En 1865, el f\u00edsico escoc\u00e9s James Clerk Maxwell formul\u00f3 la teor\u00eda cl\u00e1sica del electromagnetismo deduciendo as\u00ed que la luz est\u00e1 hecha de campos el\u00e9ctricos y magn\u00e9ticos que se propagan por el espacio, teor\u00eda que llev\u00f3 a la predicci\u00f3n de la existencia de las ondas de radio y a las radiocomunicaciones.<\/p>\n
Investigador precoz<\/p>\n
Seg\u00fan la famosa expresi\u00f3n atribuida a Newton, todos los cient\u00edficos trabajan aupados ‘a hombros de gigantes’, es decir, construyen sus teor\u00edas sobre los conocimientos logrados por las generaciones anteriores a lo largo de siglos de estudios y experiencias. Esa elevaci\u00f3n a gran altura les permite mirar m\u00e1s lejos y progresar en las ideas. Esto es particularmente cierto en el caso de Maxwell quien supo combinar todo el conocimiento existente hace 150 a\u00f1os sobre su tema de trabajo llegando a la forma m\u00e1s bella y sucinta de expresar los principios sobre la electricidad, el magnetismo, la \u00f3ptica y su interrelaci\u00f3n f\u00edsica.<\/p>\n
Nacido en Edimburgo en 1831, en el seno de una familia de clase media, Maxwell manifest\u00f3 una peculiar curiosidad desde su temprana infancia. A los 8 a\u00f1os recitaba versos de Milton y largos salmos, y a los 14 ya hab\u00eda escrito un paper (art\u00edculo cient\u00edfico) en el que describ\u00eda m\u00e9todos mec\u00e1nicos para trazar curvas.<\/p>\n
Estudi\u00f3 en las universidades de Edimburgo y de Cambridge donde asombr\u00f3 a alumnos y profesores por su capacidad para resolver problemas de matem\u00e1ticas y de f\u00edsica. A los 23 a\u00f1os se diplom\u00f3 en matem\u00e1ticas por el Trinity College, y dos a\u00f1os m\u00e1s tarde obtuvo una plaza de profesor de filosof\u00eda natural en el Marischal College de Aberdeen donde permanecer\u00eda 4 a\u00f1os. En 1860 obtuvo un puesto similar pero en el prestigioso King’s College de Londres. Ah\u00ed comenz\u00f3 la \u00e9poca m\u00e1s fruct\u00edfera de su carrera. Ingres\u00f3 en la Royal Society en el 1861, public\u00f3 la teor\u00eda electromagn\u00e9tica de la luz en 1865, regres\u00f3 entonces con su familia a la casa de sus padres en Escocia, y fue nombrado director del Cavendish Laboratory de Cambridge en 1871. All\u00ed, en Cambridge, muri\u00f3 de c\u00e1ncer abdominal en 1879, a la edad de 48 a\u00f1os.<\/p>\n
Esencia electromagn\u00e9tica<\/p>\n
En 1865, Maxwell public\u00f3 un art\u00edculo titulado ‘Una teor\u00eda din\u00e1mica del campo electromagn\u00e9tico’ en el que aparecieron por primera vez las ecuaciones hoy mundialmente famosas y conocidas como ‘ecuaciones de Maxwell’. Estas ecuaciones expresan de una manera concisa y elegante todas las leyes fenomenol\u00f3gicas sobre electricidad y magnetismo que se hab\u00edan formulado desde el siglo XVIII, entre ellas las leyes de Amp\u00e8re, de Faraday y de Lenz. La notaci\u00f3n vectorial que se utiliza hoy fue introducida en 1884 por Heaviside y Gibbs.<\/p>\n
El valor de las ecuaciones de Maxwell no solo reside en la s\u00edntesis de todas las ideas anteriores, que revelaba la \u00edntima interrelaci\u00f3n entre electricidad y magnetismo. De sus ecuaciones, Maxwell tambi\u00e9n dedujo otra (‘la ecuaci\u00f3n de ondas’) que le llev\u00f3 a predecir la existencia de ondas de naturaleza electromagn\u00e9tica capaces de propagarse a la velocidad de la luz. En efecto, Maxwell concluy\u00f3 que ‘…luz y magnetismo son aspectos de la misma substancia, y la luz es una perturbaci\u00f3n electromagn\u00e9tica…’. De esta forma, su trabajo de s\u00edntesis tambi\u00e9n consigui\u00f3 unificar la \u00f3ptica al electromagnetismo y revel\u00f3 la esencia electromagn\u00e9tica de la luz.<\/p>\n
La teor\u00eda de Maxwell predec\u00eda la generaci\u00f3n de ondas electromagn\u00e9ticas en el laboratorio. Esta posibilidad fue llevada a cabo por el f\u00edsico alem\u00e1n Heinrich Hertz en 1887, ocho a\u00f1os despu\u00e9s del fallecimiento de Maxwell, mediante la construcci\u00f3n de un oscilador como emisor y de un resonador como receptor. La capacidad para producir tales ondas y de recibirlas en un lugar distante conducir\u00eda a un ingeniero italiano, Guillermo Marconi, mediante sucesivos perfeccionamientos de la t\u00e9cnica, a una gran revoluci\u00f3n tecnol\u00f3gica: las comunicaciones por radio. Y sobre esta tecnolog\u00eda reposan hoy algunos de los elementos cotidianos m\u00e1s \u00fatiles y m\u00e1s utilizados, como los tel\u00e9fonos m\u00f3viles.<\/p>\n
As\u00ed pues, las ecuaciones de Maxwell, que pudieron parecer en principio un mero ejercicio te\u00f3rico de ciencia b\u00e1sica, han acabado teniendo unas aplicaciones tecnol\u00f3gicas que han llegado a transformar el mundo.<\/p>\n
Un formidable legado <\/p>\n
Las aportaciones de Maxwell no se restringen a la teor\u00eda del electromagnetismo y de la luz. Estudi\u00f3 la cin\u00e9tica de los gases y la termodin\u00e1mica aplicando un m\u00e9todo de an\u00e1lisis estad\u00edstico llegando a determinar la probabilidad de que una part\u00edcula en un gas diluido tenga una velocidad dada, lo que se denomina hoy la funci\u00f3n de distribuci\u00f3n de Maxwell-Boltzmann. Tambi\u00e9n desarroll\u00f3 una teor\u00eda para explicar la percepci\u00f3n de los colores (por ello recibi\u00f3 la Medalla Rumford) lo que posteriormente llev\u00f3 a establecer los fundamentos de las t\u00e9cnicas tricolor en fotograf\u00eda. En efecto, utilizando tres filtros (azul, rojo y verde) tal y como hab\u00eda sugerido Maxwell, el fot\u00f3grafo Thomas Sutton tom\u00f3, en 1861, la que se considera la primera fotograf\u00eda en color de la historia.<\/p>\n
Maxwell tambi\u00e9n descubri\u00f3 la birrefringencia temporal en cuerpos transl\u00facidos y el\u00e1sticos cuando son sometidos a tensiones mec\u00e1nicas. Mencionaremos, finalmente, que formul\u00f3 una primitiva teor\u00eda de control, a caballo entre las matem\u00e1ticas y la ingenier\u00eda, pionera de la que se utiliza hoy para describir el comportamiento de sistemas din\u00e1micos y que es de gran utilidad en muchas disciplinas, entre ellas en ecolog\u00eda para estudiar la din\u00e1mica de poblaciones.<\/p>\n
Tambi\u00e9n interesante<\/p>\n
\u2022 La figura de Maxwell ha recibido innumerables reconocimientos. Hay una unidad f\u00edsica de flujo magn\u00e9tico, unas monta\u00f1as en Venus, un gran telescopio en Haw\u00e1i, y muchas otras cosas que han sido bautizadas con su nombre. <\/p>\n
\u2022 El famoso ‘demonio de Maxwell’ es una criatura imaginada por el f\u00edsico escoc\u00e9s que ser\u00eda capaz de discriminar entre part\u00edculas fr\u00edas y calientes en un gas. Fue introducido en un experimento mental para ilustrar el segundo principio de la termodin\u00e1mica. <\/p>\n
\u2022 En homenaje a Hertz, las ondas de radio se conocen tambi\u00e9n con el nombre de ondas hertzianas, y la unidad de radiofrecuencia se denomina ‘hercio’, sus m\u00faltiplos el kilohercio, megahercio y gigahercio, son de uso muy frecuente. <\/p>\n
*Rafael Bachiller es director del Observatorio Astron\u00f3mico Nacional (Instituto Geogr\u00e1fico Nacional) y acad\u00e9mico de la Real Academia de Doctores de Espa\u00f1a. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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