La transicion hacia el motor transfOlmacional mas a los rebeldes norteameri c an os que trata han de acordonar a Boston y Uego a su destino sin detcccion. Tccnicamente, tal tinta era tan buena como O1uchas de las tintas secretas usadas cn hi Primera Guen·a Mundial. Stricto sensu, las primeras ideas de Benjamin Thompson sobre el calor da- tan de antes de su vida en Baviera. En 1778, publico su primer ensayo, titu- lado Nuems eAperimentos sobre la p6lmra, con observaeiones aisladas e infereneias practicas; para 10 eual se afiade una explieaci6n de Ul1l1uevo metodo de detenrunaci611 de la velocidad de todas las c/a,ses de proyectiles militares y la descripei6n de W1a pl1Jeba mllyprecisa para la p6lvora. Es un ensayo largo, de 99 paginas. Para los fi'sicos, es interesante comprender que este ensayo l11uestra en ciemes las ideas de Thompson acerca de la natura- leza del calor. De fonlla casual, el midio el calentamiento del cafton luego de disparar cargas de fogueo y, para su sorpresa, hallo que el cafton cstaba mas caliente que cuando se disparaba una bala. Esto supuso en un comienzo que el calor venia totalmente de la polvora ardiente y que, si el fuego quedaba encurado por un tiempo mas prolongado por la bala de canon , esto haria calentar mas aI cafton. Preocupado aI respccto, concluyo que cI calor se debc a la expansion y contraccion sl lbita del mis mo canon, y resul ta ba def "movi- mien to y friccioll de las partes in temas del metal en tre e li as mismas, provo- cado po r cl cs fucrzo sUbito e intenso de la p61v ora sobre la parte intcma del aruma". En todo caso, este ensayo se leyO y aclanlo mucho yafinn6 a 11lOmp- son como un cicntifico serio_ Le hizo micmbro de la prestigiosa Roy:u Socie- ty)' '1 mismo podria finnar con orgullo como Beryamill 11JOmpson RR.S. En 1796, Rum ford publico su en a yo t it ulado De lu;;; hogarcs £Ie ci)imcnea, C()(I propu p am mejorarlus :J fil l £Ie aJwrrnr col11bustilJlc; p:lT3 bacer mUTatl:ls mas con fu rtabl es y salubres, y eljt:'T cficazmente Jos humos £Ie las cbimeneas. Ilas ta hoy cn di a, sigue si cn do un c1asico sobrc cOmo construi r un hogar de chimcn ca ex cl entc. A1 l1 cgar eJ ano 1797, Rumford e staba ad p ortas de lI evar a c abo su expcri- mento mas fanJoso con t.. 'lI adrado de cano nes. En su cA -pe ai mento, Rumford Ic aftadi6 al taladro, mas alIa de do ndc el canon se tala draba , un obj cto de metal supl mentario, cI dcscabcccdor. En la pr odu ccion nomla1 del canon , la pieza se fijaba hor izontalmcntc a un soporte , uniclldo parte del canon a un t omo accionado por caballos por medio de una barra y un taladro estaeio- na rio avanzaba hac ia la picza fu ndida. Para cl fin de dicllo c;\."crill1enlo, I descabeecdor tenia un pcdaw del tala dro desafilado adrede, yeste co njunto de metal, de fonna eilindrica, se encerro en una caja de madera que podia llenarse con agua. EI objctivo del experimento era ver si la cantidad de calor producido por la perforaci on cra siempre la misma con independcncia de 89
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La transicion hacia el motor transfOlmacional
mas a los rebeldes norteamericanos que t ratahan de acordonar a Boston y Uego a su destino sin detcccion Tccnicamente tal tinta era tan buena como O1uchas de las tintas secretas usadas cn hi Primera Guenmiddota Mundial
Stricto sensu las primeras ideas de Benjamin Thompson sobre el calor dashytan de antes de su vida en Baviera En 1778 publico su primer ensayo titushylado Nuems eAperimentos sobre la p6lmra con observaeiones aisladas e infereneias practicas para 10 eual se afiade una explieaci6n de Ul1l1uevo metodo de detenrunaci611 de la velocidad de todas las cases de proyectiles militares y la descripei6n de W1a pl1Jeba mllyprecisa para la p6lvora Es un ensayo largo de 99 paginas Para los fisicos es interesante comprender que este ensayo l11uestra en ciemes las ideas de Thompson acerca de la naturashyleza del calor De fonlla casual el midio el calentamiento del cafton luego de disparar cargas de fogueo y para su sorpresa hallo que el cafton cstaba mas caliente que cuando se disparaba una bala Esto supuso en un comienzo que el calor venia totalmente de la polvora ardiente y que si el fuego quedaba encurado por un tiempo mas prolongado por la bala de canon esto haria calentar mas aI cafton Preocupado aI respccto concluyo que cI calor se debc a la expansion y contraccion sllbi ta del mismo canon y resul taba def movishymien to y friccioll de las partes intemas del metal en tre elias mismas provoshycado por cl csfucrzo sUbito e intenso de la p61vora sobre la parte intcma del aruma En todo caso este ensayo se leyO y aclanlo mucho yafinn6 a 11lOmpshyson como un cicntifico serio_ Le hizo micmbro de la prestigiosa RoyuSocieshyty) 1 mismo podria finnar con orgullo como Beryamill 11JOmpson R~ RRS
En 1796 Rumford publico su en ayo titulado De lu hogarcs poundIe ci)imcnea C()(I propu ~tmpam mejorarlus J fill poundIe aJwrrnr col11bustilJlc plT3 bacer I~
mUTatlls mas con furtablesy salubres y eljtT cficazmente Jos humos poundIe las cbimeneas Ilasta hoy cn dia sigue sicndo un c1asico sobrc cOmo construir un hogar de chimcnca ex clentc
A1 l1cgar eJ ano 179 7 Rumford estaba ad portas de lIevar a cabo su expcrishymento mas fanJoso con tlIadrado de canones En su cA-peaimento Rumford Ic aftadi6 al taladro mas alIa de dondc el canon se taladraba un objcto de metal supl mentario cI dcscabcccdor En la produccion nomla1 del canon la pieza se fijaba horizontalmcntc a un soporte uniclldo parte del canon a un tomo accionado por caballos por medio de una barra y un taladro estaeioshynario avanzaba hacia la picza fundida Para cl fin de dicllo ccrill1enlo I descabeecdor tenia un pcdaw del taladro desafilado adrede yeste conjunto de metal de fonna eilindrica se encerro en una caja de madera que podia llenarse con agua EI objctivo del experimento era ver si la cantidad de calor producido por la perforaci on cra siempre la misma con independcncia de
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()ngcllc CW)JUc IOtl y conS()IuI(Jon U CIIJ111HmiddotJJJJIJ ut c(lllen ilC lfllUC m eJJLI l5Jl
cuanto tiempo sc taladrnba el canon Si cl calor fuera una sustancia matcshyrial deberia a la larga agotar~c pero 10 que Rumford dCll1ostlO era que uo impOl-taba cuanto ticmpo se Ilwntuicmll los caballos acdonamlo cl torno el ticmpo que Ie tomah aJ tltlladro romo calcn tlr cI aglla haWla chllllicioJl era si~mpre Ja misma J IIstamcntc una maqllcta dc cstc cxpcrimcnto cdcshybrc esta en el JuseoAJc mm en Munich La figura 25 tomada del arLiclilo de Rumford que lIcva por titulo All ilJ(Juirrcol1cemil1~ the souce oftlle Ilclt which is excited IJ) frictiun (Rumford 179H RO-l (2) complcmcn ta bicn 10 que se acaba de explica r
Figura 25 Expcrimcntos de taladrado de canones del conde de Rumford
f-
~~~ +
Fuente Rumford 1798 80-102
EI conde de Rumford rcaliz6 muchos otros cxrpcrimcntos tratando de refushytar el paradig1ll3 del eal6rico Entre cstos se dcstac~lfl sus investigaciones accrca del punto tic mciximt tlcnsidad del aguH liquida a 4 v( Si cI cal(nmiddotjeo fuera una sllstancia material tlchcria oeural algiin cspacio Al climinaro por enfriamicnto dcheria darse una conlracci6n del CUCfllO YRumford pcrshycihi6 la dilalacim anomala tiel aglla al cnfriarla entre 4 y 0 ltC hecho que ponia en duda cl p~lradigma dc mHlT1S POl otTO laclo las sustU1cias materiashyles ticncn pcso~ cI conde intcnt( infructllosamcntc medir eI peso del calor Durante tod Sli ida (rahaj6 con ahineo peru no pudo lwllar prucha dennishytha de la cxiSlencia del cal6rico io obst~Ultc hI lahor dc Rumford qllcd6 ignorada durante Ia media centuria siguicntc
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Aportes del Nuevo Mundo bajo la sombra protectora de Ignacio
Al tratar cI c~ 0 especial de lcr6nirno poundIe Ayanz y Beaumont virnos que parshyte de SlI lahor invcntiva es tuYO oricntada hacia la soluci6n de prohlemas inhercntcs ala cxplotaei6n de Ia minas en la America espanola Del mismo modo I propia labor cicntlfica de Alvaro Alon 0 B~lrba transeurri6 en cI Virreinato del Peru Pero ~quc otms aportes brindo cI Nuevo Mundo rtSpceshyto a 10 que aqut nos oeupa
Con Elias Trahulse en calidad de cicerone proeedunos eon cI oornplemento que soporulla columna vertebral de estc aparte (Trabulse 1996)
En general la ilustre Compafiia de TeStiS tuvo un papel destacado en 10 atishynente a la activiciad cicntifica y tecnol6gica en America tilS mas de las voocs los L abios dc la Compania suden dcstacar sobre 10lt micmbro de otras COI1shy
grcgacioncs al igual quc obre los cientmcos laicos En primera in lancia mCllcionemos a Mmlucl Gervasio Gil rioplatense y disdpulo de Roger Joseshyph Bosc()ich lIuien en 1798 dio a 13 cstmnpa un tratuo aeerca de la atracshycion y la repulsion Un ano despucs complcto una larga discrtacion en torshyno a la clasticid~uJ dc los glCS ) sus propicdadcs
En segundo lugar cstl fray Cayetano Rodrigllez Dc entre sus estudios temiddot nCl110s cinco tomos mU1l1scritos que comprendcn la f1sica de los gases la difnlcci6n dc la luz y las leycs de la gnnitacion y dcll11ovimienlo m -elerado 11 mi mo estudi6 10 fcn6menos acusticos e otro lado es de ohligada mencion cI nombre de Jwm Bautista Aguirrc sabio quitcno cuya obnt tiene cl merito dc abo rdar un bucll ntUllCro de t Illas de astronomia y fisica a saber las manchas solares los oomculs el fuego la gravedad y Iigere-at de los elementos los estados del 1gua 11 c1asticidad del aire las diSLl11cias entre la Ticrra y la Luna y otros planetas etc
En el t crrcno del desaguc de minas etemo dolor de caheza euando de exshyplotarlas se trataha desde las primitivas explotacion s del siglo XVI sc recushyrrio a divetSOs arhitrios entre los que eahe mencionar lt perforaci6n de un socavon de desague y eluso de malaeates norias ciguefias y un tipo rudishymentario de hombas todos ellos recursos empleado en Europa desde la
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Sri~enes CI ollicifin L(msuidlCh~n del priTl_ciJj() de ccm en-aci6n de 11 ltntmiddotlgi
antigtiedad y trasplantados al Xu eo l1undo En cuallto a las homhas Sll
etlcacia no era Il1UY buena sohrc lodo en minas proflUldas amen dd hccho de ser costosa la fucrza l110triZ animal En 10 cscncial cstahan fon nadas por eadcnas troneos de f1rholcs ahllceados para senr de conductos pistones y vah1Jlas de paso Por su parte los mineros novohispanos hadan gala de un manejo empirico del ci1culo de la energia para SlIS opcraciones pucsto que eonocian bien los (OSt08 de opcraeion de sus malaeates y la eficiencia que podian lograr con sus equipos Merced al pcrfeceionam icnto lccnico logrado en aparatos tan nldilllcnlarios podian CltlJcular tiempos mOinlicnlos y eflshycieneia incluso por hora trabajada Del mjsmo modo conocian bien la cflshyciencia de los animales que les servian de fuerza motriz y el olull1ell de agua que pltgtdian extracr por cl cstilo puede deeirsc del uso de cigiienas y de eicrto tipo de norias
En 10 tocante al heneficio de los metalcs el mctodo de fundici6n siempre fue eostoso e ineficiente h~lbida euenta del alto consulllo de combustible vegetal y del exiguo rcmlimiento dc plata 10 cllal incidia en una deforcstashycion considerahle PcroCl me todo de amalgam acion descubicrto p)r cI sevillano Bartolome dc ~Iedina y pcrfeccionado por su eolaborador Gaspar Loman pennitia un notorio ~lhono de combustible En 10 fundamental consistia en mezclar la rncna molida yhlullcda eon sal y mcrcurio en preshysencia de piritas de cobre ca1einadas que hacian las ycees d~ catalizador de 10 que resultaba una allialgarna de plata que sc disociaha rnediaute CIDenshytamiento si bien cI proeeso tardaba entre dos y oeho scmanas scgtlll las condiciones ambicntales COil cJ tiempo Alvaro Alonso Barba a eomicll70S del siglo xmiddotYJI pcrfeeciono cI metodo de ~ledina al proponer con cxito la amalgarna en caliente dcntro de caldenls de cobre su celchre metolto de cazo y cocimiento
Concluyamos cs tc parte con AJcx() de Orrio autor de MctuolJ () pbysic1 de los metJlcs ohra de mcdiados del siglo XVll1 lodo lin denso y prolijo tratado de quimiea fisica gf-ologia y mctalur~ia En 10 experimental sus cxpcriencias con diyersos rnetales Ie llcvaron a clgtlicar la Cltllcinacion ell eonshyfomtidld eon el paradigma dd Ilogisto Con bae ell h expcricncias tcrolOshymctricas de Reaumur estudi6 las propiedades de Illctalcs diycrsos a una misma temperatura tales eomo sus propicdades magneticas y c1(-ctricas su yolumen y d grado de calor rcqllcrido para lIegar a la misnlltl tcmperatura Entre otra8 incstigaeionc adjcionales alxgtrdo I() atincntc al cfecto cataHtishyco de Ia tcmperatura en el proceso de Hmalgamaci()Il 10 clIalle permitio analizar tomando como referencia al mercurio cI fcn6mcno de la Iicucfacshycion de los rnctlles y las diferelltcs lcmpcmturas CritiC~lS a las que cste feno
menu ocurria y atdbuy6 a Ia perdida de calor el fenomeno de la congelashycion Por si 10 anterior fllcse poco lIev6 a cabo experiencias sobre la dilatashycion y Ia comprcsion dc los mctacs rclacionandolos con la plata y el azoguc cn cI proccso de amalgamacion con cI objeto de determinar las condiciones 6ptim3S de temperatura yvollll11en en las que debfan mezclarse ambos en el proceso de manas
Como puedc verse con c1aridad esta casi todo por hacerse en materia de inestigacion y docencia en el campo fascinante de la historia y filosoffa de la ciencia y la tecnologfa en el seno del mundo hispano Desde luego mucho menos descllidados al respccto son los anglosajones y nordicos en general
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El planteamiento de la pregunta adecuada
Hasta 1947 existia todo un obsticuIo epistemol6gico para el abordaje de la historia de la ciencia Consistia en leer a los autores de siglos preteritos con los ojos de nuestro tiempo Asi si se trataba de leer la Fisica de Arist6teles de esta manera era inevitable coneluir con la injusticia consecuente hacia dicha obra del Estagirita que Arist6teles era un mal fisico en marcado conshytraste con la genial intuici6n que saltaba a la vista alleer otras de sus obras 11
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Empero en dicho ano Thomas Samuel Kulm cay6 en cuenta que el Es~gishyrita no habra hecho mala ffsica newtoniana sino buena fiJosofia griega De esta forma Kuhn descubri6 el concepto crucial de revoJucion cientilica con sus vocablos caracteristicos por contraste esto es paradigma y ciencia norshymal si bien adoIeee de una serie de limitaciones destacadas con acierto por parte de Steven Weinberg quien conoci6 a Kuhn en persona
En cuanto al tema que nos ocupa en este capitulo de la pluma de Kulm es un sugestivo ensayo -apenas conocido dentm del estrecho circulo de los especialistas escrito durante la primavera de 1957-que lleva aim implicita la concepci6n de la actividad cientifica como cambio revolucionario Su titushylo es La conservacion de Ja energia como ejempJo de descubrimiento simuJshytaneo parte integrante de su libro La tension esencial (Kulm 1996)
Bien en 10 que sigue nos detendremos sobre dicho texto de Kuhn habida cuenta de que centra su atcnci6n en el periodo decisivo para la consolidashyci6n de la ley de la conservaci6n de la energia esto es e1lapso comprendido entre 1830 y 1850 Ademas dicho ensayo de Kuhn es Uamativo a raiz de la metodologia adoptada por su autor para e~traer sus conelusiones al respecshyto En efecto el tom6 en cuenta los hombres que segun sus coetaneos 0
sus sucesores inmediatos llegaron con independencia a alguna parte signishyficativa de la conscrvaci6n de la energia grupo al que aiiadi6los nombres dc Camot yHim cuyos trabajos seminales de haberse conocido se hubieran considerado dentro de los primer03 En cuanto al caSltgt del conde de Rumford Thomas Samuel Kuhn no 10 ineluy6 en su lista alegando que antes de 1825 la tcoria dimimica del calor no condujo a sus partidarios hacia la conservashy
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()r~4elles e ollci6_ -c(Jlsoiclaci6n del principio de c9nsen-wi6n de a elle~4 1
cion de Ia energla Basta mediados del siglo XIX no fue necesaria y ni siquieshy Figura 26 Thomas Samuci luhn
(Cincinnati 1922 - Cambridge 1lt)96))(1 probable la rclacion cntrc ambos eonjuntos de ideas Jhora C0l110 dcsshytaca el propio Kuhn Rumford fue de lodos modos algo mas quc un te6tico dinamicista pucs afinnolo siguiente Se seguida necesariamente de (la teona dinamica] que la suma de las fuerzas activas cn el universo debc pershymanecer siempre constante A prishymela vista esto suena a conservacion de la energla Pero si 10 fuese anota Kuhn que Rumford en ningun moshymento se da cuenta de su significacion dado que no aplieo 0 repitio SlI comenshytatio en otras partes dc su ohra
Parte I(uhn del hecho que entre 1842 y 1847 cuatro eientificos dispersos por Europa ~ layer Joule Colding y Helmholtz ignorando eada uno cI trahamiddot jo de los demas hicicron puhlica la hipotcsis de la conservacion de la enershygia salvo el ultimo POI sU parte Sadi Carnot antes de 1832 ano de su mucrte Marc Seguin cn 1839 Karl Holtzmalln en 1845 y G A Him en 1854 escrihieron cada cllal por su lado sobre la equivalencia cuantitativa entre calory trabajo y calcularon un coeficiente de conversion 0 un equivashylente Ahora la equivalencia entre calory trabajo es apenas un casu especial dc conscrvacion dc cllergla Como cn d Carnot dc 1824 Holtzmann creyo tamhien en el paradigma del calotico y la aplico cn Sll tcxto (her die Wanne lInd EJaticitiit de Case lInd Dampfeen 1845
Stricto sensu prccursores como Seguin y Carnot analizaron apenas un caso especial de la conservacion dc la energla con enfoques distintos Otros como C F Mohry-William R Grmc anunciaron un pdncipio de conservacion unishyversal pero sus ocasionalcs intcntos por cuantificar su fucrza indestructishyhIe ponen en tela de juicio su significado concreto En igor los distintos precursores no cOlllullicaron las misrnas ideas maxime al no tener comunishycacion entre ellos mismos al haber tenido antecedentes profesionales e inshytcIcctuales diferentcs amen de que si bicn pudicron Iccrsc ocasionalmenshyte no repararon en que estahan hahlando de las mismas cosas Por ende 10 que se ve en sus trabajos no es el descubdmiento simultaneo estricto de la conservacion de la cncrgia sino cI surgilllicnto rapido y dcsordenado de los
Tomado de httpwwwvicelamlcoIll En http hirelandoomviccblog 224J78791UtlUr 11027J05()1968add7Jpg
EI plantcamicnto de 11 pregunta adccuada__shy
ecmclltos (onecptunlcs y cxpcrimcll tnles a parti r dc los clIales poco tiemshypo dcsplI( sc cOf1lpond-fa la tcorb coneomilantc As las cosas KulUl planshytca In pregunla adccllada ~Por que entre 1830 y 1850 lIegaron tan a la supcrficic dc Ia concicllcia cicntifica tantos de los ex-perimentos y conceptos necesarios pan t en uncim en form a fn te )Ta la ley de la consen1acion de la cncrgfa
Sin ser 10 mico factor~s pcrtincntcs a fin de abordar la respuesta a esta pregllllta Kuhn centra la alencion en tres de ellos a saber la disponibilidad de proCC$OS de conversion cl intercs por las maquina la filosofia de la naturaleza ~illnoslos con calma
bull Disponibilidad de procesos d eonversi6n
Artes de 1800 ya existian algunos proecsos dc conversion aunque en dicho ann Ia disponibilidad de proccsos tales rcsulto sobre todo de la corriente de descubrimientos surgidos a causa de la invencion de la pila electrica por Volshyta Por cjemplo se dcseubrio quc las fuerzas de afinidad tuimica prooueian corrientc e1ectrica y quc la COlncntc c16ctrica producia invaJiablemente calor y en condiciones adccuadas tambicn luz 0 asi mismo mediante elcctrolishysis la corriente de m~UTas podia veneer a las fuerzas de afmidad quimica En 1820 OCIsted demostrolos efcctos magneticos de una corriente electrica A SlI VCZ eI magnctismo podia producir mmimicnto y cstc cle t ricidad por friccion Luego en 1822 Seeh cl dCIl1ostr6 que el ltalor aplicado a una cinshyta bimctilJiea producia unn corriclltc c1cctrica Doc ~lflOS despucs Peltier demostro quc en ocasionc In conicntc podia absorbcr calor y asf producir frio Por su Indo 1m coni ntes inducidas dcscubicr tas por hlraday cn 183 1 fonnaron parte dc otra cadena de fcnomenos En la tlecada posterior a 1827 el progreso de In fOlOgra fia ailad io un cjemplo mas
Antcs tic 1800 cl movim iento ya habia producido carga clectrosw tica y las atraccionc y rcpulsioncs rcsultantcs habi1ll producido mmmien to Adeshymas los gencradores c1cctrostatico- desencadenabml rcacciones quimicas de vcz cn euando y Cst~ hHhitUl producido luz y calor Merced a la maquina de vapor Icalor producia mmimicnto y cste a su middotcz g neraba calor mcshydiante friceion y percuSiOll Sin embargo cstos proccso de convcrsion anteshyriores a 1800 fueron de poca importtncia para la il1cstigaeion eientifica ApcmLlt en la dccada de 1830 uando cst s fcnomcnos fonnaron parte de la misma calegOria que los dcscuhiert os en nlpitla slleesion en 10 corrido del siglo XIX sc los Ct)JlCCplllO como procc os de concrsi6n En fin esa nuevp vis i(m esc cambio dc paradigmajunto con los dcscuhrimientos a que d io lugar rcsulto ser cl rcquisito principal para el sllrgimiento de la Jeyde la conservacion de la cncrgia
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Odgenes cml1ci6nycO(lsIJidacicgtn dc1 principio de cOIse_n-altJi6n de a_ f3~tl4f1
Puesto que la is ion de man-as no nacio dc un fen()meno unico de Inhoratoshyrio definido con c1aridad la conservacion dc la encrg ia tomo un espcctr variopinto de rumbos Pa ra muestm un hoton micntms Faradan Gron~ Jegaron a una idea bastantc ccrcana a la de consenaci6n mediante el cstushydio del conjun to cntrclazado de todos los proccsos de conversion Cl ~lohr adoptola idea de conscrvaci6n a partir de una posihlc fuente mctafisica Por Su parte el enfoquc de Maycr y I Iclmholtz fue otro pues comcnzaron aplishycando sus conceptos de consen-aciou a bien conocidos fcn6menos antiguos para luego pasar a la extension de SliS teonas a los nuevos dcscllbrimientos Otro grupo de prceursores cI de Carnut Seguin Holtzmann y I1irn los ingenieros del vapor desatcndi6 por eompleto los nUeH)S procesos de conshyversion pero Joule IIcJ mholtz y Golding no pcrdicron de vista los aportes sem illalcs de los ingenicros del apor e intcgraron los fen6menos tcnnicos que lLumejaban cstos a In nUe-) red de concrsioncs
El caso de Joule cs lIamlltho hahida cuenta dc que mucstra que la consershyvacion de 1a cnergia pudo dcseubrirsc a partir de un solo proceso de COllshy
version para lucgo tJ-azar la rcd totalmcrccd a 1lt1 gUIl proporeionada por la eoncxion cntre las cicncias Por cl cstilo slIccdi6 con Liebig En concreto bachl 1840 las c-aillaciones sistemiiticas de Joule de los l110torcs cn funshyeion del trabajo y eI rcndimicnto estableecn un vinculo con las investigashyciopes de los ingcnieros del vapor Por dcsgracia estas concxiolles se csfushyn1aroD en 1841 y] 842 ellando Joule desalenuldo eon cI discfio del motor dCSio su atcncion haciala busqucda del perfeceiomunicnto dc las baterias que 10 impulsaban As las eosas se intereso en los nuevos dcseubrimienshytos dc la qtllmica Ademas en cstos afios su invcstigacioll St eoncentro en dos de los numerosos proeesos de cOl1crsi6n scleccionados por Groye r Mohr con la meta en mente dc illIstrar su hipotcsis tan vag a como mctafishysica En fin eomcnzaron aSI a aumentar las conexioncs del trahajo dc JoshyllIe con cI de otlOS prccursores Luego en ] 843 al dcscuhrir un error en su trabajo preio con Jas batcrias J oule reintrodlljo cI motor y cl eoneepto de trabajo mccalico con 10 ellal restlblceio cI Vinculo con la ingcniena del vapor Ahora en 1841 era tod~l11 incomplcta a scmejanza con la conscn3shycion de la encrgia Sera en el pcriodo de 1844 a 1847 que Joule con su teona abarcar1las conccpciones de persollajcs tan d isparcs como Farada)j Mayery Helmholtz
EI caso de Faraday es por complcto difercute como ~1ohr dedujo la conshysenacion de fa energia direetamente de los proccsos de conversion experishymentales que invcstigo por SI mismo En 1834 como parte de un cicio de confcrcncias suyas inclllYo una sobrc Las rchwioncs de Ja lfil1idad quimishy
ea ccetricidmJ cl cJor d J1w nmJ[isJlw yotrlls iucrhw) de 11l1ateria1 [c
aquf 10 anotado por 61 ~o podclllos dedI que lIna sola Ide cs tas fuerzas J ~Ct la eaUSt de his olra sino tan s()lo qtle 6s1 as sc hallan rclw ionndas entre si y obcdclcn 11 tina callsa POI sU parte los enunciados de Gn)c parcctn SCI paralclos CUll I1lIlCSlra Cll su scric de confcrencias 011 the conmiddotdilt i011 ofphysical forccs f(nc plantco la siguientc tOllla de postura
La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
()ngcllc CW)JUc IOtl y conS()IuI(Jon U CIIJ111HmiddotJJJJIJ ut c(lllen ilC lfllUC m eJJLI l5Jl
cuanto tiempo sc taladrnba el canon Si cl calor fuera una sustancia matcshyrial deberia a la larga agotar~c pero 10 que Rumford dCll1ostlO era que uo impOl-taba cuanto ticmpo se Ilwntuicmll los caballos acdonamlo cl torno el ticmpo que Ie tomah aJ tltlladro romo calcn tlr cI aglla haWla chllllicioJl era si~mpre Ja misma J IIstamcntc una maqllcta dc cstc cxpcrimcnto cdcshybrc esta en el JuseoAJc mm en Munich La figura 25 tomada del arLiclilo de Rumford que lIcva por titulo All ilJ(Juirrcol1cemil1~ the souce oftlle Ilclt which is excited IJ) frictiun (Rumford 179H RO-l (2) complcmcn ta bicn 10 que se acaba de explica r
Figura 25 Expcrimcntos de taladrado de canones del conde de Rumford
f-
~~~ +
Fuente Rumford 1798 80-102
EI conde de Rumford rcaliz6 muchos otros cxrpcrimcntos tratando de refushytar el paradig1ll3 del eal6rico Entre cstos se dcstac~lfl sus investigaciones accrca del punto tic mciximt tlcnsidad del aguH liquida a 4 v( Si cI cal(nmiddotjeo fuera una sllstancia material tlchcria oeural algiin cspacio Al climinaro por enfriamicnto dcheria darse una conlracci6n del CUCfllO YRumford pcrshycihi6 la dilalacim anomala tiel aglla al cnfriarla entre 4 y 0 ltC hecho que ponia en duda cl p~lradigma dc mHlT1S POl otTO laclo las sustU1cias materiashyles ticncn pcso~ cI conde intcnt( infructllosamcntc medir eI peso del calor Durante tod Sli ida (rahaj6 con ahineo peru no pudo lwllar prucha dennishytha de la cxiSlencia del cal6rico io obst~Ultc hI lahor dc Rumford qllcd6 ignorada durante Ia media centuria siguicntc
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Aportes del Nuevo Mundo bajo la sombra protectora de Ignacio
Al tratar cI c~ 0 especial de lcr6nirno poundIe Ayanz y Beaumont virnos que parshyte de SlI lahor invcntiva es tuYO oricntada hacia la soluci6n de prohlemas inhercntcs ala cxplotaei6n de Ia minas en la America espanola Del mismo modo I propia labor cicntlfica de Alvaro Alon 0 B~lrba transeurri6 en cI Virreinato del Peru Pero ~quc otms aportes brindo cI Nuevo Mundo rtSpceshyto a 10 que aqut nos oeupa
Con Elias Trahulse en calidad de cicerone proeedunos eon cI oornplemento que soporulla columna vertebral de estc aparte (Trabulse 1996)
En general la ilustre Compafiia de TeStiS tuvo un papel destacado en 10 atishynente a la activiciad cicntifica y tecnol6gica en America tilS mas de las voocs los L abios dc la Compania suden dcstacar sobre 10lt micmbro de otras COI1shy
grcgacioncs al igual quc obre los cientmcos laicos En primera in lancia mCllcionemos a Mmlucl Gervasio Gil rioplatense y disdpulo de Roger Joseshyph Bosc()ich lIuien en 1798 dio a 13 cstmnpa un tratuo aeerca de la atracshycion y la repulsion Un ano despucs complcto una larga discrtacion en torshyno a la clasticid~uJ dc los glCS ) sus propicdadcs
En segundo lugar cstl fray Cayetano Rodrigllez Dc entre sus estudios temiddot nCl110s cinco tomos mU1l1scritos que comprendcn la f1sica de los gases la difnlcci6n dc la luz y las leycs de la gnnitacion y dcll11ovimienlo m -elerado 11 mi mo estudi6 10 fcn6menos acusticos e otro lado es de ohligada mencion cI nombre de Jwm Bautista Aguirrc sabio quitcno cuya obnt tiene cl merito dc abo rdar un bucll ntUllCro de t Illas de astronomia y fisica a saber las manchas solares los oomculs el fuego la gravedad y Iigere-at de los elementos los estados del 1gua 11 c1asticidad del aire las diSLl11cias entre la Ticrra y la Luna y otros planetas etc
En el t crrcno del desaguc de minas etemo dolor de caheza euando de exshyplotarlas se trataha desde las primitivas explotacion s del siglo XVI sc recushyrrio a divetSOs arhitrios entre los que eahe mencionar lt perforaci6n de un socavon de desague y eluso de malaeates norias ciguefias y un tipo rudishymentario de hombas todos ellos recursos empleado en Europa desde la
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Sri~enes CI ollicifin L(msuidlCh~n del priTl_ciJj() de ccm en-aci6n de 11 ltntmiddotlgi
antigtiedad y trasplantados al Xu eo l1undo En cuallto a las homhas Sll
etlcacia no era Il1UY buena sohrc lodo en minas proflUldas amen dd hccho de ser costosa la fucrza l110triZ animal En 10 cscncial cstahan fon nadas por eadcnas troneos de f1rholcs ahllceados para senr de conductos pistones y vah1Jlas de paso Por su parte los mineros novohispanos hadan gala de un manejo empirico del ci1culo de la energia para SlIS opcraciones pucsto que eonocian bien los (OSt08 de opcraeion de sus malaeates y la eficiencia que podian lograr con sus equipos Merced al pcrfeceionam icnto lccnico logrado en aparatos tan nldilllcnlarios podian CltlJcular tiempos mOinlicnlos y eflshycieneia incluso por hora trabajada Del mjsmo modo conocian bien la cflshyciencia de los animales que les servian de fuerza motriz y el olull1ell de agua que pltgtdian extracr por cl cstilo puede deeirsc del uso de cigiienas y de eicrto tipo de norias
En 10 tocante al heneficio de los metalcs el mctodo de fundici6n siempre fue eostoso e ineficiente h~lbida euenta del alto consulllo de combustible vegetal y del exiguo rcmlimiento dc plata 10 cllal incidia en una deforcstashycion considerahle PcroCl me todo de amalgam acion descubicrto p)r cI sevillano Bartolome dc ~Iedina y pcrfeccionado por su eolaborador Gaspar Loman pennitia un notorio ~lhono de combustible En 10 fundamental consistia en mezclar la rncna molida yhlullcda eon sal y mcrcurio en preshysencia de piritas de cobre ca1einadas que hacian las ycees d~ catalizador de 10 que resultaba una allialgarna de plata que sc disociaha rnediaute CIDenshytamiento si bien cI proeeso tardaba entre dos y oeho scmanas scgtlll las condiciones ambicntales COil cJ tiempo Alvaro Alonso Barba a eomicll70S del siglo xmiddotYJI pcrfeeciono cI metodo de ~ledina al proponer con cxito la amalgarna en caliente dcntro de caldenls de cobre su celchre metolto de cazo y cocimiento
Concluyamos cs tc parte con AJcx() de Orrio autor de MctuolJ () pbysic1 de los metJlcs ohra de mcdiados del siglo XVll1 lodo lin denso y prolijo tratado de quimiea fisica gf-ologia y mctalur~ia En 10 experimental sus cxpcriencias con diyersos rnetales Ie llcvaron a clgtlicar la Cltllcinacion ell eonshyfomtidld eon el paradigma dd Ilogisto Con bae ell h expcricncias tcrolOshymctricas de Reaumur estudi6 las propiedades de Illctalcs diycrsos a una misma temperatura tales eomo sus propicdades magneticas y c1(-ctricas su yolumen y d grado de calor rcqllcrido para lIegar a la misnlltl tcmperatura Entre otra8 incstigaeionc adjcionales alxgtrdo I() atincntc al cfecto cataHtishyco de Ia tcmperatura en el proceso de Hmalgamaci()Il 10 clIalle permitio analizar tomando como referencia al mercurio cI fcn6mcno de la Iicucfacshycion de los rnctlles y las diferelltcs lcmpcmturas CritiC~lS a las que cste feno
menu ocurria y atdbuy6 a Ia perdida de calor el fenomeno de la congelashycion Por si 10 anterior fllcse poco lIev6 a cabo experiencias sobre la dilatashycion y Ia comprcsion dc los mctacs rclacionandolos con la plata y el azoguc cn cI proccso de amalgamacion con cI objeto de determinar las condiciones 6ptim3S de temperatura yvollll11en en las que debfan mezclarse ambos en el proceso de manas
Como puedc verse con c1aridad esta casi todo por hacerse en materia de inestigacion y docencia en el campo fascinante de la historia y filosoffa de la ciencia y la tecnologfa en el seno del mundo hispano Desde luego mucho menos descllidados al respccto son los anglosajones y nordicos en general
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El planteamiento de la pregunta adecuada
Hasta 1947 existia todo un obsticuIo epistemol6gico para el abordaje de la historia de la ciencia Consistia en leer a los autores de siglos preteritos con los ojos de nuestro tiempo Asi si se trataba de leer la Fisica de Arist6teles de esta manera era inevitable coneluir con la injusticia consecuente hacia dicha obra del Estagirita que Arist6teles era un mal fisico en marcado conshytraste con la genial intuici6n que saltaba a la vista alleer otras de sus obras 11
I 11
Empero en dicho ano Thomas Samuel Kulm cay6 en cuenta que el Es~gishyrita no habra hecho mala ffsica newtoniana sino buena fiJosofia griega De esta forma Kuhn descubri6 el concepto crucial de revoJucion cientilica con sus vocablos caracteristicos por contraste esto es paradigma y ciencia norshymal si bien adoIeee de una serie de limitaciones destacadas con acierto por parte de Steven Weinberg quien conoci6 a Kuhn en persona
En cuanto al tema que nos ocupa en este capitulo de la pluma de Kulm es un sugestivo ensayo -apenas conocido dentm del estrecho circulo de los especialistas escrito durante la primavera de 1957-que lleva aim implicita la concepci6n de la actividad cientifica como cambio revolucionario Su titushylo es La conservacion de Ja energia como ejempJo de descubrimiento simuJshytaneo parte integrante de su libro La tension esencial (Kulm 1996)
Bien en 10 que sigue nos detendremos sobre dicho texto de Kuhn habida cuenta de que centra su atcnci6n en el periodo decisivo para la consolidashyci6n de la ley de la conservaci6n de la energia esto es e1lapso comprendido entre 1830 y 1850 Ademas dicho ensayo de Kuhn es Uamativo a raiz de la metodologia adoptada por su autor para e~traer sus conelusiones al respecshyto En efecto el tom6 en cuenta los hombres que segun sus coetaneos 0
sus sucesores inmediatos llegaron con independencia a alguna parte signishyficativa de la conscrvaci6n de la energia grupo al que aiiadi6los nombres dc Camot yHim cuyos trabajos seminales de haberse conocido se hubieran considerado dentro de los primer03 En cuanto al caSltgt del conde de Rumford Thomas Samuel Kuhn no 10 ineluy6 en su lista alegando que antes de 1825 la tcoria dimimica del calor no condujo a sus partidarios hacia la conservashy
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()r~4elles e ollci6_ -c(Jlsoiclaci6n del principio de c9nsen-wi6n de a elle~4 1
cion de Ia energla Basta mediados del siglo XIX no fue necesaria y ni siquieshy Figura 26 Thomas Samuci luhn
(Cincinnati 1922 - Cambridge 1lt)96))(1 probable la rclacion cntrc ambos eonjuntos de ideas Jhora C0l110 dcsshytaca el propio Kuhn Rumford fue de lodos modos algo mas quc un te6tico dinamicista pucs afinnolo siguiente Se seguida necesariamente de (la teona dinamica] que la suma de las fuerzas activas cn el universo debc pershymanecer siempre constante A prishymela vista esto suena a conservacion de la energla Pero si 10 fuese anota Kuhn que Rumford en ningun moshymento se da cuenta de su significacion dado que no aplieo 0 repitio SlI comenshytatio en otras partes dc su ohra
Parte I(uhn del hecho que entre 1842 y 1847 cuatro eientificos dispersos por Europa ~ layer Joule Colding y Helmholtz ignorando eada uno cI trahamiddot jo de los demas hicicron puhlica la hipotcsis de la conservacion de la enershygia salvo el ultimo POI sU parte Sadi Carnot antes de 1832 ano de su mucrte Marc Seguin cn 1839 Karl Holtzmalln en 1845 y G A Him en 1854 escrihieron cada cllal por su lado sobre la equivalencia cuantitativa entre calory trabajo y calcularon un coeficiente de conversion 0 un equivashylente Ahora la equivalencia entre calory trabajo es apenas un casu especial dc conscrvacion dc cllergla Como cn d Carnot dc 1824 Holtzmann creyo tamhien en el paradigma del calotico y la aplico cn Sll tcxto (her die Wanne lInd EJaticitiit de Case lInd Dampfeen 1845
Stricto sensu prccursores como Seguin y Carnot analizaron apenas un caso especial de la conservacion dc la energla con enfoques distintos Otros como C F Mohry-William R Grmc anunciaron un pdncipio de conservacion unishyversal pero sus ocasionalcs intcntos por cuantificar su fucrza indestructishyhIe ponen en tela de juicio su significado concreto En igor los distintos precursores no cOlllullicaron las misrnas ideas maxime al no tener comunishycacion entre ellos mismos al haber tenido antecedentes profesionales e inshytcIcctuales diferentcs amen de que si bicn pudicron Iccrsc ocasionalmenshyte no repararon en que estahan hahlando de las mismas cosas Por ende 10 que se ve en sus trabajos no es el descubdmiento simultaneo estricto de la conservacion de la cncrgia sino cI surgilllicnto rapido y dcsordenado de los
Tomado de httpwwwvicelamlcoIll En http hirelandoomviccblog 224J78791UtlUr 11027J05()1968add7Jpg
EI plantcamicnto de 11 pregunta adccuada__shy
ecmclltos (onecptunlcs y cxpcrimcll tnles a parti r dc los clIales poco tiemshypo dcsplI( sc cOf1lpond-fa la tcorb coneomilantc As las cosas KulUl planshytca In pregunla adccllada ~Por que entre 1830 y 1850 lIegaron tan a la supcrficic dc Ia concicllcia cicntifica tantos de los ex-perimentos y conceptos necesarios pan t en uncim en form a fn te )Ta la ley de la consen1acion de la cncrgfa
Sin ser 10 mico factor~s pcrtincntcs a fin de abordar la respuesta a esta pregllllta Kuhn centra la alencion en tres de ellos a saber la disponibilidad de proCC$OS de conversion cl intercs por las maquina la filosofia de la naturaleza ~illnoslos con calma
bull Disponibilidad de procesos d eonversi6n
Artes de 1800 ya existian algunos proecsos dc conversion aunque en dicho ann Ia disponibilidad de proccsos tales rcsulto sobre todo de la corriente de descubrimientos surgidos a causa de la invencion de la pila electrica por Volshyta Por cjemplo se dcseubrio quc las fuerzas de afinidad tuimica prooueian corrientc e1ectrica y quc la COlncntc c16ctrica producia invaJiablemente calor y en condiciones adccuadas tambicn luz 0 asi mismo mediante elcctrolishysis la corriente de m~UTas podia veneer a las fuerzas de afmidad quimica En 1820 OCIsted demostrolos efcctos magneticos de una corriente electrica A SlI VCZ eI magnctismo podia producir mmimicnto y cstc cle t ricidad por friccion Luego en 1822 Seeh cl dCIl1ostr6 que el ltalor aplicado a una cinshyta bimctilJiea producia unn corriclltc c1cctrica Doc ~lflOS despucs Peltier demostro quc en ocasionc In conicntc podia absorbcr calor y asf producir frio Por su Indo 1m coni ntes inducidas dcscubicr tas por hlraday cn 183 1 fonnaron parte dc otra cadena de fcnomenos En la tlecada posterior a 1827 el progreso de In fOlOgra fia ailad io un cjemplo mas
Antcs tic 1800 cl movim iento ya habia producido carga clectrosw tica y las atraccionc y rcpulsioncs rcsultantcs habi1ll producido mmmien to Adeshymas los gencradores c1cctrostatico- desencadenabml rcacciones quimicas de vcz cn euando y Cst~ hHhitUl producido luz y calor Merced a la maquina de vapor Icalor producia mmimicnto y cste a su middotcz g neraba calor mcshydiante friceion y percuSiOll Sin embargo cstos proccso de convcrsion anteshyriores a 1800 fueron de poca importtncia para la il1cstigaeion eientifica ApcmLlt en la dccada de 1830 uando cst s fcnomcnos fonnaron parte de la misma calegOria que los dcscuhiert os en nlpitla slleesion en 10 corrido del siglo XIX sc los Ct)JlCCplllO como procc os de concrsi6n En fin esa nuevp vis i(m esc cambio dc paradigmajunto con los dcscuhrimientos a que d io lugar rcsulto ser cl rcquisito principal para el sllrgimiento de la Jeyde la conservacion de la cncrgia
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Odgenes cml1ci6nycO(lsIJidacicgtn dc1 principio de cOIse_n-altJi6n de a_ f3~tl4f1
Puesto que la is ion de man-as no nacio dc un fen()meno unico de Inhoratoshyrio definido con c1aridad la conservacion dc la encrg ia tomo un espcctr variopinto de rumbos Pa ra muestm un hoton micntms Faradan Gron~ Jegaron a una idea bastantc ccrcana a la de consenaci6n mediante el cstushydio del conjun to cntrclazado de todos los proccsos de conversion Cl ~lohr adoptola idea de conscrvaci6n a partir de una posihlc fuente mctafisica Por Su parte el enfoquc de Maycr y I Iclmholtz fue otro pues comcnzaron aplishycando sus conceptos de consen-aciou a bien conocidos fcn6menos antiguos para luego pasar a la extension de SliS teonas a los nuevos dcscllbrimientos Otro grupo de prceursores cI de Carnut Seguin Holtzmann y I1irn los ingenieros del vapor desatcndi6 por eompleto los nUeH)S procesos de conshyversion pero Joule IIcJ mholtz y Golding no pcrdicron de vista los aportes sem illalcs de los ingenicros del apor e intcgraron los fen6menos tcnnicos que lLumejaban cstos a In nUe-) red de concrsioncs
El caso de Joule cs lIamlltho hahida cuenta dc que mucstra que la consershyvacion de 1a cnergia pudo dcseubrirsc a partir de un solo proceso de COllshy
version para lucgo tJ-azar la rcd totalmcrccd a 1lt1 gUIl proporeionada por la eoncxion cntre las cicncias Por cl cstilo slIccdi6 con Liebig En concreto bachl 1840 las c-aillaciones sistemiiticas de Joule de los l110torcs cn funshyeion del trabajo y eI rcndimicnto estableecn un vinculo con las investigashyciopes de los ingcnieros del vapor Por dcsgracia estas concxiolles se csfushyn1aroD en 1841 y] 842 ellando Joule desalenuldo eon cI discfio del motor dCSio su atcncion haciala busqucda del perfeceiomunicnto dc las baterias que 10 impulsaban As las eosas se intereso en los nuevos dcseubrimienshytos dc la qtllmica Ademas en cstos afios su invcstigacioll St eoncentro en dos de los numerosos proeesos de cOl1crsi6n scleccionados por Groye r Mohr con la meta en mente dc illIstrar su hipotcsis tan vag a como mctafishysica En fin eomcnzaron aSI a aumentar las conexioncs del trahajo dc JoshyllIe con cI de otlOS prccursores Luego en ] 843 al dcscuhrir un error en su trabajo preio con Jas batcrias J oule reintrodlljo cI motor y cl eoneepto de trabajo mccalico con 10 ellal restlblceio cI Vinculo con la ingcniena del vapor Ahora en 1841 era tod~l11 incomplcta a scmejanza con la conscn3shycion de la encrgia Sera en el pcriodo de 1844 a 1847 que Joule con su teona abarcar1las conccpciones de persollajcs tan d isparcs como Farada)j Mayery Helmholtz
EI caso de Faraday es por complcto difercute como ~1ohr dedujo la conshysenacion de fa energia direetamente de los proccsos de conversion experishymentales que invcstigo por SI mismo En 1834 como parte de un cicio de confcrcncias suyas inclllYo una sobrc Las rchwioncs de Ja lfil1idad quimishy
ea ccetricidmJ cl cJor d J1w nmJ[isJlw yotrlls iucrhw) de 11l1ateria1 [c
aquf 10 anotado por 61 ~o podclllos dedI que lIna sola Ide cs tas fuerzas J ~Ct la eaUSt de his olra sino tan s()lo qtle 6s1 as sc hallan rclw ionndas entre si y obcdclcn 11 tina callsa POI sU parte los enunciados de Gn)c parcctn SCI paralclos CUll I1lIlCSlra Cll su scric de confcrencias 011 the conmiddotdilt i011 ofphysical forccs f(nc plantco la siguientc tOllla de postura
La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
Aportes del Nuevo Mundo bajo la sombra protectora de Ignacio
Al tratar cI c~ 0 especial de lcr6nirno poundIe Ayanz y Beaumont virnos que parshyte de SlI lahor invcntiva es tuYO oricntada hacia la soluci6n de prohlemas inhercntcs ala cxplotaei6n de Ia minas en la America espanola Del mismo modo I propia labor cicntlfica de Alvaro Alon 0 B~lrba transeurri6 en cI Virreinato del Peru Pero ~quc otms aportes brindo cI Nuevo Mundo rtSpceshyto a 10 que aqut nos oeupa
Con Elias Trahulse en calidad de cicerone proeedunos eon cI oornplemento que soporulla columna vertebral de estc aparte (Trabulse 1996)
En general la ilustre Compafiia de TeStiS tuvo un papel destacado en 10 atishynente a la activiciad cicntifica y tecnol6gica en America tilS mas de las voocs los L abios dc la Compania suden dcstacar sobre 10lt micmbro de otras COI1shy
grcgacioncs al igual quc obre los cientmcos laicos En primera in lancia mCllcionemos a Mmlucl Gervasio Gil rioplatense y disdpulo de Roger Joseshyph Bosc()ich lIuien en 1798 dio a 13 cstmnpa un tratuo aeerca de la atracshycion y la repulsion Un ano despucs complcto una larga discrtacion en torshyno a la clasticid~uJ dc los glCS ) sus propicdadcs
En segundo lugar cstl fray Cayetano Rodrigllez Dc entre sus estudios temiddot nCl110s cinco tomos mU1l1scritos que comprendcn la f1sica de los gases la difnlcci6n dc la luz y las leycs de la gnnitacion y dcll11ovimienlo m -elerado 11 mi mo estudi6 10 fcn6menos acusticos e otro lado es de ohligada mencion cI nombre de Jwm Bautista Aguirrc sabio quitcno cuya obnt tiene cl merito dc abo rdar un bucll ntUllCro de t Illas de astronomia y fisica a saber las manchas solares los oomculs el fuego la gravedad y Iigere-at de los elementos los estados del 1gua 11 c1asticidad del aire las diSLl11cias entre la Ticrra y la Luna y otros planetas etc
En el t crrcno del desaguc de minas etemo dolor de caheza euando de exshyplotarlas se trataha desde las primitivas explotacion s del siglo XVI sc recushyrrio a divetSOs arhitrios entre los que eahe mencionar lt perforaci6n de un socavon de desague y eluso de malaeates norias ciguefias y un tipo rudishymentario de hombas todos ellos recursos empleado en Europa desde la
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Sri~enes CI ollicifin L(msuidlCh~n del priTl_ciJj() de ccm en-aci6n de 11 ltntmiddotlgi
antigtiedad y trasplantados al Xu eo l1undo En cuallto a las homhas Sll
etlcacia no era Il1UY buena sohrc lodo en minas proflUldas amen dd hccho de ser costosa la fucrza l110triZ animal En 10 cscncial cstahan fon nadas por eadcnas troneos de f1rholcs ahllceados para senr de conductos pistones y vah1Jlas de paso Por su parte los mineros novohispanos hadan gala de un manejo empirico del ci1culo de la energia para SlIS opcraciones pucsto que eonocian bien los (OSt08 de opcraeion de sus malaeates y la eficiencia que podian lograr con sus equipos Merced al pcrfeceionam icnto lccnico logrado en aparatos tan nldilllcnlarios podian CltlJcular tiempos mOinlicnlos y eflshycieneia incluso por hora trabajada Del mjsmo modo conocian bien la cflshyciencia de los animales que les servian de fuerza motriz y el olull1ell de agua que pltgtdian extracr por cl cstilo puede deeirsc del uso de cigiienas y de eicrto tipo de norias
En 10 tocante al heneficio de los metalcs el mctodo de fundici6n siempre fue eostoso e ineficiente h~lbida euenta del alto consulllo de combustible vegetal y del exiguo rcmlimiento dc plata 10 cllal incidia en una deforcstashycion considerahle PcroCl me todo de amalgam acion descubicrto p)r cI sevillano Bartolome dc ~Iedina y pcrfeccionado por su eolaborador Gaspar Loman pennitia un notorio ~lhono de combustible En 10 fundamental consistia en mezclar la rncna molida yhlullcda eon sal y mcrcurio en preshysencia de piritas de cobre ca1einadas que hacian las ycees d~ catalizador de 10 que resultaba una allialgarna de plata que sc disociaha rnediaute CIDenshytamiento si bien cI proeeso tardaba entre dos y oeho scmanas scgtlll las condiciones ambicntales COil cJ tiempo Alvaro Alonso Barba a eomicll70S del siglo xmiddotYJI pcrfeeciono cI metodo de ~ledina al proponer con cxito la amalgarna en caliente dcntro de caldenls de cobre su celchre metolto de cazo y cocimiento
Concluyamos cs tc parte con AJcx() de Orrio autor de MctuolJ () pbysic1 de los metJlcs ohra de mcdiados del siglo XVll1 lodo lin denso y prolijo tratado de quimiea fisica gf-ologia y mctalur~ia En 10 experimental sus cxpcriencias con diyersos rnetales Ie llcvaron a clgtlicar la Cltllcinacion ell eonshyfomtidld eon el paradigma dd Ilogisto Con bae ell h expcricncias tcrolOshymctricas de Reaumur estudi6 las propiedades de Illctalcs diycrsos a una misma temperatura tales eomo sus propicdades magneticas y c1(-ctricas su yolumen y d grado de calor rcqllcrido para lIegar a la misnlltl tcmperatura Entre otra8 incstigaeionc adjcionales alxgtrdo I() atincntc al cfecto cataHtishyco de Ia tcmperatura en el proceso de Hmalgamaci()Il 10 clIalle permitio analizar tomando como referencia al mercurio cI fcn6mcno de la Iicucfacshycion de los rnctlles y las diferelltcs lcmpcmturas CritiC~lS a las que cste feno
menu ocurria y atdbuy6 a Ia perdida de calor el fenomeno de la congelashycion Por si 10 anterior fllcse poco lIev6 a cabo experiencias sobre la dilatashycion y Ia comprcsion dc los mctacs rclacionandolos con la plata y el azoguc cn cI proccso de amalgamacion con cI objeto de determinar las condiciones 6ptim3S de temperatura yvollll11en en las que debfan mezclarse ambos en el proceso de manas
Como puedc verse con c1aridad esta casi todo por hacerse en materia de inestigacion y docencia en el campo fascinante de la historia y filosoffa de la ciencia y la tecnologfa en el seno del mundo hispano Desde luego mucho menos descllidados al respccto son los anglosajones y nordicos en general
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El planteamiento de la pregunta adecuada
Hasta 1947 existia todo un obsticuIo epistemol6gico para el abordaje de la historia de la ciencia Consistia en leer a los autores de siglos preteritos con los ojos de nuestro tiempo Asi si se trataba de leer la Fisica de Arist6teles de esta manera era inevitable coneluir con la injusticia consecuente hacia dicha obra del Estagirita que Arist6teles era un mal fisico en marcado conshytraste con la genial intuici6n que saltaba a la vista alleer otras de sus obras 11
I 11
Empero en dicho ano Thomas Samuel Kulm cay6 en cuenta que el Es~gishyrita no habra hecho mala ffsica newtoniana sino buena fiJosofia griega De esta forma Kuhn descubri6 el concepto crucial de revoJucion cientilica con sus vocablos caracteristicos por contraste esto es paradigma y ciencia norshymal si bien adoIeee de una serie de limitaciones destacadas con acierto por parte de Steven Weinberg quien conoci6 a Kuhn en persona
En cuanto al tema que nos ocupa en este capitulo de la pluma de Kulm es un sugestivo ensayo -apenas conocido dentm del estrecho circulo de los especialistas escrito durante la primavera de 1957-que lleva aim implicita la concepci6n de la actividad cientifica como cambio revolucionario Su titushylo es La conservacion de Ja energia como ejempJo de descubrimiento simuJshytaneo parte integrante de su libro La tension esencial (Kulm 1996)
Bien en 10 que sigue nos detendremos sobre dicho texto de Kuhn habida cuenta de que centra su atcnci6n en el periodo decisivo para la consolidashyci6n de la ley de la conservaci6n de la energia esto es e1lapso comprendido entre 1830 y 1850 Ademas dicho ensayo de Kuhn es Uamativo a raiz de la metodologia adoptada por su autor para e~traer sus conelusiones al respecshyto En efecto el tom6 en cuenta los hombres que segun sus coetaneos 0
sus sucesores inmediatos llegaron con independencia a alguna parte signishyficativa de la conscrvaci6n de la energia grupo al que aiiadi6los nombres dc Camot yHim cuyos trabajos seminales de haberse conocido se hubieran considerado dentro de los primer03 En cuanto al caSltgt del conde de Rumford Thomas Samuel Kuhn no 10 ineluy6 en su lista alegando que antes de 1825 la tcoria dimimica del calor no condujo a sus partidarios hacia la conservashy
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()r~4elles e ollci6_ -c(Jlsoiclaci6n del principio de c9nsen-wi6n de a elle~4 1
cion de Ia energla Basta mediados del siglo XIX no fue necesaria y ni siquieshy Figura 26 Thomas Samuci luhn
(Cincinnati 1922 - Cambridge 1lt)96))(1 probable la rclacion cntrc ambos eonjuntos de ideas Jhora C0l110 dcsshytaca el propio Kuhn Rumford fue de lodos modos algo mas quc un te6tico dinamicista pucs afinnolo siguiente Se seguida necesariamente de (la teona dinamica] que la suma de las fuerzas activas cn el universo debc pershymanecer siempre constante A prishymela vista esto suena a conservacion de la energla Pero si 10 fuese anota Kuhn que Rumford en ningun moshymento se da cuenta de su significacion dado que no aplieo 0 repitio SlI comenshytatio en otras partes dc su ohra
Parte I(uhn del hecho que entre 1842 y 1847 cuatro eientificos dispersos por Europa ~ layer Joule Colding y Helmholtz ignorando eada uno cI trahamiddot jo de los demas hicicron puhlica la hipotcsis de la conservacion de la enershygia salvo el ultimo POI sU parte Sadi Carnot antes de 1832 ano de su mucrte Marc Seguin cn 1839 Karl Holtzmalln en 1845 y G A Him en 1854 escrihieron cada cllal por su lado sobre la equivalencia cuantitativa entre calory trabajo y calcularon un coeficiente de conversion 0 un equivashylente Ahora la equivalencia entre calory trabajo es apenas un casu especial dc conscrvacion dc cllergla Como cn d Carnot dc 1824 Holtzmann creyo tamhien en el paradigma del calotico y la aplico cn Sll tcxto (her die Wanne lInd EJaticitiit de Case lInd Dampfeen 1845
Stricto sensu prccursores como Seguin y Carnot analizaron apenas un caso especial de la conservacion dc la energla con enfoques distintos Otros como C F Mohry-William R Grmc anunciaron un pdncipio de conservacion unishyversal pero sus ocasionalcs intcntos por cuantificar su fucrza indestructishyhIe ponen en tela de juicio su significado concreto En igor los distintos precursores no cOlllullicaron las misrnas ideas maxime al no tener comunishycacion entre ellos mismos al haber tenido antecedentes profesionales e inshytcIcctuales diferentcs amen de que si bicn pudicron Iccrsc ocasionalmenshyte no repararon en que estahan hahlando de las mismas cosas Por ende 10 que se ve en sus trabajos no es el descubdmiento simultaneo estricto de la conservacion de la cncrgia sino cI surgilllicnto rapido y dcsordenado de los
Tomado de httpwwwvicelamlcoIll En http hirelandoomviccblog 224J78791UtlUr 11027J05()1968add7Jpg
EI plantcamicnto de 11 pregunta adccuada__shy
ecmclltos (onecptunlcs y cxpcrimcll tnles a parti r dc los clIales poco tiemshypo dcsplI( sc cOf1lpond-fa la tcorb coneomilantc As las cosas KulUl planshytca In pregunla adccllada ~Por que entre 1830 y 1850 lIegaron tan a la supcrficic dc Ia concicllcia cicntifica tantos de los ex-perimentos y conceptos necesarios pan t en uncim en form a fn te )Ta la ley de la consen1acion de la cncrgfa
Sin ser 10 mico factor~s pcrtincntcs a fin de abordar la respuesta a esta pregllllta Kuhn centra la alencion en tres de ellos a saber la disponibilidad de proCC$OS de conversion cl intercs por las maquina la filosofia de la naturaleza ~illnoslos con calma
bull Disponibilidad de procesos d eonversi6n
Artes de 1800 ya existian algunos proecsos dc conversion aunque en dicho ann Ia disponibilidad de proccsos tales rcsulto sobre todo de la corriente de descubrimientos surgidos a causa de la invencion de la pila electrica por Volshyta Por cjemplo se dcseubrio quc las fuerzas de afinidad tuimica prooueian corrientc e1ectrica y quc la COlncntc c16ctrica producia invaJiablemente calor y en condiciones adccuadas tambicn luz 0 asi mismo mediante elcctrolishysis la corriente de m~UTas podia veneer a las fuerzas de afmidad quimica En 1820 OCIsted demostrolos efcctos magneticos de una corriente electrica A SlI VCZ eI magnctismo podia producir mmimicnto y cstc cle t ricidad por friccion Luego en 1822 Seeh cl dCIl1ostr6 que el ltalor aplicado a una cinshyta bimctilJiea producia unn corriclltc c1cctrica Doc ~lflOS despucs Peltier demostro quc en ocasionc In conicntc podia absorbcr calor y asf producir frio Por su Indo 1m coni ntes inducidas dcscubicr tas por hlraday cn 183 1 fonnaron parte dc otra cadena de fcnomenos En la tlecada posterior a 1827 el progreso de In fOlOgra fia ailad io un cjemplo mas
Antcs tic 1800 cl movim iento ya habia producido carga clectrosw tica y las atraccionc y rcpulsioncs rcsultantcs habi1ll producido mmmien to Adeshymas los gencradores c1cctrostatico- desencadenabml rcacciones quimicas de vcz cn euando y Cst~ hHhitUl producido luz y calor Merced a la maquina de vapor Icalor producia mmimicnto y cste a su middotcz g neraba calor mcshydiante friceion y percuSiOll Sin embargo cstos proccso de convcrsion anteshyriores a 1800 fueron de poca importtncia para la il1cstigaeion eientifica ApcmLlt en la dccada de 1830 uando cst s fcnomcnos fonnaron parte de la misma calegOria que los dcscuhiert os en nlpitla slleesion en 10 corrido del siglo XIX sc los Ct)JlCCplllO como procc os de concrsi6n En fin esa nuevp vis i(m esc cambio dc paradigmajunto con los dcscuhrimientos a que d io lugar rcsulto ser cl rcquisito principal para el sllrgimiento de la Jeyde la conservacion de la cncrgia
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Odgenes cml1ci6nycO(lsIJidacicgtn dc1 principio de cOIse_n-altJi6n de a_ f3~tl4f1
Puesto que la is ion de man-as no nacio dc un fen()meno unico de Inhoratoshyrio definido con c1aridad la conservacion dc la encrg ia tomo un espcctr variopinto de rumbos Pa ra muestm un hoton micntms Faradan Gron~ Jegaron a una idea bastantc ccrcana a la de consenaci6n mediante el cstushydio del conjun to cntrclazado de todos los proccsos de conversion Cl ~lohr adoptola idea de conscrvaci6n a partir de una posihlc fuente mctafisica Por Su parte el enfoquc de Maycr y I Iclmholtz fue otro pues comcnzaron aplishycando sus conceptos de consen-aciou a bien conocidos fcn6menos antiguos para luego pasar a la extension de SliS teonas a los nuevos dcscllbrimientos Otro grupo de prceursores cI de Carnut Seguin Holtzmann y I1irn los ingenieros del vapor desatcndi6 por eompleto los nUeH)S procesos de conshyversion pero Joule IIcJ mholtz y Golding no pcrdicron de vista los aportes sem illalcs de los ingenicros del apor e intcgraron los fen6menos tcnnicos que lLumejaban cstos a In nUe-) red de concrsioncs
El caso de Joule cs lIamlltho hahida cuenta dc que mucstra que la consershyvacion de 1a cnergia pudo dcseubrirsc a partir de un solo proceso de COllshy
version para lucgo tJ-azar la rcd totalmcrccd a 1lt1 gUIl proporeionada por la eoncxion cntre las cicncias Por cl cstilo slIccdi6 con Liebig En concreto bachl 1840 las c-aillaciones sistemiiticas de Joule de los l110torcs cn funshyeion del trabajo y eI rcndimicnto estableecn un vinculo con las investigashyciopes de los ingcnieros del vapor Por dcsgracia estas concxiolles se csfushyn1aroD en 1841 y] 842 ellando Joule desalenuldo eon cI discfio del motor dCSio su atcncion haciala busqucda del perfeceiomunicnto dc las baterias que 10 impulsaban As las eosas se intereso en los nuevos dcseubrimienshytos dc la qtllmica Ademas en cstos afios su invcstigacioll St eoncentro en dos de los numerosos proeesos de cOl1crsi6n scleccionados por Groye r Mohr con la meta en mente dc illIstrar su hipotcsis tan vag a como mctafishysica En fin eomcnzaron aSI a aumentar las conexioncs del trahajo dc JoshyllIe con cI de otlOS prccursores Luego en ] 843 al dcscuhrir un error en su trabajo preio con Jas batcrias J oule reintrodlljo cI motor y cl eoneepto de trabajo mccalico con 10 ellal restlblceio cI Vinculo con la ingcniena del vapor Ahora en 1841 era tod~l11 incomplcta a scmejanza con la conscn3shycion de la encrgia Sera en el pcriodo de 1844 a 1847 que Joule con su teona abarcar1las conccpciones de persollajcs tan d isparcs como Farada)j Mayery Helmholtz
EI caso de Faraday es por complcto difercute como ~1ohr dedujo la conshysenacion de fa energia direetamente de los proccsos de conversion experishymentales que invcstigo por SI mismo En 1834 como parte de un cicio de confcrcncias suyas inclllYo una sobrc Las rchwioncs de Ja lfil1idad quimishy
ea ccetricidmJ cl cJor d J1w nmJ[isJlw yotrlls iucrhw) de 11l1ateria1 [c
aquf 10 anotado por 61 ~o podclllos dedI que lIna sola Ide cs tas fuerzas J ~Ct la eaUSt de his olra sino tan s()lo qtle 6s1 as sc hallan rclw ionndas entre si y obcdclcn 11 tina callsa POI sU parte los enunciados de Gn)c parcctn SCI paralclos CUll I1lIlCSlra Cll su scric de confcrencias 011 the conmiddotdilt i011 ofphysical forccs f(nc plantco la siguientc tOllla de postura
La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
Sri~enes CI ollicifin L(msuidlCh~n del priTl_ciJj() de ccm en-aci6n de 11 ltntmiddotlgi
antigtiedad y trasplantados al Xu eo l1undo En cuallto a las homhas Sll
etlcacia no era Il1UY buena sohrc lodo en minas proflUldas amen dd hccho de ser costosa la fucrza l110triZ animal En 10 cscncial cstahan fon nadas por eadcnas troneos de f1rholcs ahllceados para senr de conductos pistones y vah1Jlas de paso Por su parte los mineros novohispanos hadan gala de un manejo empirico del ci1culo de la energia para SlIS opcraciones pucsto que eonocian bien los (OSt08 de opcraeion de sus malaeates y la eficiencia que podian lograr con sus equipos Merced al pcrfeceionam icnto lccnico logrado en aparatos tan nldilllcnlarios podian CltlJcular tiempos mOinlicnlos y eflshycieneia incluso por hora trabajada Del mjsmo modo conocian bien la cflshyciencia de los animales que les servian de fuerza motriz y el olull1ell de agua que pltgtdian extracr por cl cstilo puede deeirsc del uso de cigiienas y de eicrto tipo de norias
En 10 tocante al heneficio de los metalcs el mctodo de fundici6n siempre fue eostoso e ineficiente h~lbida euenta del alto consulllo de combustible vegetal y del exiguo rcmlimiento dc plata 10 cllal incidia en una deforcstashycion considerahle PcroCl me todo de amalgam acion descubicrto p)r cI sevillano Bartolome dc ~Iedina y pcrfeccionado por su eolaborador Gaspar Loman pennitia un notorio ~lhono de combustible En 10 fundamental consistia en mezclar la rncna molida yhlullcda eon sal y mcrcurio en preshysencia de piritas de cobre ca1einadas que hacian las ycees d~ catalizador de 10 que resultaba una allialgarna de plata que sc disociaha rnediaute CIDenshytamiento si bien cI proeeso tardaba entre dos y oeho scmanas scgtlll las condiciones ambicntales COil cJ tiempo Alvaro Alonso Barba a eomicll70S del siglo xmiddotYJI pcrfeeciono cI metodo de ~ledina al proponer con cxito la amalgarna en caliente dcntro de caldenls de cobre su celchre metolto de cazo y cocimiento
Concluyamos cs tc parte con AJcx() de Orrio autor de MctuolJ () pbysic1 de los metJlcs ohra de mcdiados del siglo XVll1 lodo lin denso y prolijo tratado de quimiea fisica gf-ologia y mctalur~ia En 10 experimental sus cxpcriencias con diyersos rnetales Ie llcvaron a clgtlicar la Cltllcinacion ell eonshyfomtidld eon el paradigma dd Ilogisto Con bae ell h expcricncias tcrolOshymctricas de Reaumur estudi6 las propiedades de Illctalcs diycrsos a una misma temperatura tales eomo sus propicdades magneticas y c1(-ctricas su yolumen y d grado de calor rcqllcrido para lIegar a la misnlltl tcmperatura Entre otra8 incstigaeionc adjcionales alxgtrdo I() atincntc al cfecto cataHtishyco de Ia tcmperatura en el proceso de Hmalgamaci()Il 10 clIalle permitio analizar tomando como referencia al mercurio cI fcn6mcno de la Iicucfacshycion de los rnctlles y las diferelltcs lcmpcmturas CritiC~lS a las que cste feno
menu ocurria y atdbuy6 a Ia perdida de calor el fenomeno de la congelashycion Por si 10 anterior fllcse poco lIev6 a cabo experiencias sobre la dilatashycion y Ia comprcsion dc los mctacs rclacionandolos con la plata y el azoguc cn cI proccso de amalgamacion con cI objeto de determinar las condiciones 6ptim3S de temperatura yvollll11en en las que debfan mezclarse ambos en el proceso de manas
Como puedc verse con c1aridad esta casi todo por hacerse en materia de inestigacion y docencia en el campo fascinante de la historia y filosoffa de la ciencia y la tecnologfa en el seno del mundo hispano Desde luego mucho menos descllidados al respccto son los anglosajones y nordicos en general
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El planteamiento de la pregunta adecuada
Hasta 1947 existia todo un obsticuIo epistemol6gico para el abordaje de la historia de la ciencia Consistia en leer a los autores de siglos preteritos con los ojos de nuestro tiempo Asi si se trataba de leer la Fisica de Arist6teles de esta manera era inevitable coneluir con la injusticia consecuente hacia dicha obra del Estagirita que Arist6teles era un mal fisico en marcado conshytraste con la genial intuici6n que saltaba a la vista alleer otras de sus obras 11
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Empero en dicho ano Thomas Samuel Kulm cay6 en cuenta que el Es~gishyrita no habra hecho mala ffsica newtoniana sino buena fiJosofia griega De esta forma Kuhn descubri6 el concepto crucial de revoJucion cientilica con sus vocablos caracteristicos por contraste esto es paradigma y ciencia norshymal si bien adoIeee de una serie de limitaciones destacadas con acierto por parte de Steven Weinberg quien conoci6 a Kuhn en persona
En cuanto al tema que nos ocupa en este capitulo de la pluma de Kulm es un sugestivo ensayo -apenas conocido dentm del estrecho circulo de los especialistas escrito durante la primavera de 1957-que lleva aim implicita la concepci6n de la actividad cientifica como cambio revolucionario Su titushylo es La conservacion de Ja energia como ejempJo de descubrimiento simuJshytaneo parte integrante de su libro La tension esencial (Kulm 1996)
Bien en 10 que sigue nos detendremos sobre dicho texto de Kuhn habida cuenta de que centra su atcnci6n en el periodo decisivo para la consolidashyci6n de la ley de la conservaci6n de la energia esto es e1lapso comprendido entre 1830 y 1850 Ademas dicho ensayo de Kuhn es Uamativo a raiz de la metodologia adoptada por su autor para e~traer sus conelusiones al respecshyto En efecto el tom6 en cuenta los hombres que segun sus coetaneos 0
sus sucesores inmediatos llegaron con independencia a alguna parte signishyficativa de la conscrvaci6n de la energia grupo al que aiiadi6los nombres dc Camot yHim cuyos trabajos seminales de haberse conocido se hubieran considerado dentro de los primer03 En cuanto al caSltgt del conde de Rumford Thomas Samuel Kuhn no 10 ineluy6 en su lista alegando que antes de 1825 la tcoria dimimica del calor no condujo a sus partidarios hacia la conservashy
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()r~4elles e ollci6_ -c(Jlsoiclaci6n del principio de c9nsen-wi6n de a elle~4 1
cion de Ia energla Basta mediados del siglo XIX no fue necesaria y ni siquieshy Figura 26 Thomas Samuci luhn
(Cincinnati 1922 - Cambridge 1lt)96))(1 probable la rclacion cntrc ambos eonjuntos de ideas Jhora C0l110 dcsshytaca el propio Kuhn Rumford fue de lodos modos algo mas quc un te6tico dinamicista pucs afinnolo siguiente Se seguida necesariamente de (la teona dinamica] que la suma de las fuerzas activas cn el universo debc pershymanecer siempre constante A prishymela vista esto suena a conservacion de la energla Pero si 10 fuese anota Kuhn que Rumford en ningun moshymento se da cuenta de su significacion dado que no aplieo 0 repitio SlI comenshytatio en otras partes dc su ohra
Parte I(uhn del hecho que entre 1842 y 1847 cuatro eientificos dispersos por Europa ~ layer Joule Colding y Helmholtz ignorando eada uno cI trahamiddot jo de los demas hicicron puhlica la hipotcsis de la conservacion de la enershygia salvo el ultimo POI sU parte Sadi Carnot antes de 1832 ano de su mucrte Marc Seguin cn 1839 Karl Holtzmalln en 1845 y G A Him en 1854 escrihieron cada cllal por su lado sobre la equivalencia cuantitativa entre calory trabajo y calcularon un coeficiente de conversion 0 un equivashylente Ahora la equivalencia entre calory trabajo es apenas un casu especial dc conscrvacion dc cllergla Como cn d Carnot dc 1824 Holtzmann creyo tamhien en el paradigma del calotico y la aplico cn Sll tcxto (her die Wanne lInd EJaticitiit de Case lInd Dampfeen 1845
Stricto sensu prccursores como Seguin y Carnot analizaron apenas un caso especial de la conservacion dc la energla con enfoques distintos Otros como C F Mohry-William R Grmc anunciaron un pdncipio de conservacion unishyversal pero sus ocasionalcs intcntos por cuantificar su fucrza indestructishyhIe ponen en tela de juicio su significado concreto En igor los distintos precursores no cOlllullicaron las misrnas ideas maxime al no tener comunishycacion entre ellos mismos al haber tenido antecedentes profesionales e inshytcIcctuales diferentcs amen de que si bicn pudicron Iccrsc ocasionalmenshyte no repararon en que estahan hahlando de las mismas cosas Por ende 10 que se ve en sus trabajos no es el descubdmiento simultaneo estricto de la conservacion de la cncrgia sino cI surgilllicnto rapido y dcsordenado de los
Tomado de httpwwwvicelamlcoIll En http hirelandoomviccblog 224J78791UtlUr 11027J05()1968add7Jpg
EI plantcamicnto de 11 pregunta adccuada__shy
ecmclltos (onecptunlcs y cxpcrimcll tnles a parti r dc los clIales poco tiemshypo dcsplI( sc cOf1lpond-fa la tcorb coneomilantc As las cosas KulUl planshytca In pregunla adccllada ~Por que entre 1830 y 1850 lIegaron tan a la supcrficic dc Ia concicllcia cicntifica tantos de los ex-perimentos y conceptos necesarios pan t en uncim en form a fn te )Ta la ley de la consen1acion de la cncrgfa
Sin ser 10 mico factor~s pcrtincntcs a fin de abordar la respuesta a esta pregllllta Kuhn centra la alencion en tres de ellos a saber la disponibilidad de proCC$OS de conversion cl intercs por las maquina la filosofia de la naturaleza ~illnoslos con calma
bull Disponibilidad de procesos d eonversi6n
Artes de 1800 ya existian algunos proecsos dc conversion aunque en dicho ann Ia disponibilidad de proccsos tales rcsulto sobre todo de la corriente de descubrimientos surgidos a causa de la invencion de la pila electrica por Volshyta Por cjemplo se dcseubrio quc las fuerzas de afinidad tuimica prooueian corrientc e1ectrica y quc la COlncntc c16ctrica producia invaJiablemente calor y en condiciones adccuadas tambicn luz 0 asi mismo mediante elcctrolishysis la corriente de m~UTas podia veneer a las fuerzas de afmidad quimica En 1820 OCIsted demostrolos efcctos magneticos de una corriente electrica A SlI VCZ eI magnctismo podia producir mmimicnto y cstc cle t ricidad por friccion Luego en 1822 Seeh cl dCIl1ostr6 que el ltalor aplicado a una cinshyta bimctilJiea producia unn corriclltc c1cctrica Doc ~lflOS despucs Peltier demostro quc en ocasionc In conicntc podia absorbcr calor y asf producir frio Por su Indo 1m coni ntes inducidas dcscubicr tas por hlraday cn 183 1 fonnaron parte dc otra cadena de fcnomenos En la tlecada posterior a 1827 el progreso de In fOlOgra fia ailad io un cjemplo mas
Antcs tic 1800 cl movim iento ya habia producido carga clectrosw tica y las atraccionc y rcpulsioncs rcsultantcs habi1ll producido mmmien to Adeshymas los gencradores c1cctrostatico- desencadenabml rcacciones quimicas de vcz cn euando y Cst~ hHhitUl producido luz y calor Merced a la maquina de vapor Icalor producia mmimicnto y cste a su middotcz g neraba calor mcshydiante friceion y percuSiOll Sin embargo cstos proccso de convcrsion anteshyriores a 1800 fueron de poca importtncia para la il1cstigaeion eientifica ApcmLlt en la dccada de 1830 uando cst s fcnomcnos fonnaron parte de la misma calegOria que los dcscuhiert os en nlpitla slleesion en 10 corrido del siglo XIX sc los Ct)JlCCplllO como procc os de concrsi6n En fin esa nuevp vis i(m esc cambio dc paradigmajunto con los dcscuhrimientos a que d io lugar rcsulto ser cl rcquisito principal para el sllrgimiento de la Jeyde la conservacion de la cncrgia
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Odgenes cml1ci6nycO(lsIJidacicgtn dc1 principio de cOIse_n-altJi6n de a_ f3~tl4f1
Puesto que la is ion de man-as no nacio dc un fen()meno unico de Inhoratoshyrio definido con c1aridad la conservacion dc la encrg ia tomo un espcctr variopinto de rumbos Pa ra muestm un hoton micntms Faradan Gron~ Jegaron a una idea bastantc ccrcana a la de consenaci6n mediante el cstushydio del conjun to cntrclazado de todos los proccsos de conversion Cl ~lohr adoptola idea de conscrvaci6n a partir de una posihlc fuente mctafisica Por Su parte el enfoquc de Maycr y I Iclmholtz fue otro pues comcnzaron aplishycando sus conceptos de consen-aciou a bien conocidos fcn6menos antiguos para luego pasar a la extension de SliS teonas a los nuevos dcscllbrimientos Otro grupo de prceursores cI de Carnut Seguin Holtzmann y I1irn los ingenieros del vapor desatcndi6 por eompleto los nUeH)S procesos de conshyversion pero Joule IIcJ mholtz y Golding no pcrdicron de vista los aportes sem illalcs de los ingenicros del apor e intcgraron los fen6menos tcnnicos que lLumejaban cstos a In nUe-) red de concrsioncs
El caso de Joule cs lIamlltho hahida cuenta dc que mucstra que la consershyvacion de 1a cnergia pudo dcseubrirsc a partir de un solo proceso de COllshy
version para lucgo tJ-azar la rcd totalmcrccd a 1lt1 gUIl proporeionada por la eoncxion cntre las cicncias Por cl cstilo slIccdi6 con Liebig En concreto bachl 1840 las c-aillaciones sistemiiticas de Joule de los l110torcs cn funshyeion del trabajo y eI rcndimicnto estableecn un vinculo con las investigashyciopes de los ingcnieros del vapor Por dcsgracia estas concxiolles se csfushyn1aroD en 1841 y] 842 ellando Joule desalenuldo eon cI discfio del motor dCSio su atcncion haciala busqucda del perfeceiomunicnto dc las baterias que 10 impulsaban As las eosas se intereso en los nuevos dcseubrimienshytos dc la qtllmica Ademas en cstos afios su invcstigacioll St eoncentro en dos de los numerosos proeesos de cOl1crsi6n scleccionados por Groye r Mohr con la meta en mente dc illIstrar su hipotcsis tan vag a como mctafishysica En fin eomcnzaron aSI a aumentar las conexioncs del trahajo dc JoshyllIe con cI de otlOS prccursores Luego en ] 843 al dcscuhrir un error en su trabajo preio con Jas batcrias J oule reintrodlljo cI motor y cl eoneepto de trabajo mccalico con 10 ellal restlblceio cI Vinculo con la ingcniena del vapor Ahora en 1841 era tod~l11 incomplcta a scmejanza con la conscn3shycion de la encrgia Sera en el pcriodo de 1844 a 1847 que Joule con su teona abarcar1las conccpciones de persollajcs tan d isparcs como Farada)j Mayery Helmholtz
EI caso de Faraday es por complcto difercute como ~1ohr dedujo la conshysenacion de fa energia direetamente de los proccsos de conversion experishymentales que invcstigo por SI mismo En 1834 como parte de un cicio de confcrcncias suyas inclllYo una sobrc Las rchwioncs de Ja lfil1idad quimishy
ea ccetricidmJ cl cJor d J1w nmJ[isJlw yotrlls iucrhw) de 11l1ateria1 [c
aquf 10 anotado por 61 ~o podclllos dedI que lIna sola Ide cs tas fuerzas J ~Ct la eaUSt de his olra sino tan s()lo qtle 6s1 as sc hallan rclw ionndas entre si y obcdclcn 11 tina callsa POI sU parte los enunciados de Gn)c parcctn SCI paralclos CUll I1lIlCSlra Cll su scric de confcrencias 011 the conmiddotdilt i011 ofphysical forccs f(nc plantco la siguientc tOllla de postura
La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
menu ocurria y atdbuy6 a Ia perdida de calor el fenomeno de la congelashycion Por si 10 anterior fllcse poco lIev6 a cabo experiencias sobre la dilatashycion y Ia comprcsion dc los mctacs rclacionandolos con la plata y el azoguc cn cI proccso de amalgamacion con cI objeto de determinar las condiciones 6ptim3S de temperatura yvollll11en en las que debfan mezclarse ambos en el proceso de manas
Como puedc verse con c1aridad esta casi todo por hacerse en materia de inestigacion y docencia en el campo fascinante de la historia y filosoffa de la ciencia y la tecnologfa en el seno del mundo hispano Desde luego mucho menos descllidados al respccto son los anglosajones y nordicos en general
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El planteamiento de la pregunta adecuada
Hasta 1947 existia todo un obsticuIo epistemol6gico para el abordaje de la historia de la ciencia Consistia en leer a los autores de siglos preteritos con los ojos de nuestro tiempo Asi si se trataba de leer la Fisica de Arist6teles de esta manera era inevitable coneluir con la injusticia consecuente hacia dicha obra del Estagirita que Arist6teles era un mal fisico en marcado conshytraste con la genial intuici6n que saltaba a la vista alleer otras de sus obras 11
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Empero en dicho ano Thomas Samuel Kulm cay6 en cuenta que el Es~gishyrita no habra hecho mala ffsica newtoniana sino buena fiJosofia griega De esta forma Kuhn descubri6 el concepto crucial de revoJucion cientilica con sus vocablos caracteristicos por contraste esto es paradigma y ciencia norshymal si bien adoIeee de una serie de limitaciones destacadas con acierto por parte de Steven Weinberg quien conoci6 a Kuhn en persona
En cuanto al tema que nos ocupa en este capitulo de la pluma de Kulm es un sugestivo ensayo -apenas conocido dentm del estrecho circulo de los especialistas escrito durante la primavera de 1957-que lleva aim implicita la concepci6n de la actividad cientifica como cambio revolucionario Su titushylo es La conservacion de Ja energia como ejempJo de descubrimiento simuJshytaneo parte integrante de su libro La tension esencial (Kulm 1996)
Bien en 10 que sigue nos detendremos sobre dicho texto de Kuhn habida cuenta de que centra su atcnci6n en el periodo decisivo para la consolidashyci6n de la ley de la conservaci6n de la energia esto es e1lapso comprendido entre 1830 y 1850 Ademas dicho ensayo de Kuhn es Uamativo a raiz de la metodologia adoptada por su autor para e~traer sus conelusiones al respecshyto En efecto el tom6 en cuenta los hombres que segun sus coetaneos 0
sus sucesores inmediatos llegaron con independencia a alguna parte signishyficativa de la conscrvaci6n de la energia grupo al que aiiadi6los nombres dc Camot yHim cuyos trabajos seminales de haberse conocido se hubieran considerado dentro de los primer03 En cuanto al caSltgt del conde de Rumford Thomas Samuel Kuhn no 10 ineluy6 en su lista alegando que antes de 1825 la tcoria dimimica del calor no condujo a sus partidarios hacia la conservashy
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()r~4elles e ollci6_ -c(Jlsoiclaci6n del principio de c9nsen-wi6n de a elle~4 1
cion de Ia energla Basta mediados del siglo XIX no fue necesaria y ni siquieshy Figura 26 Thomas Samuci luhn
(Cincinnati 1922 - Cambridge 1lt)96))(1 probable la rclacion cntrc ambos eonjuntos de ideas Jhora C0l110 dcsshytaca el propio Kuhn Rumford fue de lodos modos algo mas quc un te6tico dinamicista pucs afinnolo siguiente Se seguida necesariamente de (la teona dinamica] que la suma de las fuerzas activas cn el universo debc pershymanecer siempre constante A prishymela vista esto suena a conservacion de la energla Pero si 10 fuese anota Kuhn que Rumford en ningun moshymento se da cuenta de su significacion dado que no aplieo 0 repitio SlI comenshytatio en otras partes dc su ohra
Parte I(uhn del hecho que entre 1842 y 1847 cuatro eientificos dispersos por Europa ~ layer Joule Colding y Helmholtz ignorando eada uno cI trahamiddot jo de los demas hicicron puhlica la hipotcsis de la conservacion de la enershygia salvo el ultimo POI sU parte Sadi Carnot antes de 1832 ano de su mucrte Marc Seguin cn 1839 Karl Holtzmalln en 1845 y G A Him en 1854 escrihieron cada cllal por su lado sobre la equivalencia cuantitativa entre calory trabajo y calcularon un coeficiente de conversion 0 un equivashylente Ahora la equivalencia entre calory trabajo es apenas un casu especial dc conscrvacion dc cllergla Como cn d Carnot dc 1824 Holtzmann creyo tamhien en el paradigma del calotico y la aplico cn Sll tcxto (her die Wanne lInd EJaticitiit de Case lInd Dampfeen 1845
Stricto sensu prccursores como Seguin y Carnot analizaron apenas un caso especial de la conservacion dc la energla con enfoques distintos Otros como C F Mohry-William R Grmc anunciaron un pdncipio de conservacion unishyversal pero sus ocasionalcs intcntos por cuantificar su fucrza indestructishyhIe ponen en tela de juicio su significado concreto En igor los distintos precursores no cOlllullicaron las misrnas ideas maxime al no tener comunishycacion entre ellos mismos al haber tenido antecedentes profesionales e inshytcIcctuales diferentcs amen de que si bicn pudicron Iccrsc ocasionalmenshyte no repararon en que estahan hahlando de las mismas cosas Por ende 10 que se ve en sus trabajos no es el descubdmiento simultaneo estricto de la conservacion de la cncrgia sino cI surgilllicnto rapido y dcsordenado de los
Tomado de httpwwwvicelamlcoIll En http hirelandoomviccblog 224J78791UtlUr 11027J05()1968add7Jpg
EI plantcamicnto de 11 pregunta adccuada__shy
ecmclltos (onecptunlcs y cxpcrimcll tnles a parti r dc los clIales poco tiemshypo dcsplI( sc cOf1lpond-fa la tcorb coneomilantc As las cosas KulUl planshytca In pregunla adccllada ~Por que entre 1830 y 1850 lIegaron tan a la supcrficic dc Ia concicllcia cicntifica tantos de los ex-perimentos y conceptos necesarios pan t en uncim en form a fn te )Ta la ley de la consen1acion de la cncrgfa
Sin ser 10 mico factor~s pcrtincntcs a fin de abordar la respuesta a esta pregllllta Kuhn centra la alencion en tres de ellos a saber la disponibilidad de proCC$OS de conversion cl intercs por las maquina la filosofia de la naturaleza ~illnoslos con calma
bull Disponibilidad de procesos d eonversi6n
Artes de 1800 ya existian algunos proecsos dc conversion aunque en dicho ann Ia disponibilidad de proccsos tales rcsulto sobre todo de la corriente de descubrimientos surgidos a causa de la invencion de la pila electrica por Volshyta Por cjemplo se dcseubrio quc las fuerzas de afinidad tuimica prooueian corrientc e1ectrica y quc la COlncntc c16ctrica producia invaJiablemente calor y en condiciones adccuadas tambicn luz 0 asi mismo mediante elcctrolishysis la corriente de m~UTas podia veneer a las fuerzas de afmidad quimica En 1820 OCIsted demostrolos efcctos magneticos de una corriente electrica A SlI VCZ eI magnctismo podia producir mmimicnto y cstc cle t ricidad por friccion Luego en 1822 Seeh cl dCIl1ostr6 que el ltalor aplicado a una cinshyta bimctilJiea producia unn corriclltc c1cctrica Doc ~lflOS despucs Peltier demostro quc en ocasionc In conicntc podia absorbcr calor y asf producir frio Por su Indo 1m coni ntes inducidas dcscubicr tas por hlraday cn 183 1 fonnaron parte dc otra cadena de fcnomenos En la tlecada posterior a 1827 el progreso de In fOlOgra fia ailad io un cjemplo mas
Antcs tic 1800 cl movim iento ya habia producido carga clectrosw tica y las atraccionc y rcpulsioncs rcsultantcs habi1ll producido mmmien to Adeshymas los gencradores c1cctrostatico- desencadenabml rcacciones quimicas de vcz cn euando y Cst~ hHhitUl producido luz y calor Merced a la maquina de vapor Icalor producia mmimicnto y cste a su middotcz g neraba calor mcshydiante friceion y percuSiOll Sin embargo cstos proccso de convcrsion anteshyriores a 1800 fueron de poca importtncia para la il1cstigaeion eientifica ApcmLlt en la dccada de 1830 uando cst s fcnomcnos fonnaron parte de la misma calegOria que los dcscuhiert os en nlpitla slleesion en 10 corrido del siglo XIX sc los Ct)JlCCplllO como procc os de concrsi6n En fin esa nuevp vis i(m esc cambio dc paradigmajunto con los dcscuhrimientos a que d io lugar rcsulto ser cl rcquisito principal para el sllrgimiento de la Jeyde la conservacion de la cncrgia
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Odgenes cml1ci6nycO(lsIJidacicgtn dc1 principio de cOIse_n-altJi6n de a_ f3~tl4f1
Puesto que la is ion de man-as no nacio dc un fen()meno unico de Inhoratoshyrio definido con c1aridad la conservacion dc la encrg ia tomo un espcctr variopinto de rumbos Pa ra muestm un hoton micntms Faradan Gron~ Jegaron a una idea bastantc ccrcana a la de consenaci6n mediante el cstushydio del conjun to cntrclazado de todos los proccsos de conversion Cl ~lohr adoptola idea de conscrvaci6n a partir de una posihlc fuente mctafisica Por Su parte el enfoquc de Maycr y I Iclmholtz fue otro pues comcnzaron aplishycando sus conceptos de consen-aciou a bien conocidos fcn6menos antiguos para luego pasar a la extension de SliS teonas a los nuevos dcscllbrimientos Otro grupo de prceursores cI de Carnut Seguin Holtzmann y I1irn los ingenieros del vapor desatcndi6 por eompleto los nUeH)S procesos de conshyversion pero Joule IIcJ mholtz y Golding no pcrdicron de vista los aportes sem illalcs de los ingenicros del apor e intcgraron los fen6menos tcnnicos que lLumejaban cstos a In nUe-) red de concrsioncs
El caso de Joule cs lIamlltho hahida cuenta dc que mucstra que la consershyvacion de 1a cnergia pudo dcseubrirsc a partir de un solo proceso de COllshy
version para lucgo tJ-azar la rcd totalmcrccd a 1lt1 gUIl proporeionada por la eoncxion cntre las cicncias Por cl cstilo slIccdi6 con Liebig En concreto bachl 1840 las c-aillaciones sistemiiticas de Joule de los l110torcs cn funshyeion del trabajo y eI rcndimicnto estableecn un vinculo con las investigashyciopes de los ingcnieros del vapor Por dcsgracia estas concxiolles se csfushyn1aroD en 1841 y] 842 ellando Joule desalenuldo eon cI discfio del motor dCSio su atcncion haciala busqucda del perfeceiomunicnto dc las baterias que 10 impulsaban As las eosas se intereso en los nuevos dcseubrimienshytos dc la qtllmica Ademas en cstos afios su invcstigacioll St eoncentro en dos de los numerosos proeesos de cOl1crsi6n scleccionados por Groye r Mohr con la meta en mente dc illIstrar su hipotcsis tan vag a como mctafishysica En fin eomcnzaron aSI a aumentar las conexioncs del trahajo dc JoshyllIe con cI de otlOS prccursores Luego en ] 843 al dcscuhrir un error en su trabajo preio con Jas batcrias J oule reintrodlljo cI motor y cl eoneepto de trabajo mccalico con 10 ellal restlblceio cI Vinculo con la ingcniena del vapor Ahora en 1841 era tod~l11 incomplcta a scmejanza con la conscn3shycion de la encrgia Sera en el pcriodo de 1844 a 1847 que Joule con su teona abarcar1las conccpciones de persollajcs tan d isparcs como Farada)j Mayery Helmholtz
EI caso de Faraday es por complcto difercute como ~1ohr dedujo la conshysenacion de fa energia direetamente de los proccsos de conversion experishymentales que invcstigo por SI mismo En 1834 como parte de un cicio de confcrcncias suyas inclllYo una sobrc Las rchwioncs de Ja lfil1idad quimishy
ea ccetricidmJ cl cJor d J1w nmJ[isJlw yotrlls iucrhw) de 11l1ateria1 [c
aquf 10 anotado por 61 ~o podclllos dedI que lIna sola Ide cs tas fuerzas J ~Ct la eaUSt de his olra sino tan s()lo qtle 6s1 as sc hallan rclw ionndas entre si y obcdclcn 11 tina callsa POI sU parte los enunciados de Gn)c parcctn SCI paralclos CUll I1lIlCSlra Cll su scric de confcrencias 011 the conmiddotdilt i011 ofphysical forccs f(nc plantco la siguientc tOllla de postura
La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
El planteamiento de la pregunta adecuada
Hasta 1947 existia todo un obsticuIo epistemol6gico para el abordaje de la historia de la ciencia Consistia en leer a los autores de siglos preteritos con los ojos de nuestro tiempo Asi si se trataba de leer la Fisica de Arist6teles de esta manera era inevitable coneluir con la injusticia consecuente hacia dicha obra del Estagirita que Arist6teles era un mal fisico en marcado conshytraste con la genial intuici6n que saltaba a la vista alleer otras de sus obras 11
I 11
Empero en dicho ano Thomas Samuel Kulm cay6 en cuenta que el Es~gishyrita no habra hecho mala ffsica newtoniana sino buena fiJosofia griega De esta forma Kuhn descubri6 el concepto crucial de revoJucion cientilica con sus vocablos caracteristicos por contraste esto es paradigma y ciencia norshymal si bien adoIeee de una serie de limitaciones destacadas con acierto por parte de Steven Weinberg quien conoci6 a Kuhn en persona
En cuanto al tema que nos ocupa en este capitulo de la pluma de Kulm es un sugestivo ensayo -apenas conocido dentm del estrecho circulo de los especialistas escrito durante la primavera de 1957-que lleva aim implicita la concepci6n de la actividad cientifica como cambio revolucionario Su titushylo es La conservacion de Ja energia como ejempJo de descubrimiento simuJshytaneo parte integrante de su libro La tension esencial (Kulm 1996)
Bien en 10 que sigue nos detendremos sobre dicho texto de Kuhn habida cuenta de que centra su atcnci6n en el periodo decisivo para la consolidashyci6n de la ley de la conservaci6n de la energia esto es e1lapso comprendido entre 1830 y 1850 Ademas dicho ensayo de Kuhn es Uamativo a raiz de la metodologia adoptada por su autor para e~traer sus conelusiones al respecshyto En efecto el tom6 en cuenta los hombres que segun sus coetaneos 0
sus sucesores inmediatos llegaron con independencia a alguna parte signishyficativa de la conscrvaci6n de la energia grupo al que aiiadi6los nombres dc Camot yHim cuyos trabajos seminales de haberse conocido se hubieran considerado dentro de los primer03 En cuanto al caSltgt del conde de Rumford Thomas Samuel Kuhn no 10 ineluy6 en su lista alegando que antes de 1825 la tcoria dimimica del calor no condujo a sus partidarios hacia la conservashy
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()r~4elles e ollci6_ -c(Jlsoiclaci6n del principio de c9nsen-wi6n de a elle~4 1
cion de Ia energla Basta mediados del siglo XIX no fue necesaria y ni siquieshy Figura 26 Thomas Samuci luhn
(Cincinnati 1922 - Cambridge 1lt)96))(1 probable la rclacion cntrc ambos eonjuntos de ideas Jhora C0l110 dcsshytaca el propio Kuhn Rumford fue de lodos modos algo mas quc un te6tico dinamicista pucs afinnolo siguiente Se seguida necesariamente de (la teona dinamica] que la suma de las fuerzas activas cn el universo debc pershymanecer siempre constante A prishymela vista esto suena a conservacion de la energla Pero si 10 fuese anota Kuhn que Rumford en ningun moshymento se da cuenta de su significacion dado que no aplieo 0 repitio SlI comenshytatio en otras partes dc su ohra
Parte I(uhn del hecho que entre 1842 y 1847 cuatro eientificos dispersos por Europa ~ layer Joule Colding y Helmholtz ignorando eada uno cI trahamiddot jo de los demas hicicron puhlica la hipotcsis de la conservacion de la enershygia salvo el ultimo POI sU parte Sadi Carnot antes de 1832 ano de su mucrte Marc Seguin cn 1839 Karl Holtzmalln en 1845 y G A Him en 1854 escrihieron cada cllal por su lado sobre la equivalencia cuantitativa entre calory trabajo y calcularon un coeficiente de conversion 0 un equivashylente Ahora la equivalencia entre calory trabajo es apenas un casu especial dc conscrvacion dc cllergla Como cn d Carnot dc 1824 Holtzmann creyo tamhien en el paradigma del calotico y la aplico cn Sll tcxto (her die Wanne lInd EJaticitiit de Case lInd Dampfeen 1845
Stricto sensu prccursores como Seguin y Carnot analizaron apenas un caso especial de la conservacion dc la energla con enfoques distintos Otros como C F Mohry-William R Grmc anunciaron un pdncipio de conservacion unishyversal pero sus ocasionalcs intcntos por cuantificar su fucrza indestructishyhIe ponen en tela de juicio su significado concreto En igor los distintos precursores no cOlllullicaron las misrnas ideas maxime al no tener comunishycacion entre ellos mismos al haber tenido antecedentes profesionales e inshytcIcctuales diferentcs amen de que si bicn pudicron Iccrsc ocasionalmenshyte no repararon en que estahan hahlando de las mismas cosas Por ende 10 que se ve en sus trabajos no es el descubdmiento simultaneo estricto de la conservacion de la cncrgia sino cI surgilllicnto rapido y dcsordenado de los
Tomado de httpwwwvicelamlcoIll En http hirelandoomviccblog 224J78791UtlUr 11027J05()1968add7Jpg
EI plantcamicnto de 11 pregunta adccuada__shy
ecmclltos (onecptunlcs y cxpcrimcll tnles a parti r dc los clIales poco tiemshypo dcsplI( sc cOf1lpond-fa la tcorb coneomilantc As las cosas KulUl planshytca In pregunla adccllada ~Por que entre 1830 y 1850 lIegaron tan a la supcrficic dc Ia concicllcia cicntifica tantos de los ex-perimentos y conceptos necesarios pan t en uncim en form a fn te )Ta la ley de la consen1acion de la cncrgfa
Sin ser 10 mico factor~s pcrtincntcs a fin de abordar la respuesta a esta pregllllta Kuhn centra la alencion en tres de ellos a saber la disponibilidad de proCC$OS de conversion cl intercs por las maquina la filosofia de la naturaleza ~illnoslos con calma
bull Disponibilidad de procesos d eonversi6n
Artes de 1800 ya existian algunos proecsos dc conversion aunque en dicho ann Ia disponibilidad de proccsos tales rcsulto sobre todo de la corriente de descubrimientos surgidos a causa de la invencion de la pila electrica por Volshyta Por cjemplo se dcseubrio quc las fuerzas de afinidad tuimica prooueian corrientc e1ectrica y quc la COlncntc c16ctrica producia invaJiablemente calor y en condiciones adccuadas tambicn luz 0 asi mismo mediante elcctrolishysis la corriente de m~UTas podia veneer a las fuerzas de afmidad quimica En 1820 OCIsted demostrolos efcctos magneticos de una corriente electrica A SlI VCZ eI magnctismo podia producir mmimicnto y cstc cle t ricidad por friccion Luego en 1822 Seeh cl dCIl1ostr6 que el ltalor aplicado a una cinshyta bimctilJiea producia unn corriclltc c1cctrica Doc ~lflOS despucs Peltier demostro quc en ocasionc In conicntc podia absorbcr calor y asf producir frio Por su Indo 1m coni ntes inducidas dcscubicr tas por hlraday cn 183 1 fonnaron parte dc otra cadena de fcnomenos En la tlecada posterior a 1827 el progreso de In fOlOgra fia ailad io un cjemplo mas
Antcs tic 1800 cl movim iento ya habia producido carga clectrosw tica y las atraccionc y rcpulsioncs rcsultantcs habi1ll producido mmmien to Adeshymas los gencradores c1cctrostatico- desencadenabml rcacciones quimicas de vcz cn euando y Cst~ hHhitUl producido luz y calor Merced a la maquina de vapor Icalor producia mmimicnto y cste a su middotcz g neraba calor mcshydiante friceion y percuSiOll Sin embargo cstos proccso de convcrsion anteshyriores a 1800 fueron de poca importtncia para la il1cstigaeion eientifica ApcmLlt en la dccada de 1830 uando cst s fcnomcnos fonnaron parte de la misma calegOria que los dcscuhiert os en nlpitla slleesion en 10 corrido del siglo XIX sc los Ct)JlCCplllO como procc os de concrsi6n En fin esa nuevp vis i(m esc cambio dc paradigmajunto con los dcscuhrimientos a que d io lugar rcsulto ser cl rcquisito principal para el sllrgimiento de la Jeyde la conservacion de la cncrgia
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Odgenes cml1ci6nycO(lsIJidacicgtn dc1 principio de cOIse_n-altJi6n de a_ f3~tl4f1
Puesto que la is ion de man-as no nacio dc un fen()meno unico de Inhoratoshyrio definido con c1aridad la conservacion dc la encrg ia tomo un espcctr variopinto de rumbos Pa ra muestm un hoton micntms Faradan Gron~ Jegaron a una idea bastantc ccrcana a la de consenaci6n mediante el cstushydio del conjun to cntrclazado de todos los proccsos de conversion Cl ~lohr adoptola idea de conscrvaci6n a partir de una posihlc fuente mctafisica Por Su parte el enfoquc de Maycr y I Iclmholtz fue otro pues comcnzaron aplishycando sus conceptos de consen-aciou a bien conocidos fcn6menos antiguos para luego pasar a la extension de SliS teonas a los nuevos dcscllbrimientos Otro grupo de prceursores cI de Carnut Seguin Holtzmann y I1irn los ingenieros del vapor desatcndi6 por eompleto los nUeH)S procesos de conshyversion pero Joule IIcJ mholtz y Golding no pcrdicron de vista los aportes sem illalcs de los ingenicros del apor e intcgraron los fen6menos tcnnicos que lLumejaban cstos a In nUe-) red de concrsioncs
El caso de Joule cs lIamlltho hahida cuenta dc que mucstra que la consershyvacion de 1a cnergia pudo dcseubrirsc a partir de un solo proceso de COllshy
version para lucgo tJ-azar la rcd totalmcrccd a 1lt1 gUIl proporeionada por la eoncxion cntre las cicncias Por cl cstilo slIccdi6 con Liebig En concreto bachl 1840 las c-aillaciones sistemiiticas de Joule de los l110torcs cn funshyeion del trabajo y eI rcndimicnto estableecn un vinculo con las investigashyciopes de los ingcnieros del vapor Por dcsgracia estas concxiolles se csfushyn1aroD en 1841 y] 842 ellando Joule desalenuldo eon cI discfio del motor dCSio su atcncion haciala busqucda del perfeceiomunicnto dc las baterias que 10 impulsaban As las eosas se intereso en los nuevos dcseubrimienshytos dc la qtllmica Ademas en cstos afios su invcstigacioll St eoncentro en dos de los numerosos proeesos de cOl1crsi6n scleccionados por Groye r Mohr con la meta en mente dc illIstrar su hipotcsis tan vag a como mctafishysica En fin eomcnzaron aSI a aumentar las conexioncs del trahajo dc JoshyllIe con cI de otlOS prccursores Luego en ] 843 al dcscuhrir un error en su trabajo preio con Jas batcrias J oule reintrodlljo cI motor y cl eoneepto de trabajo mccalico con 10 ellal restlblceio cI Vinculo con la ingcniena del vapor Ahora en 1841 era tod~l11 incomplcta a scmejanza con la conscn3shycion de la encrgia Sera en el pcriodo de 1844 a 1847 que Joule con su teona abarcar1las conccpciones de persollajcs tan d isparcs como Farada)j Mayery Helmholtz
EI caso de Faraday es por complcto difercute como ~1ohr dedujo la conshysenacion de fa energia direetamente de los proccsos de conversion experishymentales que invcstigo por SI mismo En 1834 como parte de un cicio de confcrcncias suyas inclllYo una sobrc Las rchwioncs de Ja lfil1idad quimishy
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La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
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cion de Ia energla Basta mediados del siglo XIX no fue necesaria y ni siquieshy Figura 26 Thomas Samuci luhn
(Cincinnati 1922 - Cambridge 1lt)96))(1 probable la rclacion cntrc ambos eonjuntos de ideas Jhora C0l110 dcsshytaca el propio Kuhn Rumford fue de lodos modos algo mas quc un te6tico dinamicista pucs afinnolo siguiente Se seguida necesariamente de (la teona dinamica] que la suma de las fuerzas activas cn el universo debc pershymanecer siempre constante A prishymela vista esto suena a conservacion de la energla Pero si 10 fuese anota Kuhn que Rumford en ningun moshymento se da cuenta de su significacion dado que no aplieo 0 repitio SlI comenshytatio en otras partes dc su ohra
Parte I(uhn del hecho que entre 1842 y 1847 cuatro eientificos dispersos por Europa ~ layer Joule Colding y Helmholtz ignorando eada uno cI trahamiddot jo de los demas hicicron puhlica la hipotcsis de la conservacion de la enershygia salvo el ultimo POI sU parte Sadi Carnot antes de 1832 ano de su mucrte Marc Seguin cn 1839 Karl Holtzmalln en 1845 y G A Him en 1854 escrihieron cada cllal por su lado sobre la equivalencia cuantitativa entre calory trabajo y calcularon un coeficiente de conversion 0 un equivashylente Ahora la equivalencia entre calory trabajo es apenas un casu especial dc conscrvacion dc cllergla Como cn d Carnot dc 1824 Holtzmann creyo tamhien en el paradigma del calotico y la aplico cn Sll tcxto (her die Wanne lInd EJaticitiit de Case lInd Dampfeen 1845
Stricto sensu prccursores como Seguin y Carnot analizaron apenas un caso especial de la conservacion dc la energla con enfoques distintos Otros como C F Mohry-William R Grmc anunciaron un pdncipio de conservacion unishyversal pero sus ocasionalcs intcntos por cuantificar su fucrza indestructishyhIe ponen en tela de juicio su significado concreto En igor los distintos precursores no cOlllullicaron las misrnas ideas maxime al no tener comunishycacion entre ellos mismos al haber tenido antecedentes profesionales e inshytcIcctuales diferentcs amen de que si bicn pudicron Iccrsc ocasionalmenshyte no repararon en que estahan hahlando de las mismas cosas Por ende 10 que se ve en sus trabajos no es el descubdmiento simultaneo estricto de la conservacion de la cncrgia sino cI surgilllicnto rapido y dcsordenado de los
Tomado de httpwwwvicelamlcoIll En http hirelandoomviccblog 224J78791UtlUr 11027J05()1968add7Jpg
EI plantcamicnto de 11 pregunta adccuada__shy
ecmclltos (onecptunlcs y cxpcrimcll tnles a parti r dc los clIales poco tiemshypo dcsplI( sc cOf1lpond-fa la tcorb coneomilantc As las cosas KulUl planshytca In pregunla adccllada ~Por que entre 1830 y 1850 lIegaron tan a la supcrficic dc Ia concicllcia cicntifica tantos de los ex-perimentos y conceptos necesarios pan t en uncim en form a fn te )Ta la ley de la consen1acion de la cncrgfa
Sin ser 10 mico factor~s pcrtincntcs a fin de abordar la respuesta a esta pregllllta Kuhn centra la alencion en tres de ellos a saber la disponibilidad de proCC$OS de conversion cl intercs por las maquina la filosofia de la naturaleza ~illnoslos con calma
bull Disponibilidad de procesos d eonversi6n
Artes de 1800 ya existian algunos proecsos dc conversion aunque en dicho ann Ia disponibilidad de proccsos tales rcsulto sobre todo de la corriente de descubrimientos surgidos a causa de la invencion de la pila electrica por Volshyta Por cjemplo se dcseubrio quc las fuerzas de afinidad tuimica prooueian corrientc e1ectrica y quc la COlncntc c16ctrica producia invaJiablemente calor y en condiciones adccuadas tambicn luz 0 asi mismo mediante elcctrolishysis la corriente de m~UTas podia veneer a las fuerzas de afmidad quimica En 1820 OCIsted demostrolos efcctos magneticos de una corriente electrica A SlI VCZ eI magnctismo podia producir mmimicnto y cstc cle t ricidad por friccion Luego en 1822 Seeh cl dCIl1ostr6 que el ltalor aplicado a una cinshyta bimctilJiea producia unn corriclltc c1cctrica Doc ~lflOS despucs Peltier demostro quc en ocasionc In conicntc podia absorbcr calor y asf producir frio Por su Indo 1m coni ntes inducidas dcscubicr tas por hlraday cn 183 1 fonnaron parte dc otra cadena de fcnomenos En la tlecada posterior a 1827 el progreso de In fOlOgra fia ailad io un cjemplo mas
Antcs tic 1800 cl movim iento ya habia producido carga clectrosw tica y las atraccionc y rcpulsioncs rcsultantcs habi1ll producido mmmien to Adeshymas los gencradores c1cctrostatico- desencadenabml rcacciones quimicas de vcz cn euando y Cst~ hHhitUl producido luz y calor Merced a la maquina de vapor Icalor producia mmimicnto y cste a su middotcz g neraba calor mcshydiante friceion y percuSiOll Sin embargo cstos proccso de convcrsion anteshyriores a 1800 fueron de poca importtncia para la il1cstigaeion eientifica ApcmLlt en la dccada de 1830 uando cst s fcnomcnos fonnaron parte de la misma calegOria que los dcscuhiert os en nlpitla slleesion en 10 corrido del siglo XIX sc los Ct)JlCCplllO como procc os de concrsi6n En fin esa nuevp vis i(m esc cambio dc paradigmajunto con los dcscuhrimientos a que d io lugar rcsulto ser cl rcquisito principal para el sllrgimiento de la Jeyde la conservacion de la cncrgia
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Odgenes cml1ci6nycO(lsIJidacicgtn dc1 principio de cOIse_n-altJi6n de a_ f3~tl4f1
Puesto que la is ion de man-as no nacio dc un fen()meno unico de Inhoratoshyrio definido con c1aridad la conservacion dc la encrg ia tomo un espcctr variopinto de rumbos Pa ra muestm un hoton micntms Faradan Gron~ Jegaron a una idea bastantc ccrcana a la de consenaci6n mediante el cstushydio del conjun to cntrclazado de todos los proccsos de conversion Cl ~lohr adoptola idea de conscrvaci6n a partir de una posihlc fuente mctafisica Por Su parte el enfoquc de Maycr y I Iclmholtz fue otro pues comcnzaron aplishycando sus conceptos de consen-aciou a bien conocidos fcn6menos antiguos para luego pasar a la extension de SliS teonas a los nuevos dcscllbrimientos Otro grupo de prceursores cI de Carnut Seguin Holtzmann y I1irn los ingenieros del vapor desatcndi6 por eompleto los nUeH)S procesos de conshyversion pero Joule IIcJ mholtz y Golding no pcrdicron de vista los aportes sem illalcs de los ingenicros del apor e intcgraron los fen6menos tcnnicos que lLumejaban cstos a In nUe-) red de concrsioncs
El caso de Joule cs lIamlltho hahida cuenta dc que mucstra que la consershyvacion de 1a cnergia pudo dcseubrirsc a partir de un solo proceso de COllshy
version para lucgo tJ-azar la rcd totalmcrccd a 1lt1 gUIl proporeionada por la eoncxion cntre las cicncias Por cl cstilo slIccdi6 con Liebig En concreto bachl 1840 las c-aillaciones sistemiiticas de Joule de los l110torcs cn funshyeion del trabajo y eI rcndimicnto estableecn un vinculo con las investigashyciopes de los ingcnieros del vapor Por dcsgracia estas concxiolles se csfushyn1aroD en 1841 y] 842 ellando Joule desalenuldo eon cI discfio del motor dCSio su atcncion haciala busqucda del perfeceiomunicnto dc las baterias que 10 impulsaban As las eosas se intereso en los nuevos dcseubrimienshytos dc la qtllmica Ademas en cstos afios su invcstigacioll St eoncentro en dos de los numerosos proeesos de cOl1crsi6n scleccionados por Groye r Mohr con la meta en mente dc illIstrar su hipotcsis tan vag a como mctafishysica En fin eomcnzaron aSI a aumentar las conexioncs del trahajo dc JoshyllIe con cI de otlOS prccursores Luego en ] 843 al dcscuhrir un error en su trabajo preio con Jas batcrias J oule reintrodlljo cI motor y cl eoneepto de trabajo mccalico con 10 ellal restlblceio cI Vinculo con la ingcniena del vapor Ahora en 1841 era tod~l11 incomplcta a scmejanza con la conscn3shycion de la encrgia Sera en el pcriodo de 1844 a 1847 que Joule con su teona abarcar1las conccpciones de persollajcs tan d isparcs como Farada)j Mayery Helmholtz
EI caso de Faraday es por complcto difercute como ~1ohr dedujo la conshysenacion de fa energia direetamente de los proccsos de conversion experishymentales que invcstigo por SI mismo En 1834 como parte de un cicio de confcrcncias suyas inclllYo una sobrc Las rchwioncs de Ja lfil1idad quimishy
ea ccetricidmJ cl cJor d J1w nmJ[isJlw yotrlls iucrhw) de 11l1ateria1 [c
aquf 10 anotado por 61 ~o podclllos dedI que lIna sola Ide cs tas fuerzas J ~Ct la eaUSt de his olra sino tan s()lo qtle 6s1 as sc hallan rclw ionndas entre si y obcdclcn 11 tina callsa POI sU parte los enunciados de Gn)c parcctn SCI paralclos CUll I1lIlCSlra Cll su scric de confcrencias 011 the conmiddotdilt i011 ofphysical forccs f(nc plantco la siguientc tOllla de postura
La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
99
100
Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
EI plantcamicnto de 11 pregunta adccuada__shy
ecmclltos (onecptunlcs y cxpcrimcll tnles a parti r dc los clIales poco tiemshypo dcsplI( sc cOf1lpond-fa la tcorb coneomilantc As las cosas KulUl planshytca In pregunla adccllada ~Por que entre 1830 y 1850 lIegaron tan a la supcrficic dc Ia concicllcia cicntifica tantos de los ex-perimentos y conceptos necesarios pan t en uncim en form a fn te )Ta la ley de la consen1acion de la cncrgfa
Sin ser 10 mico factor~s pcrtincntcs a fin de abordar la respuesta a esta pregllllta Kuhn centra la alencion en tres de ellos a saber la disponibilidad de proCC$OS de conversion cl intercs por las maquina la filosofia de la naturaleza ~illnoslos con calma
bull Disponibilidad de procesos d eonversi6n
Artes de 1800 ya existian algunos proecsos dc conversion aunque en dicho ann Ia disponibilidad de proccsos tales rcsulto sobre todo de la corriente de descubrimientos surgidos a causa de la invencion de la pila electrica por Volshyta Por cjemplo se dcseubrio quc las fuerzas de afinidad tuimica prooueian corrientc e1ectrica y quc la COlncntc c16ctrica producia invaJiablemente calor y en condiciones adccuadas tambicn luz 0 asi mismo mediante elcctrolishysis la corriente de m~UTas podia veneer a las fuerzas de afmidad quimica En 1820 OCIsted demostrolos efcctos magneticos de una corriente electrica A SlI VCZ eI magnctismo podia producir mmimicnto y cstc cle t ricidad por friccion Luego en 1822 Seeh cl dCIl1ostr6 que el ltalor aplicado a una cinshyta bimctilJiea producia unn corriclltc c1cctrica Doc ~lflOS despucs Peltier demostro quc en ocasionc In conicntc podia absorbcr calor y asf producir frio Por su Indo 1m coni ntes inducidas dcscubicr tas por hlraday cn 183 1 fonnaron parte dc otra cadena de fcnomenos En la tlecada posterior a 1827 el progreso de In fOlOgra fia ailad io un cjemplo mas
Antcs tic 1800 cl movim iento ya habia producido carga clectrosw tica y las atraccionc y rcpulsioncs rcsultantcs habi1ll producido mmmien to Adeshymas los gencradores c1cctrostatico- desencadenabml rcacciones quimicas de vcz cn euando y Cst~ hHhitUl producido luz y calor Merced a la maquina de vapor Icalor producia mmimicnto y cste a su middotcz g neraba calor mcshydiante friceion y percuSiOll Sin embargo cstos proccso de convcrsion anteshyriores a 1800 fueron de poca importtncia para la il1cstigaeion eientifica ApcmLlt en la dccada de 1830 uando cst s fcnomcnos fonnaron parte de la misma calegOria que los dcscuhiert os en nlpitla slleesion en 10 corrido del siglo XIX sc los Ct)JlCCplllO como procc os de concrsi6n En fin esa nuevp vis i(m esc cambio dc paradigmajunto con los dcscuhrimientos a que d io lugar rcsulto ser cl rcquisito principal para el sllrgimiento de la Jeyde la conservacion de la cncrgia
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Odgenes cml1ci6nycO(lsIJidacicgtn dc1 principio de cOIse_n-altJi6n de a_ f3~tl4f1
Puesto que la is ion de man-as no nacio dc un fen()meno unico de Inhoratoshyrio definido con c1aridad la conservacion dc la encrg ia tomo un espcctr variopinto de rumbos Pa ra muestm un hoton micntms Faradan Gron~ Jegaron a una idea bastantc ccrcana a la de consenaci6n mediante el cstushydio del conjun to cntrclazado de todos los proccsos de conversion Cl ~lohr adoptola idea de conscrvaci6n a partir de una posihlc fuente mctafisica Por Su parte el enfoquc de Maycr y I Iclmholtz fue otro pues comcnzaron aplishycando sus conceptos de consen-aciou a bien conocidos fcn6menos antiguos para luego pasar a la extension de SliS teonas a los nuevos dcscllbrimientos Otro grupo de prceursores cI de Carnut Seguin Holtzmann y I1irn los ingenieros del vapor desatcndi6 por eompleto los nUeH)S procesos de conshyversion pero Joule IIcJ mholtz y Golding no pcrdicron de vista los aportes sem illalcs de los ingenicros del apor e intcgraron los fen6menos tcnnicos que lLumejaban cstos a In nUe-) red de concrsioncs
El caso de Joule cs lIamlltho hahida cuenta dc que mucstra que la consershyvacion de 1a cnergia pudo dcseubrirsc a partir de un solo proceso de COllshy
version para lucgo tJ-azar la rcd totalmcrccd a 1lt1 gUIl proporeionada por la eoncxion cntre las cicncias Por cl cstilo slIccdi6 con Liebig En concreto bachl 1840 las c-aillaciones sistemiiticas de Joule de los l110torcs cn funshyeion del trabajo y eI rcndimicnto estableecn un vinculo con las investigashyciopes de los ingcnieros del vapor Por dcsgracia estas concxiolles se csfushyn1aroD en 1841 y] 842 ellando Joule desalenuldo eon cI discfio del motor dCSio su atcncion haciala busqucda del perfeceiomunicnto dc las baterias que 10 impulsaban As las eosas se intereso en los nuevos dcseubrimienshytos dc la qtllmica Ademas en cstos afios su invcstigacioll St eoncentro en dos de los numerosos proeesos de cOl1crsi6n scleccionados por Groye r Mohr con la meta en mente dc illIstrar su hipotcsis tan vag a como mctafishysica En fin eomcnzaron aSI a aumentar las conexioncs del trahajo dc JoshyllIe con cI de otlOS prccursores Luego en ] 843 al dcscuhrir un error en su trabajo preio con Jas batcrias J oule reintrodlljo cI motor y cl eoneepto de trabajo mccalico con 10 ellal restlblceio cI Vinculo con la ingcniena del vapor Ahora en 1841 era tod~l11 incomplcta a scmejanza con la conscn3shycion de la encrgia Sera en el pcriodo de 1844 a 1847 que Joule con su teona abarcar1las conccpciones de persollajcs tan d isparcs como Farada)j Mayery Helmholtz
EI caso de Faraday es por complcto difercute como ~1ohr dedujo la conshysenacion de fa energia direetamente de los proccsos de conversion experishymentales que invcstigo por SI mismo En 1834 como parte de un cicio de confcrcncias suyas inclllYo una sobrc Las rchwioncs de Ja lfil1idad quimishy
ea ccetricidmJ cl cJor d J1w nmJ[isJlw yotrlls iucrhw) de 11l1ateria1 [c
aquf 10 anotado por 61 ~o podclllos dedI que lIna sola Ide cs tas fuerzas J ~Ct la eaUSt de his olra sino tan s()lo qtle 6s1 as sc hallan rclw ionndas entre si y obcdclcn 11 tina callsa POI sU parte los enunciados de Gn)c parcctn SCI paralclos CUll I1lIlCSlra Cll su scric de confcrencias 011 the conmiddotdilt i011 ofphysical forccs f(nc plantco la siguientc tOllla de postura
La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
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Puesto que la is ion de man-as no nacio dc un fen()meno unico de Inhoratoshyrio definido con c1aridad la conservacion dc la encrg ia tomo un espcctr variopinto de rumbos Pa ra muestm un hoton micntms Faradan Gron~ Jegaron a una idea bastantc ccrcana a la de consenaci6n mediante el cstushydio del conjun to cntrclazado de todos los proccsos de conversion Cl ~lohr adoptola idea de conscrvaci6n a partir de una posihlc fuente mctafisica Por Su parte el enfoquc de Maycr y I Iclmholtz fue otro pues comcnzaron aplishycando sus conceptos de consen-aciou a bien conocidos fcn6menos antiguos para luego pasar a la extension de SliS teonas a los nuevos dcscllbrimientos Otro grupo de prceursores cI de Carnut Seguin Holtzmann y I1irn los ingenieros del vapor desatcndi6 por eompleto los nUeH)S procesos de conshyversion pero Joule IIcJ mholtz y Golding no pcrdicron de vista los aportes sem illalcs de los ingenicros del apor e intcgraron los fen6menos tcnnicos que lLumejaban cstos a In nUe-) red de concrsioncs
El caso de Joule cs lIamlltho hahida cuenta dc que mucstra que la consershyvacion de 1a cnergia pudo dcseubrirsc a partir de un solo proceso de COllshy
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EI caso de Faraday es por complcto difercute como ~1ohr dedujo la conshysenacion de fa energia direetamente de los proccsos de conversion experishymentales que invcstigo por SI mismo En 1834 como parte de un cicio de confcrcncias suyas inclllYo una sobrc Las rchwioncs de Ja lfil1idad quimishy
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La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
ea ccetricidmJ cl cJor d J1w nmJ[isJlw yotrlls iucrhw) de 11l1ateria1 [c
aquf 10 anotado por 61 ~o podclllos dedI que lIna sola Ide cs tas fuerzas J ~Ct la eaUSt de his olra sino tan s()lo qtle 6s1 as sc hallan rclw ionndas entre si y obcdclcn 11 tina callsa POI sU parte los enunciados de Gn)c parcctn SCI paralclos CUll I1lIlCSlra Cll su scric de confcrencias 011 the conmiddotdilt i011 ofphysical forccs f(nc plantco la siguientc tOllla de postura
La posicion que pr tendo cstablcccr ell eslc cnsayo es III d que euaJqllieshyra dc los varios e imponderables agcntcs () por ejemplo eI calor la lllz In e1ectricidad cI magnctismo Ia afinidad qllllllica y cl Illmimien lO plleshydc como fucrza proullci r 0 CO)1crtirse en los otros asf el calor pllcde producir meuiata 0 inmcdiatlIncntc clcctricidad csta plIcde prodllcir ealorj)asi uccsin Ullcntc (Grovc 1843 (citadoporKuJ1Il 1996 104))
En suma tenemos en estas palabras el concepto de la convert ibilidad univershysal de las fuerzas naturales Los pasos rcstantes para pasa- de este coneepto al de conscrvaci6n dc Ja cncrgia pucden darsc aplicillldo a aquCllas etiquetas filosoficas sohre igualdad de I causa y el efecto 0 la imposihilidad del movishymiento perpetuo Es decir como cualquier fuerza puede producir cualquier otra y producirse por eUa la iguaJdad de causa y efecto exigc la equivalencia cuantitativa cntre cada par dc fuerzas Dc no haber tal cquivalencia entonshyces una serie de conversiones eJegida en forma adecliada produciria el movimiento perpetuo En rigOl~ esta derivaci6n es valida sOlo cuando todas las transformaciones energcticas son rcversibles 10 que no cs asi en la realishydad falla 16gica en la que no cayeron en euenta los preeursores por aquel entonees
En todo caso habia entonces la suficientc comprensi6n al menos dentro de la comunidad cientifica scria acerca de la imposihilidad del movimiento conshytinuo Sirvan de muestra las palabras de Faraday 1enemos muchos proceshysos en los cuales la fonna de la cncrgia ambia tanto que ocurrc una c-idenshytc COlHCr8ion dc una encrgia cn otnl Pero cn ning(lIl caso hay la pura creaci6n de fucrza hi produccion de cncrgia sin cI concspondicntc gasto de algo que alimcnte cI proccso ( omo pucdc Ycrse tendla a llsar _ c el ocI1gt10 lucrzn como sinonimo de cncnFa pOl aqtlcllos dias que sc nos antojall ya l~iallos
Por el cstilo Grmc cn L842 argul11cnt61a imposihilidad dc inducir una corricntc elcctrica particndo dd magnctisl11o cstitico lIe aqul StlS paJabras sobrc tal asunto
Si fuera venlad que cl mOYllllicnto plIcde s lIhd hidirsc (I cllubiarse dc cud cter de manera que sc cOIlcrta en calo) elecl r icidad etc seria de inferi rse quc cuando recogelllos la fucrzas disipadas ~ c l1biadas y 01 shy
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
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Origenes elOlucicln y consolidacion del principiu de consen-acion de la energfa
cmos a convcrtirlas debc rcproducirsc con la misma vdocidad cI movishymien to inicial que afecta a la misma cantidad de materia Y 10 mismo dcbiera ocurrir con el cambio de materia producido por las otras fucrzas (Grove 1842 (citado por Kuhn 1996 105))
En 10 esencial he aqui una cita que enuncia los componentes de la consershyvacioll de la energia salvo los cuantitativos Ahora bien In idea cxtraida por Grove y Faraday de los procesos de conversion no es identica a 10 que hoy dia se llama conservacion de la energia Por ejemplo las physical forces de Groshyve contienen el punto de vista dellego sobre la conservacion de la energia si bien resulto ser una de las vulgarizaciones mas eficaces y buscadas de la nueva ley cuya madurez solo se alcanzaria merced a los trabajos de Joule Mayer Helmholtz y sus sucesores quienes Ie dieroll una infraestructura cuantitativa a la concepcion de Ja correJacion de fuerzas
bull El interes por las maquinas Centremos ahord la mirada en otro factor clave abordado por Iuhn milldme cuando el advierte que los fenomenos de conversion podrian no haber Ilevashydo a los cientfficos hasta el enunciado de la nueva ley De facto la cuantifieashycion de la oonservacion de la encrgla no fue cosa facil pam aqueUos precursoshyres cuyo equipo intclectual hasieo cstaba compuesto por concepto relacionados con los lluevos conceptos de conversion Por ejemplo Grove creyo rcsuelto el problema al echar manu de la ley dc Dulong y Petit rclativa ala afinidad quimica y al calor mientras que Mohr creyo vcr la solucion cuando igualo c1 calor cmplcado a1 clevar en un grado la tem peratura del agua con la fuerza estatica necesaria eon cI fin de comprimir la misma ClI1tishydad de agua has~l su volumen original A su vez Mayer comenzo midicndo la fuena por e] impulso que estl podia produci r En fin fueron iniciativas inshyfructuosas y tan 80]0 Mayer pudo superarJas al acudir a conceptos pcrtencshycientes a otro dominio el dc las maquinas cI de la meciinicaindustliaJ que segun vimos con detenimicn to decanto conecptos crucialcs en cI transcurshyso del siglo XVIII sobrc todo cI de tnlbljo
Dcsde comienzos del sig]o XVIII resultu-on Oluchos cllunciados generaJes sohre la conscn 3cion de la isin cOllsidcrada COlno LUl~1 fucr3 metaffsica enfoque quc como ha hecho crAngelo l3araeca fuc improducthu frente al de la mecmica industrial Con todo cl teorcmH de la conscnac10n de la tis viva posec Ull papel relcvmltc en la historia de la dinamica y de heeho es un caso cspecial de conservacion dc la cnergia Incluso tal tC01-ema Ie sirvio a Helmholtz para dcrivlr la conscn3cion de In cnergia y un caso cspccial del mismo el de la caida libre fue de gran ayuda para Mayer_
