; también proyectó una lámpara de incandescencia (1897), que aún hoy se utiliza en los laboratorios (lámpara de Nernst).

En 1907 enunció el principio posteriormente generalizado por M. Planck como Tercer Principio de la Termodinámica. Realizó también importantes investigaciones en sustancias a temperaturas extremadamente bajas. Fue galardonado con el Premio Nobel de Química en 1920, en reconocimiento por sus estudios de Termodinámica. Entre sus obras destaca Química teórica basada en la ley de Avogadro y en la Termodinámica (1893).

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Con la Termodinámica se produce un gran salto desde el Universo concebido como máquina, cartesiana o newtoniana, regido por leyes del movimiento que no distinguen entre pasado y futuro, de manera que teóricamente es posible avanzar o retroceder sin impedimentos, a un mundo que sin contradecir la Física newtoniana, tiene una dirección definida, lo que se ha calificado como la “flecha del tiempo”, impuesta por el Segundo Principio de la Termodinámica, conocido también como Ley de Disipación de Energía.

SE BUSCA LA UNIDAD DE LAS FUERZAS FISICA: DE LOS FLUIDOS IMPONDERABLES A LA CLASICIDAD DEFINITIVA DE LAS CIENCIAS BACONIANAS

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Lavoisier, Antoine-Laurent de (París, 1743-id., 1794) Químico francés, padre de la Química moderna. Orientado por su familia en un principio a seguir la carrera de Derecho, recibió una magnífica educación en el Collège Mazarino, en donde adquirió no sólo buenos fundamentos en materia científica, sino también una sólida formación humanística.

Ingresó luego en la Facultad de Derecho de París, donde se graduó en 1764, por más que en esta época su actividad se orientó sobre todo hacia la investigación científica. En 1766 recibió la medalla de oro de la Academia de Ciencias francesa por un ensayo sobre el mejor método de alumbrado público para grandes poblaciones. Con el geólogo J.-E. Guettard, confeccionó un atlas mineralógico de Francia.

En 1768 presentó una serie de artículos sobre análisis de muestras de agua, y fue admitido en la Academia, de la que fue director en 1785 y tesorero en 1791. Su esposa, Marie Paulze, con quien se casó en 1771, fue además su más estrecha colaboradora, e incluso tradujo al inglés los artículos redactados por su esposo. Un año antes, éste se había ganado una merecida reputación entre la comunidad científica de la época al demostrar la falsedad de la antigua idea, sostenida incluso por Robert Boyle, de que el agua podía ser convertida en tierra mediante sucesivas destilaciones.

La especulación acerca de la naturaleza de los cuatro elementos tradicionales (aire, agua, tierra y fuego) le llevó a emprender una serie de investigaciones sobre el papel desempeñado por el aire en las reacciones de combustión. Presentó a la Academia los resultados de su investigación en 1772, e hizo hincapié en el hecho de que cuando se queman el azufre o el fósforo, éstos ganan peso por absorber «aire», mientras que el plomo metálico formado tras calentar el plomo mineral lo pierde por haber perdido «aire».

A partir de los trabajos de Priestley, acertó a distinguir entre un «aire» que no se combina tras la combustión o calcinación (el nitrógeno) y otro que sí lo hace, al que denominó oxígeno (productor de ácido). Los resultados cuantitativos y demás evidencias que obtuvo se oponían a la Teoría del Flogisto, aceptada incluso por Priestley, según la cual una sustancia hipotética –el flogisto– era la que se liberaba o se adquiría en los procesos de combustión de las sustancias. Publicó en 1786 una brillante refutación de dicha Teoría, que logró persuadir a gran parte de la comunidad científica del momento, en especial la francesa; en 1787 se publicó el “Méthode de nomenclature chimique”, bajo la influencia de las ideas de Lavoisier, en el que se clasificaron y denominaron los elementos y compuestos entonces conocidos.

En 1789, en colaboración con otros científicos fundó “Annales de Chimie”, publicación monográfica dedicada a la nueva química. La expansión de la doctrina defendida por Lavoisier se vio favorecida con la publicación en 1789 de su obra “Tratado elemental de Química”. De este libro, que contiene una concisa exposición de su labor, cabe destacar la formulación de un primer enunciado de la Ley de la Conservación de la Materia. También efectuó investigaciones sobre la fermentación y sobre la respiración animal. De los resultados obtenidos tras estudiar el intercambio de gases durante el proceso de respiración, en una serie de experimentos pioneros en el campo de la Bioquímica, concluyó que la respiración es un tipo de reacción de oxidación similar a la combustión del carbón, con lo cual se anticipó a las posteriores explicaciones del proceso cíclico de la vida animal y vegetal.

Fue así mismo un destacado personaje de la sociedad francesa de su tiempo. De ideas moderadas, desempeñó numerosos cargos públicos en la Administración del Estado, si bien su adhesión al impopular Ferme Générale le supuso la enemistad con el revolucionario Marat. Un año después del inicio del Terror, en mayo de 1794, tras un juicio de tan sólo unas horas, un tribunal revolucionario le condenó a la guillotina.

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Priestley, Joseph (Fieldhead, Gran Bretaña, 1733-Northumberland, EE UU, 1804) Químico, teólogo y filósofo británico. Completó sus estudios en el seminario calvinista de Daventry y ejerció el ministerio en varios centros de Inglaterra, complementando sus estudios teológicos y filosóficos con un vivo interés por las ciencias experimentales.

En 1794, después de las persecuciones a las que fue sometido a causa de su adhesión a la Revolución Francesa, recibió una invitación de la Sociedad Democrática de Nueva York y se trasladó a Estados Unidos, donde vivió el resto de sus días bajo la protección de Thomas Jefferson. Su fama está ligada, sobre todo, a la investigación científica. Hábil experimentador, condujo notables indagaciones en el campo de los fenómenos eléctricos, de los gases y de los procesos de calcinación.

Entre sus experimentos, destacó el que le llevó a aislar, por primera vez, el oxígeno (1774), aunque no captó la verdadera naturaleza de este elemento y lo definió como «aire desflogistizado». Otros estudios suyos guardan relación con la producción de oxígeno por las plantas expuestas a la acción de los rayos solares. Priestley fue seguidor del asociacionismo psicológico de D. Hartley, y se enzarzó en vivas polémicas contra la escuela filosófica del sentido común y contra R. Price.

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Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), suele ser calificado como el padre de la Química moderna, porque extendió el uso de la balanza y, por tanto, de la medición, a los procesos químicos, por el hallazgo de la Ley de Conservación de la Masa y porque su teoría sobre las combustiones acabó para siempre con el “flogisto”, fluido imponderable que introdujese Stahl (1660-1734), para explicar que unos cuerpos ardan más rápidamente que otros o no ardan, según la cantidad de flogisto que contuvieran, o que carecieran de él los que no ardían.

La Teoría Atómica del inglés John Dalton (1766-1844) y las leyes cuantitativas de Joseph Louis Proust (1755-1826), decidieron el camino definitivo de la Química como una Ciencia clásica, es decir, construible a partir de fundamentos teóricos más o menos ligados, según los casos, con las actividades experimentales.

Sin embargo, siguen considerándose fluidos imponderables la luz y el calor, semejantes al flogisto que Lavoisier eliminó. El calórico había iniciado su declive con los experimentos de Rumford, aunque sobrevivió cincuenta años más. También estaban vigentes otros fluidos, los que sirvieron para explicar los fenómenos luminosos, eléctricos y magnéticos. La eliminación de todos estos fluidos imponderables, también llamados incoercibles y dinamideos, supone la liquidación de los residuos herméticos en las que empezaron siendo Ciencias baconianas allá por el siglo XVII, y a estas alturas, mediados del XIX, ya son parte de la Física clásica.

Desde el siglo XVII quedaron establecidas dos opciones antagónicas sobre la naturaleza y propagación de la luz. Newton, al socaire de sus teorías dinámicas de los puntos materiales y las acciones a distancia, encontró más justificada la Teoría en la que los cuerpos luminosos emiten corpúsculos de “lumínico”, un fluido perfectamente elástico que permite la visión de las formas y colores. El holandés Huygens había expuesto años antes, en 1678, en la Academia de Ciencias de París , una Teoría Ondulatoria basada en la vibración u ondulación de un medio “sutil y elástico”, el éter, admitido también por Newton. La Teoría completa fue publicada en “Tratado de la luz”, en 1690, donde Huygens rechaza el modelo corpuscular porque no se avenía con la enorme velocidad de la luz, según las recientes medidas de Olaf Römer (1644-1710). Euler, que tanto contribuyó a la formalización de la Mecánica, en cuanto a la Optica se puso al lado de Huygens, según expuso en “Teoría nueva de la Luz” (1764).

El año 1801, el físico londinense Thomas Young, en una comunicación sobre la luz hecha en la Sociedad Real, decía: “Por más que venere el nombre de Newton, no por ello estoy obligado a creer que era infalible. Veo con pena que era susceptible de equivocarse, y que su autoridad quizá haya a veces retardado el progreso de la Ciencia”. Palabras que recuerdan las pronunciadas hace mucho tiempo a propósito de la autoridad aristotélica.

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Arago, François (Estagell, Francia, 1786-París, 1853) Físico francés. Cursó sus estudios en la Escuela Politécnica de París, de la que posteriormente sería profesor de Análisis matemático y de Geodesia.

En 1830 fue nombrado secretario permanente de la Academia de Ciencias y director del Observatorio de París. Descubrió el fenómeno de la polarización rotatoria en los cristales de cuarzo, y la polarización cromática; explicó el centelleo de las estrellas como resultado de interferencias luminosas. Firme defensor de las teorías de Fresnel sobre la naturaleza ondulatoria de la luz, en oposición a la teoría corpuscular, imaginó en 1838 un experimento que al comparar la velocidad de la luz en medios de distinta densidad permitiría elucidar la cuestión. Poco antes del fallecimiento de Arago, Léon Foucault llevó a cabo el experimento, gracias al cual consiguió un fuerte apoyo para la teoría ondulatoria. El propio Foucault dio también cumplidas explicaciones al fenómeno de la inducción magnética, descubierta anteriormente por Arago.

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Foucault, Léon (París, 1819-id., 1868) Físico francés. Empezó estudiando Medicina, pero pronto mostró sus preferencias por la Física experimental. Su principal aportación fueron sus mediciones sobre la velocidad de la luz.

En el año 1850 estableció que la velocidad de la luz en el agua es menor que en el aire, lo que apoyaba la teoría ondulatoria de la luz, en contraposición a las teorías que defendían su naturaleza corpuscular.

En 1862, utilizando un aparato con un espejo rotatorio, consiguió medir con precisión, por vez primera, la velocidad de la luz. Su experimento más famoso empezó en 1850, cuando observó que un péndulo permanecía oscilando en el mismo plano mientras se hacía rotar el aparato. Foucault usó entonces el péndulo para demostrar la rotación de la Tierra. Enunció una ecuación en la que se relacionaba el período de rotación del plano con la latitud de la Tierra, y, en una exhibición pública, suspendió una esfera de hierro de 28 kilogramos de un cable de acero de 67 metros, desde la cúpula del Panteón en París, cuyo comportamiento vino a corroborar sus cálculos.

Se le concedió la medalla Copley de la Royal Society of London y fue nombrado físico asistente del Observatorio Imperial de París. También descubrió la existencia de las llamadas «corrientes de Foucault» en un disco de cobre, cuando éste se mueve al moverse en un campo magnético intenso.

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El resurgimiento de la Teoría Ondulatoria de la luz levantó polvareda entre los newtonianos franceses, especialmente Laplace, Malus, Biot y Arago. Young ganó el Premio Agustín Fresnel (1788-1827) mostrando que todos los fenómenos ópticos conocidos eran explicables con la hipótesis de que la luz consistiera en vibraciones ondulatorias transversales del éter. A partir de entonces proliferaron las teorías sobre el éter.

La Teoría Corpuscular recibió el golpe definitivo cuando Jean L.Foucault (1819-1868), comprobó experimentalmente que la luz se propaga más lentamente en los medios más densos, como exigía el Principio de Mínimo de Fermat aplicado a la Teoría Ondulatoria, conclusión contraria a la corpuscular newtoniana, que sólo podía explicar la refracción si la luz se propagaba más rápidamente en los medios más densos. Así desapareció el fluido imponderable “lumínico”, pero habrían de pasar bastantes años para resolver los problemas planteados por el éter, especie de fluido imponderable al que reducir los demás, en el último intento mecanicista de describir los fenómenos físicos.

Respecto a los fenómenos eléctricos y magnéticos, se les prestó mucha atención por la popularidad que alcanzaron tras el descubrimiento de la descarga eléctrica en 1745, la construcción por Pieter van Musshenbroek (1692-1761) de la botella de Leyden en ese mismo año y la identificación del rayo como un suceso electrostático. Incluso se llegó a calificar la electricidad como la fuerza cósmica de la Naturaleza.

Benjamin Franklin (1706-1790), americano de mucho prestigio en Europa, donde residió algunos años, conocedor de las descargas eléctricas producidas en la botella de Leyden, diseñó un experimento que se ha hecho famoso: en 1752 voló una cometa durante una tormenta y consiguió cargar una botella de Leyden a partir de las cargas recogidas de las nubes. Para explicar los fenómenos electrostáticos recurrió a un hipotético fluido imponderable, el “eléctrico”, que llenaba todo el espacio y los cuerpos materiales.

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Franklin, Benjamin (Boston, 1706-Filadelfia, 1790) Político, científico e inventor estadounidense. Decimoquinto hermano de un total de diecisiete, cursó únicamente estudios elementales, y éstos sólo hasta la edad de diez años. A los doce comenzó a trabajar como impresor en una empresa propiedad de uno de sus hermanos.

Más tarde, fundó el periódico La Gaceta de Pensilvania, que publicó entre los años 1728 y 1748. Publicó además el Almanaque del pobre Richard (1732-1757) y fue responsable de la emisión de papel moneda en las colonias británicas de América (1727).

Su interés por los temas científicos comenzó a mediados de siglo y coincidió con el inicio de su actividad política, que se centró en diversos viajes a Londres, entre 1757 y 1775, con la misión de defender los intereses de Pensilvania. Participó de forma muy activa en el proceso que conduciría finalmente a la independencia de las colonias británicas de América, intervino en la redacción de la Declaración de Independencia (1776) junto a Jefferson y J. Adams, y se desplazó a Francia en busca de ayuda para proseguir la campaña contra las tropas británicas.

Finalizada la guerra, fue partícipe en las conversaciones para concluir el tratado de paz que pondría fin al conflicto y contribuyó a la redacción de la Constitución estadounidense. Por lo que respecta a su actividad científica, durante su estancia en Francia, en 1752, llevó a cabo el famoso experimento de la cometa que le permitió demostrar que las nubes están cargadas de electricidad y que, por lo tanto, los rayos son esencialmente descargas de tipo eléctrico.

Para la realización del experimento, no exento de riesgo, utilizó una cometa dotada de un alambre metálico unido a un hilo de seda que, de acuerdo con su suposición, debía cargarse con la electricidad captada por el alambre. Durante la tormenta, acercó la mano a una llave que pendía del hilo de seda, y observó que, lo mismo que en los experimentos con botellas de Leyden que había realizado con anterioridad, saltaban chispas, lo cual demostraba la presencia de electricidad. Este descubrimiento le permitió inventar el pararrayos, cuya eficacia dio lugar a que ya en 1782, en la ciudad de Filadelfia, se hubiesen instalado 400 de estos ingenios.

Sus trabajos acerca de la electricidad le llevaron a formular conceptos tales como el de la electricidad negativa y positiva, a partir de la observación del comportamiento de las varillas de ámbar, o el de conductor eléctrico, entre otros. Así mismo, expuso una teoría acerca de la electricidad en la que consideraba que ésta era un fluido sutil que podía presentar un exceso o un defecto, descubrió el poder de las puntas metálicas al observar que un cuerpo con carga eléctrica se descarga mucho más deprisa si termina en punta, y enunció el principio de conservación de la carga eléctrica. Inventó también el llamado horno de Franklin y las denominadas lentes bifocales.

La gran curiosidad que sentía por los fenómenos naturales le indujo a estudiar, entre otros, el curso de las tormentas que se forman en el continente americano, y fue el primero en analizar la corriente cálida que discurre por el Atlántico norte y que en la actualidad se conoce con el nombre de corriente del Golfo. Su temperamento activo y polifacético lo impulsó a participar también en las cuestiones de ámbito local, por ejemplo, en la creación de instituciones como el cuerpo de bomberos de Filadelfia, la biblioteca pública y la Universidad de Pensilvania, así como la Sociedad Filosófica Americana. Fue el único americano de la época colonial británica que alcanzó fama y notoriedad en la Europa de su tiempo.

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Joseph Priestley (1733-1804), propuso en 1767 que las fuerzas eléctricas deberían ser inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre cuerpos cargados. En 1750, el geólogo inglés John Michell (1724-1793) había descubierto esta misma ley para los imanes. Por último, y definitivamente, el francés Charles A.Coulomb (1736-1806), estableció a partir de experimentos realizados con una balanza de torsión inventada por él mismo, que las fuerzas de atracción o repulsión eléctrica eran directamente proporcionales al producto de las cargas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia, y admitiendo, como en la gravitación newtoniana, que esas fuerzas se ejercen a distancia a través del espacio vacío.

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Coulomb, Charles (Angulema, Francia, 1736-París, 1806) Físico francés. Su celebridad se basa sobre todo en que enunció la ley física que lleva su nombre (ley de Coulomb), que establece que la fuerza existente entre dos cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Las fuerzas de Coulomb son unas de las más importantes que intervienen en las reacciones atómicas. Después de pasar nueve años en las Indias Occidentales como ingeniero militar, regresó a Francia con la salud maltrecha. Tras el estallido de la Revolución Francesa, se retiró a su pequeña propiedad en la localidad de Blois, donde se consagró a la investigación científica. En 1802 fue nombrado inspector de la enseñanza pública. Influido por los trabajos del inglés Joseph Priestley (ley de Priestley) sobre la repulsión entre cargas eléctricas del mismo signo, desarrolló un aparato de medición de las fuerzas eléctricas involucradas en la ley de Priestley, y publicó sus resultados entre 1785 y 1789.

También estableció que las fuerzas generadas entre polos magnéticos iguales u opuestos son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre ellos, lo cual sirvió de base para que, posteriormente, Simon-Denis Poisson elaborara la teoría matemática que explica las fuerzas de tipo magnético. También realizó investigaciones sobre las fuerzas de rozamiento, y sobre molinos de viento, así como también acerca de la elasticidad de los metales y las fibras de seda. La unidad de carga eléctrica del Sistema Internacional lleva el nombre de culombio (simbolizado C) en su honor.

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Los filósofos de la naturaleza germanos, sostenían que la luz, la electricidad, el magnetismo y las fuerzas químicas, eran manifestaciones diferentes de una procedencia única. Esta idea formaba parte de las ideas de filósofos como Hegel y poetas como Goethe, que admitiendo cierta dosis de misticismo en la Ciencia, trataban de descubrir la “Idea Absoluta” o el “Plan Divino de la Naturaleza”. Hans Christian Oersted (1777-1851), discípulo de Schelling, anunció en 1807 que buscaba la conexión entre la electricidad y el magnetismo, aunque chocaba con el inconveniente de que la botella de Leyden producía descargas intensas, pero corrientes muy débiles y efímeras.

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Oersted, Hans Christian

(Rudkobing, Dinamarca, 1777-Copenhague, 1851) Físico y químico danés. Fue consejero de Estado (1828), director del Politécnico de Copenhague (1829) y miembro de la Academia de Ciencias de París.

Bajo la influencia de la Filosofía romántica de la Naturaleza, uno de cuyos principios fundamentales era la unidad de todas las fuerzas físicas, buscó las conexiones entre el magnetismo y la electricidad.

Oersted consiguió demostrar tal relación, de un modo muy intuitivo, en 1820: su experimento puso de manifiesto la producción de campos magnéticos por parte de los conductores al ser atravesados por una corriente.

Las consecuencias de tal descubrimiento, que evidenciaba además la existencia de una fuerza completamente distinta del tipo de las que estaban en la base de la gravitación newtoniana, serían desarrolladas más adelante por André-Marie Ampère. Oersted fue también el primero en aislar el elemento químico aluminio (1825).

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Resolvió esta dificultad utilizando la pila inventada en 1800 por Alessandro Volta (1745-1827), uno de los hitos más importantes de nuestra civilización, que junto con el descubrimiento por Oersted en 1820 del efecto magnético de la corriente eléctrica, encabezaron otra Revolución Industrial, tan importante como la Térmica derivada de la máquina de vapor.

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Volta, Alessandro (Como, actual Italia, 1745-id., 1827) Físico italiano. En 1775, su interés por la electricidad le llevó a inventar un artefacto conocido como electróforo, empleado para generar electricidad estática. Un año antes había sido nombrado profesor de física del Colegio Real de Como.

En 1778 identificó y aisló el gas metano, y al año siguiente pasó a ocupar la cátedra de física de la Universidad de Pavía. En 1780, un amigo de Volta, Luigi Galvani, observó que el contacto de dos metales diferentes con el músculo de una rana originaba la aparición de corriente eléctrica. En 1794, Volta comenzó a experimentar con metales únicamente, y llegó a la conclusión de que el tejido animal no era necesario para producir corriente.

Este hallazgo suscitó una fuerte controversia entre los partidarios de la electricidad animal y los defensores de la electricidad metálica, pero la demostración, realizada en 1800, del funcionamiento de la primera pila eléctrica certificó la victoria del bando favorable a las tesis de Volta.

Un año más tarde, el físico efectuó ante Napoleón una nueva demostración de su generador de corriente. Impresionado, el emperador francés nombró a Volta conde y senador del reino de Lombardía.

El emperador de Austria, por su parte, lo designó director de la facultad de filosofía de la Universidad de Padua en 1815. La unidad de fuerza electromotriz del Sistema Internacional lleva el nombre de voltio en su honor desde el año 1881.

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Puede afirmarse que de la pila de Volta proceden muchos experimentos cruciales realizados en el siglo XIX, que finalmente condujeron a la Teoría Atómica de Ernest Rutherford (1871-1937).

André Marie Ampère (1775-1836), introductor de la palabra Electrodinámica en su obra “Teoría de los fenómenos electrodinámicos únicamente obtenidos de experiencias”, expone los resultados obtenidos de su estudio sobre las acciones mutuas entre corrientes eléctricas, expresándolas en el lenguaje matemático más avanzado de su época.

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Ampère, André-Marie (Lyon, 1775-Marsella, 1836) Físico francés. Fundador de la actual disciplina de la física conocida como electromagnetismo, ya en su más pronta juventud destacó como prodigio; a los doce años estaba familiarizado, de forma autodidacta, con todas las matemáticas conocidas en su tiempo.

En 1801 ejerció como profesor de física y química en Bourg-en-Bresse, y posteriormente en París, en la École Centrale. Impresionado por su talento, Napoleón lo promocionó al cargo de inspector general del nuevo sistema universitario francés, puesto que desempeñó hasta el final de sus días.

El talento de Ampère no residió tanto en su capacidad como experimentador metódico como en sus brillantes momentos de inspiración: en 1820, el físico danés Hans Christian Oersted experimentó las desviaciones en la orientación que sufre una aguja imantada cercana a un conductor de corriente eléctrica, hecho que de modo inmediato sugirió la interacción entre electricidad y magnetismo; en sólo una semana, Ampère fue capaz de elaborar una amplia base teórica para explicar este nuevo fenómeno.

Esta línea de trabajo le llevó a formular una ley empírica del electromagnetismo, conocida como ley de Ampère (1825), que describe matemáticamente la fuerza magnética existente entre dos corrientes eléctricas. Algunas de sus investigaciones más importantes quedaron recogidas en su Colección de observaciones sobre Electrodinámica (1822) y su Teoría de los fenómenos electromagnéticos (1826). Su desarrollo matemático de la teoría electromagnética no sólo sirvió para explicar hechos conocidos con anterioridad, sino también para predecir nuevos fenómenos todavía no descritos en aquella época.

No sólo teorizó sobre los efectos macroscópicos del electromagnetismo, sino que además intentó construir un modelo microscópico que explicara toda la fenomenología electromagnética, basándose en la teoría de que el magnetismo es debido al movimiento de cargas en la materia (adelantándose mucho a la posterior teoría electrónica de la materia).

Así mismo, fue el primer científico que sugirió como medir la corriente, mediante la determinación de la desviación sufrida por un imán al paso de una corriente eléctrica (anticipándose de este modo al galvanómetro).

Su vida, influenciada por la ejecución de su padre en la guillotina el año 1793 y por la muerte de su primera esposa en 1803, estuvo teñida de constantes altibajos, con momentos de entusiasmo y períodos de desasosiego.

En su honor, la unidad de intensidad de corriente en el Sistema Internacional de Unidades lleva su nombre.

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En esa obra sugirió la posibilidad de que las propiedades magnéticas tuvieran su origen en corrientes eléctricas microscópicas circulantes dentro del imán, hecho entonces considerado descabellado pero descubierto a finales del siglo XIX. El resultado indiscutible era la unificación de las fuerzas eléctricas y magnéticas y la pérdida del carácter meramente empírico con que surgieron y crecieron la Electricidad y el Magnetismo.

También se había trazado la pronta ampliación de esta unidad a los fenómenos ópticos, gracias a los sobresalientes trabajos de Michel Faraday (1791-1867), discípulo y ayudante de Davy en la Institución Real de Gran Bretaña, de la que llegó a ser director. Faraday publicó en 1845 su “Memoria acerca de la magnetización de la luz y de la iluminación de las líneas de fuerza magnética”, como parte de su pretendida unificación de todas las fuerzas de la Naturaleza.

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Faraday, Michael (Newington, Gran Bretaña, 1791-Londres, 1867) Científico británico. Uno de los físicos más destacados del siglo XIX, nació en el seno de una familia humilde y recibió una educación básica.

A temprana edad tuvo que empezar a trabajar, primero como repartidor de periódicos, y a los catorce años en una librería, donde tuvo la oportunidad de leer algunos artículos científicos que lo impulsaron a realizar sus primeros experimentos. Tras asistir a algunas conferencias sobre química impartidas por sir Humphry Davy en la Royal Institution, Faraday le pidió que lo aceptara como asistente en su laboratorio. Cuando uno de sus ayudantes dejó el puesto, Davy se lo ofreció a Faraday.

Pronto se destacó en el campo de la química, con descubrimientos como el benceno y las primeras reacciones de sustitución orgánica conocidas, en las que obtuvo compuestos clorados de cadena carbonada a partir de etileno. En esa época, el científico danés Hans Christian Oersted descubrió los campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. Basándose en estos experimentos, Faraday logró desarrollar el primer motor eléctrico conocido.

En 1831 colaboró con Charles Wheatstone e investigó sobre fenómenos de inducción electromagnética. Observó que un imán en movimiento a través de una bobina induce en ella una corriente eléctrica, lo cual le permitió describir matemáticamente la ley que rige la producción de electricidad por un imán. Así mismo, realizó varios experimentos electroquímicos que le permitieron relacionar de forma directa materia con electricidad.

Tras observar cómo se depositan las sales presentes en una cuba electrolítica al pasar una corriente eléctrica a su través, determinó que la cantidad de sustancia depositada es directamente proporcional a la cantidad de corriente circulante, y que, para una cantidad de corriente dada, los distintos pesos de sustancias depositadas están relacionados con sus respectivos equivalentes químicos.

Posteriores aportaciones que resultaron definitivas para el desarrollo de la física, como es el caso de la teoría del campo electromagnético introducida por James Clerk Maxwell, se fundamentaron en la labor pionera que había llevado a cabo Michael Faraday.

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A Faraday se debe la recuperación del concepto de “líneas de fuerza”, introducido por Gilbert en “De Magnete” (1600), y la incorporación a la Física de un nuevo modelo para las interacciones: los Campos de fuerza, que suponen la vuelta a la descripción física a través de un medio, es decir, cartesiana, y no mediante las celebradas acciones a distancia newtonianas.

Los fluidos imponderables fueron eliminados, o más correctamente sustituidos, por un “mismo éter que es la causa de los fenómenos luminosos y de los fenómenos eléctricos y magnéticos, pero en los primeros actúa vibrando y en los segundos desplazándose”, como expresa el astrónomo jesuita Pietro Angelo Secchi (1818-1878), en su obra “La unidad de las fuerzas físicas, ensayo de Filosofía Natural”.

ASOCIACIONISMO CIENTIFICO Y REFORMAS UNIVERSITARIAS

La asimilación de la actividad científica a la idea de progreso, resaltando el carácter utilitario de la Ciencia, alcanzó la máxima difusión y credibilidad públicas con el movimiento ilustrado del siglo XVIII. La popularización de la CIENCIA, ES DECIR, LA ACEPTACIÓN DE QUE LOS SABERES CIENTÍFICOS, AUNQUE FUERAN EN SÍ MISMOS PATRIMONIO DE UNOS POCOS, PODÍAN REDUNDAR EN BENEFICIO DE LA MAYORÍA, se avino fácilmente con el proceso de secularización de la Sociedad iniciado en el Renacimiento. Paulatinamente se pasó de una civilización providencialista, donde la mano de Dios tenía hasta el cometido de corregir las perturbaciones en el movimiento de los cuerpos celestes, a una “civilización mecánica”, basada en la ventajosa aplicación de las máquinas a la vida cotidiana.

Durante el siglo XVIII, los focos científicos más desarrollados son Francia y Gran Bretaña; los franceses, con preferencias por la formalización matemática de la Mecánica newtoniana, y los ingleses, más pedispuestos a la investigación empírica. A principios del siglo XIX sobresalen los franceses, que se ven desplazados por los científicos británicos a mediados de siglo. Unos y otros fueron superados por Alemania a partir del último tercio del XIX, con lo que se producen las revoluciones cuántica y relativista.

En Gran Bretaña se produjo el decaimiento de instituciones tan notables como la Sociedad Real y el Greham College durante el siglo XVIII. Sin embargo, en el XIX, proliferaron las sociedades literarias y filosóficas provinciales, inaugurándose la primera en Manchester en 1781 y contando, hacia 1870, con más de cien sociedades repartidas por las más importantes ciudades de las islas. Gozó de gran prestigio la Sociedad Lunar de Birminghan, disuelta como consecuencia de las guerras napoleónicas, en la que convivieron manufactureros, científicos e ingenieros que se reunían en el Campo Negro las noches de luna llena. A ella pertenecieron los conocidos Priestley, Watt y Boulton, socio de Watt y primer constructor de máquinas de vapor a escala industrial.

La institución que alcanzó tanto prestigio como la Sociedad Real y que, como ésta, aún perdura, es la Institución Real, que fundara Rumford en 1800. El propósito de extender la formación científica y técnica en Gran Bretaña, se plasmó también en la creación de los Institutos de Mecánica; hacia 1850 había más de 600 y se dice que su nivel educativo estaba muy por delante de las Universidades de Oxford y Cambridge por lo que respecta a las Ciencias Físicas. De las Universidades inglesas poco puede destacarse respecto a su contribución científica en los siglos XVIII y buena parte del XIX, salvo las más recientes de Glasgow y Edimburgo.

En Glasgow, Thomas Thomson instaló en 1817 el primer laboratorio químico para la enseñanza práctica; en esa misma Universidad, William Thomson, Lord Kelvin, fundó en 1846 el primer laboratorio para la enseñanza de la Física.

La Asociación Británica para el Avance de la Ciencia, fue creada en 1831 a raíz del revuelo que originó Charles Babbage, profesor de Matemáticas de Cambridge, con sus “Reflexiones sobre la decadencia de la Ciencia en Inglaterra.

Se organizó tomando como modelo el Congreso Nacional de Científicos Alemanes, fundado en 1822. La Asociación, además de fomentar la investigación, desempeñó un importante papel en la reforma de las Universidades inglesas a mediados del XIX, cuando el ideal universitario estaba puesto en las Universidades alemanas.

El cientifismo alemán se vio favorecido por el ambiente de libertad para aprender y para enseñar, muy contrario al centralismo inglés y francés, y también al español. La creación de Seminarios en las Universidades alemanas se considera un paso favorecedor para la investigación: fueron famosos el de Física Matemática de Könisberg, el de Física de Giessen o el de Química de Gottinga.

En Francia, no obstante, y a pesar de que con la reforma universitaria de 1848 intentaron imitar el modelo alemán, la Facultad de Ciencias de París, inaugurada en 1811, contó con profesores ilustres:

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Gay-Lussac, Joseph-Louis (Saint-Léonard-de-Noblat, Francia, 1778-París, 1850) Físico francés. Se graduó en la École Polytechnique parisina en 1800.

Abandonó una posterior ampliación de sus estudios tras aceptar la oferta de colaborador en el laboratorio de Claude-Louis Berthollet, bajo el patrocinio de Napoleón.

En 1802 observó que todos los gases se expanden una misma fracción de volumen para un mismo aumento en la temperatura, lo que reveló la existencia de un coeficiente de expansión térmica común que hizo posible la definición de una nueva escala de temperaturas, establecida con posterioridad por lord Kelvin.

En 1804 efectuó una ascensión en globo aerostático que le permitió corroborar que tanto el campo magnético terrestre como la composición química de la atmósfera permanecen constantes a partir de una determinada altura.

En 1808, año en que contrajo matrimonio, enunció la ley de los volúmenes de combinación que lleva su nombre, según la cual los volúmenes de dos gases que reaccionan entre sí en idénticas condiciones de presión y temperatura guardan una relación sencilla.

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Lacroix, Poisson, Biot, Gay-Lussac, Thènard, Hauy, Geoffroy Saint-Hilaire, etc. La mayoría formados en la Escuela Politécnica de París fundada por Napoleón en 1794, donde también fueron alumnos o profesores, los más destacados físico-matemáticos franceses:

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Monge, Gaspard (Beaune, Francia, 1746-París, 1818) Matemático francés. Hijo de un comerciante, sus grandes dotes para el dibujo (siendo muy joven realizó un perfecto mapa de su ciudad natal) le abrieron las puertas de la Escuela Militar de Mezières.

Allí empezó a desarrollar métodos de representación de objetos tridimensionales mediante su proyección sobre dos planos, métodos que fueron clasificados como de alto secreto por el ejército y que constituyen los inicios de la geometría descriptiva. Afiliado a la causa revolucionaria (fue miembro del club de los Jacobinos), tras el triunfo de la misma, Monge desempeñó numerosos cargos gubernamentales; como ministro de Marina, fue el encargado de firmar la condena oficial a muerte de Luis XVI.

Convencido de la importancia de la educación, intervino en la creación de instituciones académicas como la École Normale Supérieure o la Polytechnique. Amigo personal de Napoleón Bonaparte, acompañó al entonces general en su campaña de Egipto (1798-1801). A su regreso continuó dando clases en la Polytechnique; su labor pedagógica resultó decisiva en la formación de una espléndida generación de geómetras franceses, entre los que cabe citar a Poncelet, Dupin, Meusnier y Rodrigues.

La contribución de Monge a la Geometría fue inmensa, tanto en diversidad como en profundidad; amén de la rama descriptiva, se le considera a menudo el fundador de la geometría diferencial. En su obra “Aplicaciones del análisis a la Geometría” introdujo importantes conceptos. Así mismo fue el primero en emplear de forma sistemática las ecuaciones en derivadas parciales para el estudio de las superficies. En su doble faceta de científico y pedagogo, se le considera el principal responsable de la gran expansión experimentada por la Geometría en el siglo XIX.

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Laplace, Lagrange, Monge, Malus, Arago, Cauchy, Hamilton, Carnot, Dulong, Petit, etc. Por las mismas fechas se creó el Conservatorio de Artes y oficios, como escuela técnica y museo mecánico, y la Escuela Normal Superior para la formación de profesores.

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Dulong, Pierre-Louis (Ruán, Francia, 1785-París, 1838) Químico y físico francés. Fue profesor de física (1820) y director de la Escuela Politécnica (1830). En 1813 descubrió de forma accidental el tricloruro de nitrógeno, altamente explosivo.

Los trabajos más importantes de Dulong en el campo de la Física los llevó a cabo conjuntamente con Alexis Thérèse Petit, profesor de física de la Escuela Politécnica. Sus experimentos sobre dilatación y medida de las temperaturas, transferencia del calor y calor específico de los gases, le condujeron a establecer la ley empírica sobre calores específicos conocida como «ley de Dulong y Petit» (1819), que posteriormente sería utilizada en la determinación de pesos atómicos.

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Cauchy, Augustin-Louis, barón de (París, 1789-Sceaux, Francia, 1857) Matemático francés. Era el mayor de los seis hijos de un abogado católico y realista, que hubo de retirarse a Arcueil cuando estalló la Revolución. Allí sobrevivieron de forma precaria, por lo que Cauchy creció desnutrido y débil.

Fue educado en casa por su padre y no ingresó en la escuela hasta los trece años, aunque pronto empezó a ganar premios académicos. A los dieciséis entró en la École Polytechnique parisina y a los dieciocho asistía a una escuela de ingeniería civil, donde se graduó tres años después. Su primer trabajo fue como ingeniero militar para Napoleón, ayudando a construir las defensas en Cherburgo.

A los veinticuatro años volvió a París y dos más tarde demostró una conjetura de Fermat que había superado a Euler y Gauss. Con veintisiete años ya era uno de los matemáticos de mayor prestigio y empezó a trabajar en las funciones de variable compleja, publicando las 300 páginas de esa investigación once años después. En esta época publicó sus trabajos sobre límites, continuidad y sobre la convergencia de las series infinitas.

En 1830 se exilió en Turín, donde trabajó como profesor de física matemática hasta que regresó a París (1838). Pasó el resto de su vida enseñando en La Sorbona. Publicó un total de 789 trabajos, entre los que se encuentran el concepto de límite, los criterios de convergencia las fórmulas y los teoremas de integración y las ecuaciones diferenciales de Cauchy-Riemann. Su extensa obra introdujo y consolidó el concepto fundamental de rigor matemático.

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Al contrario que en Gran Bretaña, el fomento de las Ciencias en Francia se hizo según un plan totalmente centralizado en París. En 1870 se fundó la Asociación Francesa para el progreso de la Ciencia, de características similares a la inglesa. En España, la Asociación Española para el progreso de las Ciencias data de 1908.

La evolución de estas Sociedades y de las Universidades fue dispar durante el resto del siglo XIX y del XX. Con independencia del destino de unas y otras, la actividad científica se fue internacionalizando, el prestigio de algunos centros de investigación atrajo a ellos a científicos de todo el mundo, y aunque cada país procuró desarrollar una Ciencia acorde con sus previsiones y según sus posibilidades, la formación científica más competente fue despegándose de los nacionalismos.