Lord Kelvin, el científico del siglo XIX que combinó investigación e innovación
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| Estatua de Lord Kelvin en Glasgow. Universidad de Glasgow , CC BY-SA |
21 septiembre 2024.- Este año se conmemora el bicentenario del nacimiento de William Thomson , también conocido como Lord Kelvin, posiblemente el científico más influyente del siglo XIX y quizás más allá. Fue un maestro en combinar el descubrimiento fundamental con el impacto social y comercial.
Thomson fue profesor de filosofía natural en la Universidad de Glasgow durante 53 años, realizando contribuciones revolucionarias a la física, las matemáticas y la ingeniería que aún resuenan hoy en día.
Probablemente sea más conocido por su trabajo sobre la energía y las leyes de la termodinámica, la ciencia del calor y el trabajo, que a menudo se consideran las leyes más inquebrantables de la naturaleza. Se dice que el astrofísico británico Arthur Eddington declaró en la década de 1920 que la termodinámica ocupa “la posición suprema entre las leyes de la naturaleza”, y agregó: “Si se descubre que su teoría es contraria a la segunda ley de la termodinámica, no puedo darle ninguna esperanza; no le queda nada más que derrumbarse en la más profunda humillación”.
La termodinámica sigue desempeñando un papel central en la física moderna, y es la base de la investigación en ciencias de la información, mecánica cuántica, cosmología e incluso teorías de la vida y la conciencia . De hecho, es una piedra angular de la física moderna tanto como la relatividad general y la mecánica cuántica. Cualquier “teoría del todo” final tendrá que ser coherente con las leyes de la termodinámica.
Tal vez el descubrimiento más conocido de Thomson sea el concepto de cero absoluto en la escala de temperatura, que recibe el nombre de Kelvin en honor al título que recibiría en 1892. Pero si miramos más allá de su trabajo sobre termodinámica, sus logros son notables no solo por su amplitud, sino también por su diversidad. Abarcan desde avances teóricos que abordan las cuestiones de investigación más importantes de la época hasta inventos prácticos que impulsan la innovación industrial y comercial.
Atributos clave de Kelvin
¿Qué hizo que Thomson tuviera tanto éxito? Hay tres aspectos clave de su enfoque de la investigación y el descubrimiento que, en mi opinión, lo marcaron como un científico para la historia.
En primer lugar, estaba su extraordinaria destreza matemática, unida a su profundo aprecio por el poder de las matemáticas para explicar el mundo natural, un poder del que se valió en gran medida a lo largo de su carrera. Esto se refleja en una profunda cita que se le ha atribuido a Thomson : “El hecho de que las matemáticas describan tan bien el universo es un misterio que no entendemos y una deuda que probablemente nunca podremos saldar”.
Pero Thomson era mucho más que un matemático por excelencia. También comprendió que la medición y la cuantificación precisas eran herramientas esenciales para el progreso científico, una idea que encontramos expresada en su libro Popular Lectures and Addresses (Conferencias y discursos populares) de 1889. “Cuando puedes medir aquello de lo que estás hablando y expresarlo en números, sabes algo al respecto”, escribió.
El talento que Thomson tuvo durante toda su vida para inventar ingeniosos instrumentos científicos le valió 70 patentes, hizo posible docenas de avances científicos y lo convirtió en un empresario de gran éxito.
En tercer lugar, Thomson tenía una capacidad extraordinaria para pensar de forma innovadora y analizar los problemas de una forma completamente novedosa. Para mí, no hay mejor ejemplo de ese pensamiento visionario que el trabajo de Thomson para tender el primer cable telegráfico transatlántico. Fue un desafío tecnológico inmenso que se ha descrito como el “proyecto Apolo” del siglo XIX .
Revolucionó el mundo victoriano tan profundamente como Internet y las comunicaciones móviles cambiaron el nuestro.
Después de varios intentos fallidos en la década de 1850, el genio de Thomson fue decisivo (¡literalmente!) para la primera expedición exitosa de tendido de cables en 1865. Su comprensión de las similitudes entre la transferencia de calor y el transporte eléctrico le permitió a Thomson modelar cómo se distorsionarían los impulsos eléctricos a medida que viajaban por cables submarinos.
Pero los avances experimentales de Thomson también fueron clave. En lugar de utilizar una señal más fuerte, que requería un cable mucho más pesado y costoso, inventó instrumentos que podían medir con precisión señales eléctricas extremadamente débiles, transmitidas como código Morse. Se los conoció como galvanómetro de espejo y, más tarde, registrador de sifón. Fueron esencialmente precursores de la impresora de inyección de tinta moderna.
Estos inventos cambiaron las reglas del juego y, como resultado, las comunicaciones globales se transformaron para siempre. Como escribió David Saxon en 2007 , “el cable transatlántico encogió el mundo más que cualquier otra cosa antes o después”.
Por todo esto, Thomson fue nombrado caballero en 1866 y luego ennoblecido como Lord Kelvin en 1892, el primer científico que recibió ese honor. Y la elegante combinación de tecnología de ultraprecisión y teoría de vanguardia de Thomson para detectar señales extremadamente débiles resuena fuertemente con la historia de nuestros interferómetros láser LIGO , los instrumentos científicos más sensibles jamás construidos. Fue precisamente esa combinación la que permitió el descubrimiento, que recibió el premio Nobel en 2015, de las ondulaciones en el espacio-tiempo conocidas como ondas gravitacionales.
La ciencia y la tecnología de los agujeros negros y las ondas gravitacionales pertenecen sin duda al dominio post-Kelvin de la física einsteiniana, pero creo que ese dominio –y la tecnología cuántica transformadora que ha hecho posible– se inspira en el ejemplo pionero de William Thomson, que combinó la investigación fundamental y la innovación para cambiar el mundo.
Fuente: The Conversation
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