Física clásica

Experientia docet Electromagnetismo Artículo 26 de 34

Maxwell dio por concluida su síntesis del electromagnetismo con la óptica, resumiéndola en un libro monumental A Treatise on Electricity and Magnetism, publicado en 1873. Tras la confirmación experimental de su trabajo en la década siguiente (de esto hablaremos próximamente), la síntesis de Maxwell pasó a ser reconocida como un acontecimiento mayor en la historia de la física por sus contemporáneos. De hecho, no había ocurrido algo tan importante en ciencia desde 1687 cuando Isaac Newton publicó otro libro resumen monumental, Philosophiæ naturalis principia mathematica.

Por supuesto, la teoría electromagnética de Maxwell había surgido en la mente de éste en un marco conceptual newtoniano. Pero, como después ocurriría con la cuántica respecto a la termodinámica y el electromagnetismo (esto lo veremos en su momento), se había desarrollado fuera de este marco, convirtiéndose en otra teoría física general, independiente de sus orígenes mecánicos.

Tal y como le ocurrió a la mecánica newtoniana, el electromagnetismo de Maxwell tuvo un éxito espectacular muy rápidamente. Fue un éxito a dos niveles: el práctico y el teórico. En el práctico, llevó a toda la revolución electromagnética que hoy nos rodea: radio, televisión, radar, wi-fi, etc. En el teórico proporcionó una nueva forma de ver los fenómenos. A pesar de que, aún hoy día, el común de los mortales, sin formación científica adecuada, sigue viendo el mundo como una máquina newtoniana de componentes que giran y chocan, los físicos empezaron a comprender el universo en términos de campos y energías que ningún modelo mecánico era capaz de duplicar, y que sólo una comprensión profunda de las matemáticas que los describían permitía tener una aprehensión completa de su funcionamiento.

El trabajo de Maxwell fue la base sobre la que Einstein construyó la teoría especial de la relatividad. Muchas otras teorías relevantes bebieron y beben de ella. En cierto sentido, el trabajo de Maxwell y Newton, junto al de los fundadores de la termodinámica (Carnot et al.), permitió una comprensión bastante completa de los acontecimientos que nos rodean, desde el movimiento de los satélites planetarios, vehículos de toda clase y condición o los átomos de los gases al comportamiento de la luz y otras ondas electromagnéticas.

Tanto es así, que la física del día a día, del mundo visible por los humanos, aún hoy, es la que se basa en el trabajo de Newton y Maxwell y se conoce como física clásica. Se basa en tres fases de descripción: La descripción por parte de Galileo y Newton de los fenómenos mecánicos terrestres y celestiales; la fusión de los fenómenos eléctricos y magnéticos que inicia Oersted; y, finalmente, la adición de la luz por parte de Maxwell como uno más de los fenómenos electromagnéticos.

La situación a finales del siglo XIX la recoge perfectamente esta cita de Albert Michelson, famoso por el experimento Michelson-Morley y ganador del premio Nobel de física en 1907:

“Si bien nunca es seguro afirmar que el futuro de la ciencia física no tiene maravillas reservadas incluso más sorprendentes que las del pasado, parece probable que la mayoría de los principios fundamentales han sido firmemente establecidos y que los próximos avances habrá que buscarlos mayormente en la aplicación rigurosa de estos principios a todos los fenómenos que aparezcan ante nosotros. Es aquí donde la ciencia de la medida muestra su importancia – donde el trabajo cuantitativo es más deseable que el cualitativo. Un físico eminente comentó que las verdades futuras de la ciencia física hay que buscarlas en el sexto lugar de los decimales.”

El tiempo le daría la razón. Conforme la investigación empujaba los límites de lo explorado a la escala de lo muy pequeño (interior de los átomos), a la de lo muy rápido (aproximándose a la velocidad de la luz) y a la de lo muy grande (el tamaño del universo), empezaron a acumularse resultados que no podían explicarse usando la física clásica. A partir de 1925, el desarrollo de la mecánica cuántica llevaría a una síntesis mayor, que incluiría el electromagnetismo de Maxwell. Esta síntesis será la que sigamos explorando.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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