Biografias

 James Clerk Maxwell

 

Nació el 13 de junio de 1831 en Edimburgo (Escocia). Su familia pertenecía a la pequeña nobleza de terratenientes escoceses. Su tío era el 6º barón de Clerk de Penicuik. Su padre, John Clerk Maxwell, se dedicó a la abogacía en Edimburgo y posteriormente pasó a encargarse de la administración de sus propiedades. John fue un hombre ávido de conocer los avances de la ciencia. Inculcó a su hijo el amor por la naturaleza y las ciencias. Un ejemplo de ello es que entre sus juguetes infantiles se encontraba un fenaquistiscopio, antepasado del cine, inventado por el belga Joseph Plateau. James fue instruido en la finca familiar por un joven profesor que, con su agresividad, no logró motivarlo. Y a los 10 años James fue enviado a la Academia de Edimburgo, donde sus compañeros se mofaban de él por su acento rural y sus vestimentas estrafalarias. Cuatro años más tarde, sin embargo, recibía la medalla al mérito en matemáticas.

Acompañando a su padre, y a partir de los 12 años, asistía con frecuencia a las reuniones en la Edinburgh Royal Society, que marcó su trayectoria. En 1845 escribió su primera ponencia científica, que ante su juventud tuvo que ser presentada a la Edinburgh Society por un profesor de la Universidad de Edimburgo. Describía un método para dibujar elipses y figuras con más de dos focos, cuyas propiedades explicaba de forma más sencilla que lo había hecho René Descartes dos siglos antes. La ponencia fue publicada por la Edinburgh Society lo que le valió para incorporarlo como miembro a sus 14 años.

Dos años más tarde, ingresó en la Universidad de Edimburgo, mostrando un gran interés en la óptica y en la investigación del color, en particular en las propiedades de la luz polarizada. Demostró que la luz blanca se podía descomponer en tres colores fundamentales: rojo, verde y azul y elaboró la teoría del daltonismo. Completados tres cursos en la Universidad de Edimburgo, se matriculó en el Trinity Collegede la Universidad de Cambridge, graduándose en 1854, como número dos de su promoción. En su tránsito por la Universidad inglesa fue elegido miembro de la sociedad secreta estudiantil ‘Los Apóstoles de Cambridge’ donde pudo desarrollar su concepción intelectual de la fe cristiana.

En 1856 abandonó Cambridge tras haber aprobado a los 26 años de edad las pruebas para acceder a una cátedra en el Marischal College de Aberdeen, donde los demás profesores le superaban en al menos 15 años.

En 1857 el St Johns’s College de la Universidad de Cambridge convocó el premio Adams para la mejor investigación sobre los anillos de Saturno. Maxwell presentó un ensayo sobre el resultado de sus estudios a lo largo de dos años, descubriendo que los anillos de este planeta no eran ni sólidos ni fluidos, sino que estaban formados por cuerpos minúsculos en órbita. Sus estudios sobre las características de los anillos de Saturno sentaron la base para sus posteriores investigaciones sobre la dinámica de los gases, su primera contribución relevante. Probó que la teoría nebular de la formación del Sistema Solar vigente en su época era errónea. Evidentemente obtuvo las £130 con que estaba dotado el Premio Adams 1857. En ese mismo año, hizo amistad con el Director del Marischal College, el reverendo Daniel Dewar, quien le presentó a su hija Katherine Mary Dewar, con quien James Clerk Maxwell se casaría el 2 de junio de 1858 en Aberdeeen.

En 1860 el Marischal College y King's College se unieron para fundar la Universidad de Aberdeen. Como había dos profesores para cada asignatura, Maxwell, a pesar de su prestigio, fue despedido. Optó a una cátedra en la Universidad de Edimburgo que no obtuvo, pero sí en el King's College de Londres, a donde se trasladó tras superar la enfermedad de la viruela.

En Londres acostumbró a asistir a las conferencias en la Royal Institution, donde conoció a Michael Faraday, unos 40 años mayor que Maxwell, lo que no fue óbice para establecer una estrecha relación entre los dos científicos. Es precisamente cuando Maxwell emprende nuevos estudios en el campo de la electricidad y las líneas de fuerza establecidas por Faraday, reduciendo a 20 ecuaciones diferenciales con 20 variables el conocimiento de la época, que publica en 1861 bajo el título de ‘Sobre las líneas de fuerza físicas’.

En 1862 en una conferencia en el King’s College Maxwell explicó que la velocidad de propagación de un campo electromagnético es aproximadamente la velocidad de la luz, concluyendo que la luz es, por tanto, un fenómeno electromagnético consistente en ondulaciones transversales del mismo tipo que causan los fenómenos eléctricos y magnéticos. Desarrollando estas ideas, mostró que las ecuaciones predicen la existencia de ondas de campos eléctricos y magnéticos oscilantes que viajan a través del espacio vacío a una velocidad de 310.740.000 metros por segundo. Maxwell determina también que la velocidad de propagación de un campo electromagnético es similar a la velocidad de la luz.

En 1864, presentó en la Royal Society de Londres su ‘Teoría dinámica sobre el electromagnetismo’ que simplifica y resume todas las leyes del electromagnetismo. Las ecuaciones de Maxwell son uno de los mayores logros de la Física en el siglo XIX, ya que sintetizan las interacciones electromagnéticas. También expuso que la luz representa una pequeña región del espectro electromagnético y sugería la posibilidad de generar ondas electromagnéticas en el laboratorio.

Este hecho fue corroborado por Heinrich Hertz en 1887, ocho años después de la muerte de Maxwell, y supone el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia. El trabajo de Maxwell sienta las bases para las investigaciones de Hertz y otros científicos para determinar la igualdad numérica de la velocidad de la luz en las unidades del sistema cegesimal y la relación de las unidades electromagnéticas con las electrostáticas.

En 1865, Maxwell y su esposa, mientras realizaban un experimento, descubrieron que la viscosidad en un gas es independiente de la presión y proporcional a la temperatura. El descubrimiento probaba que el comportamiento de los gases es diferente al de los cuerpos sólidos. Las moléculas se repelían entre sí con una fuerza proporcional a la distancia que las separa elevada a la quinta potencia. La teoría de los gases establecía que un gas está formado por moléculas en continuo movimiento y que chocan entre sí contra las paredes del recipiente. Esta teoría ya había sido estudiada anteriormente por científicos como Daniel Bernouilli, pero Maxwell y Boltzmann se centraron en ella utilizando la estadística matemática y el cálculo de probabilidades. En 1866 ambos lograron describir la distribución de probabilidad de la velocidad de las partículas, formulando, independientemente de Ludwing Boltzmann, la teoría cinética de los gases y que hoy día es conocida como Teoría de Maxwell-Boltzmann. Maxwell demostró que la temperatura condicionaba la distribución de velocidades. Concluyó que el calor se almacena en el movimiento de las moléculas gaseosas. La teoría fue aplicable a fenómenos de difusión, viscosidad y conductividad térmica del gas. Maxwell formuló la expresión termodinámica que establece la relación entre la temperatura de un gas y la energía cinética de sus moléculas.

En 1868, propusieron a Maxwell ser el decano del United College en la Universidad de Saint Andrews, pero lo rechazó. Sin embargo, años más tarde, aceptó la cátedra Cavendish de Física Experimental en la Universidad de Cambridge. En 1874, creó su laboratorio en esta universidad, que con el paso del tiempo se convirtió en un templo para la formación de científicos.

En 1873, en el período entre la renuncia de su puesto en Londres y la toma de posesión en Cavendish, y desde su finca de Glenair, Maxwell escribe un ‘Tratado sobre Electricidad y Magnetismo’ donde aparecen sus cuatro famosas ecuaciones, simplificadas ocho años más tarde por Oliver Heaviside. En el prefacio de esta obra declara que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamente cualitativa, como las leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. Con este objeto, Maxwell introduce el concepto de onda electromagnética y el conjunto de las cuatro ecuaciones diferenciales que describen y cuantifican los campos de fuerzas, en términos de espacio y tiempo, y que permiten una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo. Se dice que el gran físico vienés Ludwig Boltzmann exclamó al leer las ecuaciones de Maxwell: "¿Fue un Dios quien trazó estos signos?", usando las palabras de Goethe. Albert Einstein afirmaría que la teoría de la relatividad debe sus orígenes a las ecuaciones de Maxwell sobre los campos electromagnéticos.

James Clerk Maxwell falleció el 5 de noviembre de 1879, a los 48 años, en Cambridge (Inglaterra), de cáncer de estómago, de la misma enfermedad y a la misma edad que su madre. Su casa natal, hoy museo, es la sede de la Fundación James Clerk Maxwell.

En reconocimiento de su aportación a la ciencia llevan su nombre:

• La unidad de flujo magnético ‘maxwell’ (Mx) en el sistema CGS

• Los Montes Maxwell en Venus

• El Maxwell Gap en los anillos de Saturno

• El telescopio James Clerk Maxwell, mayor del mundo en longitudes de onda submilimétricas

• El James Clerk Maxwell Building de la Universidad de Edimburgo que aloja las Facultades de Matemáticas, Física y Meteorología

• El James Clerk Maxwell Buildingdel campus de Waterloo en el King's Collegede Londres, que aloja la cátedra de Física

• El James Clerk Maxwell Centre de la Academia de Edimburgo

Nikola Tesla

Físico estadounidense de origen serbio. Estudió en las universidades de Graz (Austria) y Praga. Después de haber trabajado en varias industrias eléctricas en París y en Budapest, se trasladó a Estados Unidos (1884), donde trabajó a las órdenes de Thomas A. Edison, entonces partidario de la corriente eléctrica continua.

Las incesantes disputas con Edison forzaron su abandono de la compañía y su asociación con George Westinghouse, quien compró las patentes de su motor y de un transformador que facilitaba la distribución de este tipo de corriente hacia los usuarios finales. Ambos ganaron la batalla de la distribución de la energía, pues el transporte de corriente alterna es más barato y sencillo que el de continua. En 1893 su sistema fue adoptado por la central hidroeléctrica situada en las cataratas del Niágara.

Tesla fundó en Nueva York un laboratorio de investigaciones electrotécnicas, donde descubrió el principio del campo magnético rotatorio y los sistemas polifásicos de corriente alterna. Creó el primer motor eléctrico de inducción de corriente alterna y otros muchos ingenios eléctricos como el llamado montaje Tesla, un transformador de radiofrecuencia en el que primario y secundario están sintonizados, de utilidad a la hora de preseleccionar la entrada de un receptor radioeléctrico. Predijo la posibilidad de realizar comunicaciones inalámbricas con antelación a los estudios llevados a cabo por Marconi, y en su honor se denomina tesla a la unidad de medida de la intensidad del flujo magnético en el sistema internacional.

Sus invenciones y patentes se sucedieron con cierta rapidez. En 1887, y como consecuencia del descubrimiento llevado a cabo por John Hopkinson en 1880, según el cual tres corrientes alternas y desfasadas entre sí pueden ser trasladadas de manera más sencilla que una corriente alterna normal, Tesla inventó el motor de inducción de corriente trifásica.

En ese motor las tres fases actúan sobre el inducido de forma que se logra que éste gire al generarse un campo magnético rotatorio. No obstante, el rotor se movía con un cierto retraso respecto a la frecuencia de la corriente. Basándose en este invento, el sueco Ernst Danielson creó en 1902 el motor sincrónico, en el que sustituyó el material del inducido, que no era magnético, por un imán permanente o electroimán, lo que le permitió conseguir un motor que rotaba con un número de revoluciones por minuto igual a las de la frecuencia de la corriente.

Thomas Alva Edison

Siendo el menor de siete hermanos, Thomas Alva Edison nació en Milan -una pequeña población en el estado de Ohio- el 11 de febrero de 1847. Milan era una localidad marginada por el ferrocarril en tiempos de la Revolución Industrial y, por ello, la familia Edison tuvo que emigrar a Port Huron (Michigan) donde el futuro genio asistiría por primera vez a la escuela. Precisamente, sería en Port Huron donde tuvo lugar un suceso determinante para el provenir del pequeño Thomas. A los tres meses de asistir al colegio el director le expulsó, alegando falta de interés y torpeza intelectual.

Gracias a la verdadera torpeza intelectual del director del colegio de Port Huron, Nancy Elliot, madre de Edison, tomaría las riendas de su educación. Nancy había ejercido como profesora en su etapa de soltera y consiguió inculcarle una de las lecciones más importantes y difíciles de su historia: despertar en él un afán de curiosidad sin límites, que le acompañaría hasta el final de sus días. En este sentido, a los diez años, Edison ya había montado un laboratorio en el sótano de su casa y daba sus primeros pasos en el ámbito de la química y la física. Fue aquí donde el pequeño inventor descubrió que su creatividad le podía servirle para ganarse la vida.

El joven Edison abandonó la casa de sus padres a los 16 años y dio varios palos de ciego hasta asentarse en la vida: trabajó en la línea de tren entre Port Huron y Detroit durante la Guerra de Secesión, fundó un periódico amateur -Weekly Herald-, fue telegrafista, etc. Asimismo, ciudades como Indianápolis, Cincinnati, Nashville y Memphis fueron testigos del paso de Edison en busca de la estabilidad hasta que en Boston abandonó su puesto de trabajo y, empujado por el libro del británico Michael Faraday Experimental Researches in Elctricity, decidió hacerse inventor autónomo.

n 1868 registró su primera patente. Se trataba de un contador eléctrico de votos para el Congreso de los Estados Unidos, pero los congresistas de la época calificaron su instrumento de “superfluo”. Debido a este otro incidente, Edison aprendería otra de las lecciones más determinantes en su carrera profesional: “Un invento, por encima de todo, debía ser necesario”.

Pero su desarrollo como inventor no llegaría hasta 1876, cuando se instaló en una granja deshabitada a las afueras de Nueva York, en Menlo Park, invirtiendo los ahorros que había ganado a lo largo de toda su vida por su fama de ‘arréglalo-todo’. “La fábrica de inventos”, como Thomas Edison nombró a su laboratorio, era su cuartel general y de allí salieron artefactos como el micrófono de gránulos de carbón (1876), la lámpara incandescente (1879) y el contador eléctrico (1886).

Una vez alcanza la fama, Edison mudó su diminuta “fábrica de inventos” en Menlo Park por un gran centro tecnológico, el Edison Laboratory, en West Orange (Nueva Jersey) donde llegarían a trabajar más de cinco mil personas. En este centro, el gran inventor dio luz a una nueva forma de producir cemento, algunas materias químicas, la separación electromagnética del hierro, y la fabricación de baterías y acumuladores para automóviles. No obstante, el gran invento de esta etapa fue el kinetoscopio (1891): una rudimentaria cámara de cine que albergaba un novedoso mecanismo para reproducir imágenes en movimiento.

El 18 de octubre de 1931, en West Orange, fallecía a causa de una arteriosclerosis que fue minando su salud poco a poco, dejando para la historia de la humanidad más de 1.000 inventos. Estas son algunas de las curiosidades que aún te quedan por saber:

• En 1877, Edison propuso la palabra ‘hola’ como código de saludo para las llamadas telefónicas y parece que la idea funcionó.
• Hollywood se instaló en Los Angeles (California) huyendo de las patentes de Edison, en aquella época establecido en Nueva Jersey.
• Su íntimo amigo Henry Ford guardó su último aliento en un tubo de ensayo que, hoy en día, se expone en el museo Ford (Detroit).
• El fonógrafo (1876) apareció con el objetivo de grabar las últimas palabras y deseos de los muertos.
• Edison propuso matrimonio a su esposa, Mary Stilwell, utilizando el código morse