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Arqu íme de sa EinsteinLas caras ocultas de la
invención científica
Pierre~uillier
MÉXICO, D.F.
LOS NOVENTA
pone al alcance de los lectores una colección con los ,más variadostemas de las ciencias sociales. Mediante la publicación de un librosemanal, esta serie proporciona un amplio espectro del pensamiento crítico de nuestro tiempo.
~ Consejo Nacionalpara laCultura y las Artes
AlianzAEDITORIAL
2 Ver The atomic debates, W. H. Brock ed., Leicester University
Un escepticismo muy difundido
331LA PENOSA ASCENSIÓN DE LA TEOR(A ATÓMICA
en que se decidió a creer en ellos precisamente en unmomento en el que ya no se consideraban como pequeños cuerpos indivisibles. En efecto, a finales del sigloXIX se había descubierto el electrón. Contrariamente a
lo que sugiere la etimología de la palabra, el átomo yano podía considerarse como un elemento último, absolutamente indisociable. La teoría atómica clásica, por supuesto, no quedaba suprimida lisa y llanamente; en cierto sentido, incluso quedaba confirmada. Pero cambiabade significado. Ya no resultaba posible, en adelante, tomar al pie de la letra lo que Maxwell escribía en 1875en la Encyclopaedia Britannica: «el átomo (ato"!O~) esun cuerpo que no puede cortarse en dos».
El caso de Ostwald es un caso extremo; a menudo se
cita su escepticismo acerca de los átomos como un hermoso ejemplo de ceguera, e incluso como un escándalo.Si dirigimos la vista hacia atrás podemos tener la impresión de que todo químico razonable tuviese la obligación, en el siglo XIX, de creer en la teoría atómica. ¿Noes, en efecto, esta teoría la que ha permitido perfeccionarlas nociones de masa atómica, valencia o estructura? Visto de lejos, resulta tentador suponer que la teoría deDalton ofrecía un marco «evidente» y «natural» para todas las investigaciones químicas que se desarrollaron desde 1808 a 1897. De hecho, la teoría atómica siempre
tropezó con la oposición más tenaz. Las reticencias deOstwald, históricamente, no tienen nada de excepcional.Hace solamente un centenar de años, los átomos aúnsuscitaban violentos debates 2. Cierto es que siempre
«Se puede ahora considerar la hipótesis atómica comouna teoría científicamente bien fundada». Así se expre
saba el químico Wilhelm Ostwald en 1908, es decir, unsiglo después de la formulación de la teoría atómica porJohn Dalton 1. Durante mucho tiempo Ostwald habíadudado de la realidad de los átomos; la paradoja estriba
1 Dalton tuvO la idea de la teoría atómica en 1803. La primera parte
de su gran obra A new system 01chemical philosophy apareció en 1808.Sobre Dalton ver Harvard case histories in experimental science, and
the progress of science, D. S. L. Cardwell ed., Manchester UniversityPress, 1968.
330
La teoría atómica surgió a comienzos del siglo XIX.
Pero, durante mucho tiempo, tropezó con la resistenciade numerosos químicos. Muchas otras teorías le hacían lacompetencia: equivalentismo, átomos-remolino de Kevion, química matemática de Brodie ... ¿De qué modoacabó por imponerse la teoría atómica?
IX. La penosa ascensión de la teoría atómica
hubo defensores de la teoría atómica; pero vamos a ver
que muchos químicos importantes la rechazaban o lainterpretaban de forma muy poco ortodoxa. Más aún, sele enfrentaban otras teorías como la de los «remolinos>}de William Thomson o la química «matemática» de Bro
die. En el siglo XX, estas concepciones ya se han olvidado o parecen marginales. Tal vez sea una lástima ... porque, además de tener un interés histórico, correspondena problemas fundamentales que todavía hoy no tienenuna solución perfecta.
Tomemos el caso de Francia. La teoría de Dalton, aycomienzo del siglo XIX, fue acogida con bastante frialdfd
por los científicos más influyentes de la época: Laplacey Berthollet. En 1837, el químico Jean-Baptiste Dumasdeclara: «Si estuviera en mis manos, borraría la palabraátomo de la ciencia, persuadido de que va más allá de la
experiencia}>. Wurtz, sucesor de Dumas en la Facultadde Medicina, es un atomista declarado. Pero, incluso des
pués de 1860, tiene que luchar para que se admita la ideade átomos y moléculas. En la oposición se encuentra,entre otros, Sainte-Claire Deville: «No admito ni la ley
de Avogadro, ni los átomos, ni las moléculas; me resistoa creer en lo que no puedo ver ni imaginap>. MarcellinBerthelot se mantuvo largo tiempo en un rechazo obstinado. A causa de estos antiatomistas Francia adoptó lateoría atómica con mucho retraso. Sólo en 1893 se in
cluyó oficialm~nte en los programas de enseñanza secundaria; ahora bien, en 1893, la clasificación de Mendeleievtenía ya más de veinte años y los electrones iban a hacersu aparición en escena ...
Este fenómeno de «resistencia» fue especialmente no
torio en Francia, pero no exclusivamente. Por ejemplo,al otro lado del canal de la Mancha, Edmund J. Mills
emprendía en 1871 un duro ataque. Los átomos, afirmaba, son aún más increíbles que el flogisto, ese fluido
333LA PENOSA ASCENSIÓN DE LA TEORfA ATÓMICA
imaginario mediante el cual Stahal pretendía explicar lacombustión. De forma irónica hacía la observación de
que al carbono se le habían atribuido distintos pesos atómicos: tan pronto 6, como 13 O como 12. Y firmemente
concluía: «la teoría atómica no tiene ninguna base experimental». No todo el mundo iba tan lejos. El clan delos atomistas era importante, por 10 ~enos si se toma lapalabra «atomista}} en un sentido muy amplio. Es importante resaltar este. punto, ya que incluso los partidarios de los átomos distaban mucho de ponerse de acuerdo entre ellos. Como dice Kekulé en 1867, el contenidode la teoría era incierto. Había, por ejemplo, al menoscuatro puntos de vista sobre la «atomicidad» (hoy diríamos valencia 3). Unos consideraban que era una propiedad fundamental y fija; otros pensaban que el misn\oelemento podía tener, según los casos, una «atomicidad»de 1, 2, 3, etc.; otros clasificaban los elementos en dos
grupos, los del primero con «atomicidades» pares y losdel segundo impares ... Kekulé observaba a propósito deesto que los matemáticos y físicos, ante esta disparidadde ideas, acababan considerando la química «con desdén».
Press, 1967; Y sobre la controversia francesa de 1877: P. Colmant,«Querelle a I'Institut entre equivalentistes et atomistes>" Revue desquestions scientifiques, 143, 4, 493-519. El compendio de textos originales editado por D. M. Knigth, Classical scientific papers, AmericanElsevier, 1968 resulta de gran utilidad. De forma general, consultar J.R. Panington: A history of Chemistry, 4 volúmenes aparecidos, Macmillan, 1961-1970 ..
3 Sobre la noción de valencia, ver el interesante libro de C. A. Rus
sel: The History oi Valency, Leicester University Press, 1971.
DE ARQufMEDES A EINSTEIN332
335LA PENOSA ASCENSIÓN DE LA TEORÍA ATÓMICA
El largo vagabundeo de la teoría atómica
El problema, por otra parte, quedaba oscurecido porla ambiguedad del vocabulario. Dalton hablaba de átomos simples y átomos compuestos; Avogadro no hablabamás que de moléculas. Para un bachiller de hoy, estosconceptos están claros. Pero hasta que no existió unateoría sólida sobre la valencia, las dificultades fueron nu
merosas. La idea de que un gas tan sencillo como elhidrógeno pudiese ser diatómico (en el sentido modernode la palabra) no resultaba nada evidente. Para Dalton,el hidrógeno se escribía 0 ; en notación moderna esosignifica H, es decir, que el átomo de hidrógeno, paraél, se confundía con la molécula. Del mismo modo, elagua se escribía 0 O (es decir, HO). Esto provenía desu concepto sobre la sencillez: había enunciado diversasreglas que, a grandes rasgos, exigían que siempre se diesea un compuesto la fórmula más «sencilla» posible. En elcaso de dos cuerpos que puedan dar diferentes compuestos, es evidente que este sistema presenta diversas difi-
cultades. El alcohol, por ejemplo, se escribía A (es
El sueco Berzelius (1779-1849) fue el primero que utilizó las letras para
representar los elementos químicos. Dalton empleaba un sistema de signos cowuencionales que permitía representar los «átomos simples» y los«átomos compuestos». En esta lámina, tomada del New System of Chemical Philosophy (1808), podemos ver varios ejemplos:1: hidrógeno; 2: nitrógeno; 3: carbono; 4: oxígeno; 5: fósforo; 6: azu
fre; 21: agua; 22: amoníaco; 26: óxido nitroso; 31: ácido sulfúrico; 33:alcohol; 34: ácido nitroso; 37: azúcar.
Para Dalton, el hidrógeno y el oxígeno eran gases monoatómicos (en
lenguaje moderno). Se puede observar también que, en virtud de su
concepción de la simplicidad de los cuerpos químicos, Dalton da parael agua una fórmula que hoy se escribiría HO y para el alcohol lafórmula CHJ. (Colección Viollet.)
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DE ARQufMEDES A EINSTEIN334
decir, un átomo de hidrógeno y tres átomos de carbono). Y aparecía un verdadero obstáculo cuando era necesario determinar los distintos pesos atómicos. Las «re
glas de sencillez» de Dalton podían parecer perfectamente lógicas; pero su lógica, desgraciadamente, no era la dela naturaleza.
Hicieron falta varias decenas de años para que la si-tuación se aclarase. No resultó fácil y las famosas reglasa menudo fueron criticadas como uno de los principales
puntos débiles de la teoría de Dalton. La confusión aumentó además con otro malentendido: Dalton jamas ad
mitió la ley de Gay-Lussac sobre la combinación de volúmenes ni la hipótesis de Avogadro. Sin embargo, lasolución venía de este lado: en 1858, Cannizzaro hizo laobservación de que la hipótesis de Avogadro constituíala clave del problema de los pesos atómicos. Desde entonces fue posible colocar en su sitio todas las piezas delrompecabezas. Para un químico del siglo xx, la soluciónde Cannizzaro es de una «evidencia» luminosa; y resultósencillo reconstruir la historia de una forma armoniosa
y lógica. En la realidad, las cosas sucedieron de otromodo. En 1860, en el congreso de Karksruhe, la situación aún era confusa: no se llegó a ningún acuerdo sobre
los pesos atómicos, únicamente se admitió que cada químico continuase empleando su propio sistema ... Sólo
hubo un punto positivo, aunque de una importancia capital: Cannizzaro distribuyó un texto en el que se indicaba la buena vía. Mendeleiev estaba allí (tenía veintiséis
años), así como Lothar Meier. Este último escribiría mástarde: «la venda cayó de mis ojos ... ». Como las relaciones entre la física y la química no siempre eran buenas,merece la pena destacar que Cannizzaro, por su parte,era resueltamente interdisciplinar (como diríamos hoy):«Debemos explicar y legitimar los diferentes criterios auxiliares (calor específico, isomorfismo, analogía química)
Las entidades teóricas: ¿realidades o ficciones?
4 Clausius había deducido la hipótesis de Avogadro de la teoríacinética de los gases.
337LA PENOSA ASCENSiÓN DE LA TEORíA ATÓMICA
de los que nos valemos tomando primero como piedrala teoría de Avogadro y de Clausius» 4. Kekulé, por elcontrario, insistía en la. necesidad de distinguir «la moléculafísica de la molécula química».
Las dificultades que acabamos de mencionar se refieren al ajuste técnico, por decido así, de la teoría: ¿cómose pueden determinar los pesos atómicos, las valencias,etc.? Pero la misma noción de átomo también planteabaotros problemas: ¿son reales los átomos? ¿Cuál es elalcance exacto de la teoría atómica? Prácticamente, muchos químicos se convertían a la nueva teoría cuandoveían que traía ventajas. Pero la adopción práctica de lateoría no implicaba necesariamente la creencia en la existencia real de los átomos. Existe en ello una ambigiiedadque conviene evidenciar: se puede utilizar una teoría deforma cotidiana sin admitir verdaderamente la realidad
de las «entidades teóricas» a las que remite esa teoría.Esta actitud estuvo muy en boga en el siglo XIX, tantoen Francia como en Inglaterra. Para designar estas formas atenuadas de la teoría atómica, los historiadoresBrock y Knight hablan de la «textbook tradition». Dehecho, muchos manuales presentaban «el átomo» comouna palabra cómoda para expresar diversos resultadosexperimentales; pero, hablando con propiedad, la existencia de los átomos no estaba reconocida. Se utilizaba
la teoría atómica en un sentido muy restringido, comoun lenguaje útil o como un instrumento intelectual que
DE ARQufMEDES A EINSTEIN336
338 DE ARQufMEDES A EINSTEIN LA PENOSA ASCENSIÓN DE LA TEORfA ATÓMICA 339
provisionalmente podía prestar servicios 5. El qUlmlcoW. T. Brande escribía este típico texto: «La teoría atómica o teoría de las proporciones definidas se ha vistomezclada en muchas hipótesis; pero resultaría muy útil
y conveniente considerarla como una colección independiente de hechos.»
Esto plantea una importante pregunta: ¿en qué los hechos son independientes de las teorías? En el presentecaso, ¿se puede admitir que la ley de las proporcionesdefinidas y la ley de las proporciones múltiples no expresen más que h€fchos, contrastando así con el carácterespeculativo y arriesgado de la teoría atómica propiamente dicha? La respuesta dada en 1832 a esta pregunta
por el irlandés Michael Donovan es del mayor interés:es falso, asegura, que las leyes de combinación sean sim
plemente enunciados de hechos; encierran tantos presupuestos teóricos como la teoría de Dalton, incluso aunque no se hagan explícitos. En cierto modo Donovantiene toda la razón: las famosas «leyes» van más allá de
la experiencia y ya contienen mucha «teoría». Resultapor tanto algo inocente pensar que son meramente empíricas y teóricamente neutras. Una vez reconocido esto,conviene también resaltar que eran posibles muchas in
terpretaciones teóricas de esas leyes. La noción de «átomo» no era una noción bien definida; y en particular
(como se vio posteriormente) no había ninguna razónabsoluta para creer positivamente y sin reservas en laexistencia de átomos materiales, indisociables, diferentes
para cada elemento, etc. Ni que decir tiene que al dudarde los átomos se corría el peligro de retrasar investiga-
s Preferimos no hablar de «positivismo» y de «positivistas», ya queestos nombres se utilizan a menudo de forma equivocada, con sentidos
tan diversos como imprecisos. Histórica y conceptualmente, estos em
pleos incontrolados pueden suscitar confusiones graves.
ciones que podían ser fecundas: la falta de fe de los químicos disminuía el valor heurística de la teoría atómica.
Pero el ejemplo del propio Dalton muestra que un compromiso incondicional también puede conducir a bloqueos. De una forma ideal, se podría llegar a conciliarlas des-áctitudes: en el plano especulativo, desconfiar de
entusiasmos ciegos por ideas todavía dudosas y, en elplano práctico, tomar en serio esas mismas ideas parahacer que «den» todo lo que pueden dar. De hecho, ypor razones evidentes, este equilibrio entre la convicción
y la crítica resulta muy delicado. Una vez que el tiempoha transcurrido, resulta fácil reprochar a unos que nohan dudado lo suficiente, y a otros que fueron demasiado escépticos. Pero en un principio, para hablar comoPopper, la investigación práctica consiste en proceder mediante «conjeturas y refutaciones» sucesivas: resulta inútil creer que se puede prescindir de esas oscilaciones di a-
John Da/ton (1766-1844)
fue conocido primeramente por sus trabajos sobre las
mezclas gaseosas, el vapor
y la expansión de los gasespor el calor. hte profesory conferenciante reputado.La idea de «átomo» no era
nueva, pero él supo utilizar/a como base de una
teoría eficaz, apta para lle
varla a la práctica de forma experimental. Median
te varillas y bolas de madera pintadas de diferentes colores construyó unos
modelos parecidos a los de
la estereoquímica moderna. (Colección Viollet.)
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LA PENOSA ASCENSIÓN DE LA TEORfA ATÓMICA
En 1813, Willian Hyde realizópara los químicos una «escala sinóptíca de equivalencia». En realidad es una especie de regla decálculo: gracias a la parte centralmóvil, resulta fácil saber qué pesode cada componente está contenido en un peso cualquiera de uncompuesto dado. No se trata deátomos, sino sencillamente deequivalentes, es decir, de pesos capaces de combinarse. En la posición indicada, la escala permitever, con una lectura directa, quealrededor de 60,7 gramos de óxido de hierro contienen unos 13,6?,ramos de oxígeno y 47,1 gramosde hierro.
/DE ARQufMEDES A EINSTEIN
(, K. R. Popper: Conjectures and refutatíons: the growth of scientificknowledge, Harper Torchbooks, 1968 (1' edición: 1962).
7 Ver The atomic debates, ya citado, págs. 7 y 8.
Incluso ateniéndose a las afirmaciones de Dalton, el
significado de la teoría no resulta evidente. Parece quese pueden dar dos interpretaciones diferentes: una drástica afirmando que la materia se compone de átomosindestructibles e irreducibles, y otra más moderada presentando los átomos como unidades químicas que tal vezse puedan descomponer. En el primer caso, el átomo sedefine como «aquello que no puede ser disociado»; enel segundo, como «aquello que, si llega a ser disociado,daría algo cualitativamente diferente» 7. Dado que esta'distinción no parecía muy clara a sus contemporáneos,no hay que extrañarse de las vacilaciones consiguientes.
Esto explica el éxito que, en el siglo XIX, llegó a tenerel equival'áltismo. Era la versión prudente (e inclusoedulcorada) del atomismo. En lugar de hablar de átomos, se daban los pesos del cuerpo A capaces de combinarse con un peso definido del cuerpo B. Unas tablasde «equivalentes» ofrecían las diversas combinaciones conocidas. Era comúnmente admitido que se trataba deuna simple descripción de la experiencia, sin connotaciones teóricas. Naturalmente, esta interpretación se puedediscutir; además, las fórmulas químicas apuntaban claramente a la existencia de átomos o moléculas en el sentidodaltoniano. El equivalentismo estricto, por añadidura,
Hasta en la teoría del propio Daltonexistían ambiguedades
lécticas entre la audacia especulativa y la prudencia crítica 6.
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Opositores tenaces: los partidariosde la unidad de la materia
LÁ PENOSA ASCENSIÓN DE LA TEORrA ATÓMICA 343¡opusieron ~l sistema de Dalton, que juzgaban demasiadocomplicadq'.
William Prollt, por'ejemplo, había adelantado la hipótesis de que todos los pesos atómicos eran múltiplos delpeso atómico del hidrógeno: el hidrógeno era la «materiaprimera» de la que los demás elementos no eran más quecompuestos. Lo molesto era que, para obtener esos múltiplos, Prout debía de andar a empujones con cifras queeran generalmente aceptadas. Este tipo de atrevimientoa veces da resultado; en otros casos, como el presente,fracasa ... Dada la imprecisión de las medidas de la época,la tentativa de Prout no resultaba absurda en principio,pero aún así desató controversias. Berzelius afirmó que«en. ningún caso, cuando el peso atómico de un cuerposimple se aproxima al múltiplo del de otro cuerpo, sedebe hacer el número dado por la experiencia igual a esemúltiplo». Dumas, sin tomar partido a favor o en contrade Prout, hacía ver en 1843 que los pesos atómicos deloxígeno y del hidrógeno estaban efectivamente en la relación de un número entero. Pero en 1860 el químicobelga Jean Servais Stas hizo abandonar la hipótesis deProut: no era más que «pura ilusión». Hoy día, al pensaren los protones, electrones y nelltrones, podemos verque, en cierto sentido, la intuición «unitaria» conteníaun germen de verdad. Resulta sorprendente a este respecto que el propio Prout imaginase una posible descomposición del hidrógeno: este último podía estar compuesto de pequeños cuerpos situados «más abajo en laescala». Más aún, consideraba la posibilidad de que las«submoléculas» pudiesen parecerse a «materias imponderables como el calor». Uno es muy libre de ver en ellouna anticipación profética; en todo caso; en 1834 se trataba de especulaciones totalmente a priori.
A la corriente «unitaria» van unidos nombres como el
de H umphry Davy o Thomas Graham. Este último no
DE ARQUÍMEDES A EINSTEIN
Una de las ideas de Dalton era que los fenómenos
químicos se explicaban mediante la existencia de elementos de tipos diferentes. Esto llevaba a admitir la existencia de decenas de átomos irreducibles: el átomo de oxí,..
geno es diferente al de hidrógeno, que a su vez es diferente del átomo de nitrógeno, sin encontrar nada que seacomún a estos constituyentes de la materia. Este puntofue rápidamente discutido por toda una serie de químicos a los que extrañaba esta diversidad. La naturaleza,según ellos, debía proceder por las vías más sencillas:tras esta aparente multiplicidad de elementos, debía existir algo más simple y más fundamental. De diversas maneras, los partidarios de «la unidad de la materia>' se
privaba al «modelo» atómico de sus cualidades explicativas. A Dalton le gustaba construir «átomos compuestos» (nuestras moléculas) mediante bolas y varillas; erauna orientación fecunda, en particular para poner de relieve el isomerismo, ya que para una equivalentista noexistía explicación al hecho de que cuerpos que tuvieranla misma composición presentasen propiedades diferentes. La noción de estructura, por el contrario, ofrecíauna solución. Pero Dalton no llegó muy lejos en estadirección, entre otras cosas porque pensaba que los átomos del mismo tipo se repelían. Unicamente en la segunda mitad del siglo XIX se hicieron progresos decisivos (trabajos de Kekulé y Couper en 1857-1858, de Van'tHoff y Le Bel en 1874). Resulta innegable que el éxitode la estereoquímica favorecía una concepción «realista»del átomo (y había sido posible gracias a ella).
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M arcelin Berthelot(1827-1907)
Henri Sainte-Claire
Deville (1818-1881).
LA PENOSA ASCENSIÓN DE LA TEORíA ATÓMICA
Adolphe Wurtz(1817-1884).
velocidad que lleva». Edmund J. Mills, un químico bastante metafísico, criticaba la teoría atómica, en 1871, porque estaba basada en la discontinuidad. Negaba que laley de las proporciones definidas y la de las proporciones múltiples probasen la existencia de los átomos; y
En 1877 se desarrolló un agitado debate en la Academia Ciencias deParís entre atomistas y equivalentistas. Troost, equivalentista, desencadenó la polémica al presentar una comunicación sobre un «nuevo método para establecer el equivalente en volumen de substancias vaporizables». Wurtz, que estaba a la cabeza de los atomistas, refutó las ideasde Troost. Pero Sainte-Claire Deville había tomado partido por esteúltimo; y el 28 de mayo de 1877, Wurtz reaccionó con firmeza: «Elmantenimiento del principio de equivalencia en la notación químicaharía volver la ciencia a los tiempos de Dalton, de Wollaston y deRichter. Sería un anacronismo, más aún, un retroceso, y la ciencia noretrocede».
Berthelot voló en auxilio del equivalentismo; el atomismo, según él, noera más que una hipótesis arbitraria y muy discutible. En la mismaAcademia, la polémica se desvió pronto. Pero Wurtz pronto publicaríaen la editorial Masson, en 1879, un libro fundamental sobre la Teoríaatómica. Los equivalentistas librarían en adelante un combate de retaguardia. No obstante hubo que esperar a 1891 para que Berthelot consistiese en emplear la notación atómica.
Lord Kelvin (/824-1907).
DE ARQUíMEDES A EINSTEIN
Friederich August Kekule( 1829-1896).
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admitía más que un único. constituyente de la materia;todas las diferencias que podemos apreciar entre los elementos venían de diferencias en las condiciones de mo
vimiento de esta partícula última. Proponía un modelodinámico que también puede parecer moderno hoy endía: «cuando más rápido es el movimiento, mayor es elespacio ocupado por el átomo, de una forma algo similarál modo en que la órbita de un planeta depende de la
Edward Frankland fOl'muló la teoría de la valencia a mediados delsiglo XIX (1852-1860). Pero creía que la valencia de un elemento podíavariar. El químico alemán Friedrich August Kekulé pensaba por el contrario que la valencia de un elemento era constante. En 1857-1858, deform,a simultánea con Archibald Scott Couper, atribuyó al carbono lavalencia 4. También es célebre por haber propuesto en 1865 la fórmulahexagonal del benceno.En 1867, Lord Kelvin propuso un modelo particular de átomos: el «átomo remolino». Pensaba que era difícil explicar la elasticidad de la materia si se admitía que estaba compuesta de pequeñas partículas sólidasy compactas y planteó la idea de un átomo dinámico, formado por unaespecie de anillo tubular de fluido en movimiento. Este modelo sinduda llegaba demasiado tarde para que los químicos se interestlran porél.
De los remolinos a la química matemática
8 Como muchos otros químicos de esta época, Milis se refiere a los
átomos especiales que había inventado el jesuita Boscovich en el si
glo XVll1: meros puntoS matemáticos dotados de inercia y susceptiblesde atraerse o repelerse según cierta ley.
347LA PENOSA ASCENSIÓN DE LA TEORíA ATÓMICA
9 Para saber más sobre el caso poco conocido pero interesante deBrodie, ver The atomic debates y los Classical scientific papers ya citados.
los gases. Podía explicar mejor, según él, las vibracionespuestas de manifiesto por la espectroscopia y los fenómenos de elasticidad. No parece que los químicos hayanprestado mucha atención a la nueva teoría cinética de lamateria; seguramente les pare~ía demasiado especulativa.
La otra teoría tuvo más repercusión; fue propuestahace algo más de cien años (1866-1877) por Sir BenjaminCollins Brodie 9. El cambio propuesto era radical: lasletras griegas empleadas por Brodie ya no representanelementos sino operaciones. Así, al efectuar cierta operación sobre la «unidad de espacio» se obtiene hidrógeno:a. Mediante una segunda operación se obtiene agua: as.Este sistema se concibió deliberadamente para remplazara la teoría atómica. En adelante, resultaba inútil presuponer unos átomos tal vez inexistentes; se designaba alas sustancias haciendo referencia a unas operaciones bienconocidas por los químicos. Otra ventaja, según Brodie:la nueva teoría se presentaba como un verdadero instrumento de cálculo, como una álgebra. A menudo, porparte de los filósofos y los químicos, la ausencia de unaquímica matemática (y por lo tanto verdaderamente«científica» ... ) se había deplorado a menudo. Ahora sellenaba esta laguna -e incluso de forma refinada-o Brodie había tomado su formalismo de Boole (cuyo Análisismatemático de la lógica se había publicado en 1847). Esteformalismo, a decir verdad, ofrecía no pocas dificultadestécnicas; además estaba muy alejado de los hábitos intelectuales de los químicos. Durante la década de 1870, lateoría atómica iba a adquirir una coherencia que explicael fracaso de Brodie.
No solamente no podía expljc:lr el isomerismo, sino
DE ARQufMEDES A EINSTEIN
Existen otras dos teorías que también merecen mencionarse. Una de ellas es la de William Thomson (alias
Lord Kelvin): la teoría de los «átomos remolino» (vortexatoms, 1867). La idea se remontaba al menos a Malebranche: «Que la materia sutil o etérea está necesariamente compuesta de pequeños remolinos.» Para elaborareste nuevo modelo, Kelvin se basó entre otras cosas en
los trabajos de Helmholtz relativos a los movimientosde remolino en un fluido homogéneo e incomprensible.El átomo obtenido aparecía como una especie de remolino tubular que formaba un anillo. Kelvin proponía suteoría como una profundización de la teoría cinética de
bajo el estricto punto de vista de la lógica, no le faltabarazón. Empleaba .una analogía: al igual que en geometríase pueden producir puntos de discontinuidad al aunaren forma correcta varios movimientos continuos, también las discontinuidad es observadas en química pueden
muy bien derivarse de continuidades más profundas.Milis va aún más lejos: no solamente duda de los átomossino también de la materia. ¿No decía Leibniz que «losátomos materiales son contrarios a la razón»? Y Fara
day, más recientemente, ¿no resaltó el carácter extremadamente hipotético de los supuestos átomos? Más valever en ello una «ilusión materialista». La materia,-de he
cho, no es más que «fuerza sometida a ciertas determinaciones» 8.
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Paradojas e historicidad de la investigación
10 Sobre los desarrollos filosóficos y teóricos importantes a los quedio lugar el pensamiento newtoniano de 1687 a 1815, ver la importanteobra de R. E. Schofield: Mechanism and materialism, Princeton Uni
versity Press, 1970.
349LA PENOSA ASCENSIÓN DE LA TEORfA ATÓMICA
el papel de la electricidad, de las relaciones entre químicainorgánica y química orgánica, etc. Si se quiere hacerun recuento de las «influencias» de orden filosófico, sedebería mencionar la corriente alemana de la Naturphilosophie: Davy, Faraday, MilIs y Ostwald, por ejemplo,parecen haberle rendido tributo. Pero para la epistemología, la aventura de los átomos constituye, incluso bajo estaforma incompleta, un rico tema de reflexión, aunque nofuese más que por las paradojas que presenta. Para el químico del siglo XX, resulta por ejemplo sorprendente queDalton no aceptara las ideas de Gay-Lussac y de Avogadro. La lógica de la historia no es la de los manuales: existen retrasos sorprendentes, rodeos inesperados. Al finaldel siglo XIX, Mendeleiev no admitirá que los átomospuedan estar compuestos por partículas ri1áselementales;y no obstante nos parece que era el medio más sencillo ymejor para explicar las periodicidades de la famosa clasificación. En este aspecto, los químicos «retrasados» adquieren retrospectivamente una clara ventaja ...
Las relaciones entre las diversas disciplinas tambiénpueden constituir un tema de atención. La física (en particular la teoría cinética de los gases) es la que ha proporcionado las claves esenciales; pero, en aquel tiempo,la síntesis no resultaba fácil. La astrofísica, como ya hemos visto, también desempeñó su papel; y se podríancitar igualmente la lógica y la biología. Pero, de formamás general, la teoría atómica ofrece la oportunidad dereflexionar sobre el papel histórico de las teorías. La ideade los átomos, en sí misma, no era nueva: había sidosostenida sistemáticamente desde Leucipo y Demócritohasta las especulaciones corpusculares de Newton; además, incluso se trataba de una idea «falsa» ya que losátomos pueden disociarse. Pero todo esto resulta accesorio. Lo que importa es que Dalton supo teorizar lanoción de átomo en el momento oportuno, de una for-
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DE ARQufMEDES A EINSTEIN
Ni que decir tiene que los casos que acabamos de mencionar no ofrecen un panorama completo de la químicaatómica en el siglo XIX: no hemos hablado del problemade las «afinidades» químicas! de las investigaciones sobre
que su notación sugería por ejemplo que el cloro y elyodo eran compuestos: ax 2, aro 2. El propio Brodie interpretó además sus símbolos de operaciones como si setratase de elementos; y sugirió que «en un tiempo o unlugar alejado», era posible la existencia de «porciones demateria» más elementales que las que conocemos. Al referirse a los trabajos de Miller y Huggins en espectroscopia astronómica, adelantaba la idea de que a muy altastemperaturas podían existir determinados constituyentessimples en estado aislado; lo que provocaba las combinaciones que daban lo que llamamos cuerpos simples erael descenso de temperatura. Williams Crookes, en 1886,vuelve sobre esta idea. Al formular explícitamente unacomparación con el evolucionismo biológico, propusoun verdadero evolucionismo químico (uno de los principales argumentos era el descubrimiento del helio solarpor Norman Lockyer). Una vez más, una teoría que setenía como «falsa» daba origen a suposiciones ciertamente estimulantes. En todo caso resulta notable la variedad
de hipótesis que aparecieron. El éxito de la teoría atómica no debe ocultamos la diversidad y a veces el graninterés de las especulaciones no ortodoxas 10.
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ma que la hacía eficaz en el trabajo experimental. Alresaltar la importancia de la medida del peso, orientabala práctica de los químicos hacia la buena dirección: nohacia la Verdad absoluta, sino hacia trabajos precisos ydiscusiones igualmente precisas. Maxwell expresó muy~ien el carácter histórico de estas conjunciones favorables entre teorías y métodos: «En el progreso científico,se llega a un momento determinado en el que un métodoq~e corresponde a (una) teoría resulta útil.» Dalton fue
precisamente el hombre de una situación determinada:tuvo la suerte, teniendo en cu~nta las técnicas de su época, de lanzar la idea que debía revelarse operatoria yconstructiva. Qué importa si su átomo sufrió posteriormente nuevas metamorfosis.
x. ¿ Era Darwin darwiniano?
Darwin se ha convertido en una especie de monstruosagrado. Porque es un «gran hombre de ciencia», un teórico «genial»; pero también porque modificó la imagenque los hombres se hacían de ellos mismos. Hoy resultaun tópico comparar la revolución darwiniana a la revolución copernicana. Una había desplazado nuestro planeta del centro del universo; la otra hizo perder al hombre la supremacía que se arrogaba sobre los animales.Además, Darwin, aunque no se lo haya propuesto, hasido el fiador dehdarwinismo social» (que pretende aplicar a la vida social el principio de la selección natural).Estas razones explican el que Darwin suscitara una curiosidad tan excepcional. Los historiadores de la cienciahan escudriñado los menores detalles de su vida, han in
vestigado sobre sus «fuentes» y analizado sus concepciones geológicas, biológicas y antropológicas. Nosotros haremos hincapié en la habilidad que supo desplegar paradar cierta coherencia a su teoría. Teoría que es más compleja de lo que generalmente se cree.
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