Download Maxwell

Maxwell
Maxwell
(18371879)
Hemos, por tanto, de descubrir algún método de
investigación
que permita asir a cada paso
una concepción física clara, sin entregarnos a ninguna
teoría
fundada en la ciencia física de la que proviene dicha
concepción,
de forma que no se deje de lado en medio de la búsqueda
de sutilezas analíticas ni se lleve más allá
de la verdad al hilo de hipótesis predilectas.
Para conseguir ideas físicas sin adoptar una teoría física
debemos familiarizarnos con la existencia de analogías
físicas. Entiendo por analogía física esa similitud parcial
entre leyes de una ciencia y las de otra, que hace que
se iluminen a las otras.
Así todas las ciencias matemáticas se asientan sobre
relaciones que se establecen entre las leyes físicas y
las leyes numéricas,
Siendo el objetivo de las ciencias exactas el reducir los
problemas de la Naturaleza,
A la determinación de cantidades mediante operaciones
con números.
A la determinación de cantidades mediante operaciones
con números.
Pasando de la más universal de las analogías a una muy
parcial, hallamos que la semejanza de forma
matemática entre dos fenómenos diferentes,
da lugar a una teoría física de la luz.
En la imagen newtoniana pensamos en minúsculas
partículas que interactúan mediante fuerzas a
distancia... Las fuerzas de la electricidad y el
magnetismo actúan de un modo semejante a las
fuerzas gravitatorias decreciendo en forma inversa pero
proporcional al cuadrado de la distancia... Si partículas
semejantes se repelen y (q) es la carga eléctrica en
lugar de la masa; a este nivel no hay dificultades al
incorporar la electricidad y el magnetismo.
...También el comportamiento de la luz puede ser
acomodado aproximadamente (aunque con
ciertas dificultades, bien considerando la luz como
compuesta de partículas individuales ( fotones) o
bien considerando la luz como un movimiento
ondulatorio en algún medio, en cuyo caso, este
medio o éter debe considerarse él mismo
compuesto de partículas.
...El hecho de que cargas eléctricas en movimiento
puedan dar lugar a fuerzas magnéticas provocó
una complicación adicional, fue entonces que el
gran teórico y experimentador inglés Michael
Faraday ( 1791-1867) desafió plenamente la
imagen newtoniana...
Para comprender la naturaleza del desafío
formulemos su concepto de “ campo físico”...El
comportamiento de las limaduras de hierro que se
alinean a lo largo de lo que se denomina “ líneas
de fuerza”, pues ellas son “el campo magnético”.
En cada punto del espacio, este campo está
orientado en una cierta dirección, conforme la
dirección de las líneas de fuerza que pasa por
dicho punto. En realidad, lo que tenemos es un
vector en cada punto de modo que el campo
magnético nos proporciona un ejemplo de campo.
Los profundos hallazgos experimentales de Faraday ( con
conductores en movimiento, imanes y similares) le
llevaron a creer que los campos eléctricos y magnéticos
son “ sustancia física real” y, además, que campos
eléctricos y magnéticos variables podrían ser a veces
capaces de “ empujarse” a través del espacio vacío.
Produciendo un tipo de onda incorpórea. Podría
entonces la luz consistir en dichas ondas.
Confrontando con los hechos experimentales, y los trabajos
de Andre Marie Ampère (1775-1836) entre otros, el gran
físico y matemático escocés James Clerk Maxwell (18311879), se interrogó sobre la forma matemática de las
ecuaciones que surgían de aquellos hallazgos.
Una de las consecuencias de las ecuaciones de Maxwell era
que los campos eléctricos y magnéticos se empujaban
realmente a través del espacio vacío. Un campo
magnético oscilante daría lugar a un campo eléctrico
oscilante, y este campo eléctrico que a su vez oscila da
lugar a un campo magnético; y así sucesivamente.
Maxwell pudo calcular la velocidad con la que se
propagaría este efecto a través del espacio ! Y encontró
que sería la velocidad de la luz!.
Estas ondas electromagnéticas mostrarían también la
propiedad de interferencia y la enigmática propiedad de
polarización de la luz que eran conocidos. Además de
explicar las propiedades de la luz visible, para que las
ondas tuvieran un rango concreto de longitud de onda,
y se predecía la existencia de ondas electromagnéticas de
otras longitudes.
La existencia de tales ondas fue establecida
experimentalmente por Hertz ( 1888). La inspirada
esperanza de Faraday. Había pues una base firme para
las maravillosas ecuaciones de Maxwell
El nuevo ingrediente fundamental para nuestra
imagen de la realidad física que presenta la teoría
de Maxwell consiste en que ahora los campos
deben tomarse en serio por propio derecho y no
pueden considerarse como simples apéndices
matemáticos.
(La nueva mente del emperador, Roger Penrose,
Grijalbo Mondadori)
...Sólo cuando intentamos poner en contacto la parte
teórica de nuestra preparación con la práctica, es
cuando comenzamos a experimentar el pleno
efecto de lo que Faraday denomina inercia mental;
no sólo la dificultad de reconocer entre los objetos
concretos que tenemos delante, la relación
abstracta que hemos aprendido en los libros...
... Siempre consideré que las matemáticas eran el
método de obtener las mejores formas y
dimensiones de las cosas, y esto significaba no
sólo lo más útil y económico, sino lo más
armonioso y bello...
Resortes de la creatividad científica, Rutherford y
Steuewer, FCE, pg104)