Michael Faraday

Introduccion

Michael Faraday se alza como una de las figuras mas extraordinarias en toda la historia de la ciencia. Nacido en la pobreza en el sur de Londres en 1791, ascendio unicamente por la fuerza de su pasion intelectual, su curiosidad y su determinacion para convertirse en uno de los mas grandes cientificos experimentales que el mundo haya conocido jamas. Sin educacion formal mas alla de los rudimentos mas basicos, sin las ventajas de la educacion universitaria ni del mecenazgo aristocratico en sentido tradicional, Faraday transformo nuestra comprension de la electricidad, el magnetismo, la quimica y la naturaleza misma de la realidad fisica. Descubrio la induccion electromagnetica, el principio que subyace a cada generador electrico y transformador en el mundo moderno. Invento el primer motor electrico primitivo. Aislo el benceno, licuo el cloro y sento las bases fundamentales de la electroquimica. Descubrio el Efecto Faraday, el fenomeno magneto-optico que revelo por primera vez una conexion profunda entre el electromagnetismo y la luz. Y desarrollo el concepto de campo, la idea de que las influencias electricas y magneticas se propagan a traves del espacio mediante lineas de fuerza, una revolucion conceptual que James Clerk Maxwell expresaria mas tarde en las ecuaciones que forman el fundamento de la electrodinamica clasica.

Los logros de Faraday son tanto mas extraordinarios porque los realizo principalmente con sus manos y por intuicion, a traves de experimentos meticulosos y una capacidad casi sobrenatural para visualizar los patrones invisibles de la naturaleza. No era matematico en ningun sentido convencional. No podia escribir las ecuaciones de Maxwell por si mismo. Pero las intuiciones fisicas que desarrollo, los marcos conceptuales que creo, las demostraciones experimentales que realizo, proporcionaron a Maxwell el material bruto del que podia construirse una teoria matematica completa del electromagnetismo. De esta manera el legado de Faraday llega directamente al siglo XX y mas alla, a las teorias de la relatividad especial, la electrodinamica cuantica y las teorias de campo de norma de la fisica de particulas moderna.

Sin embargo, a pesar de toda su grandeza cientifica, Faraday permanecio a lo largo de su vida como un hombre de profunda humildad, calida humanidad y sincera fe religiosa. Era miembro de una pequena secta cristiana llamada los Sandamanianos, cuyo enfasis en la sencillez, la igualdad y la separacion de la ambicion mundana moldearon su caracter de manera profunda. Rechazo un titulo de caballero. Declino la presidencia de la Royal Society. Vivio con modestia, se preocupo profundamente por su esposa Sarah y su comunidad, y encontro gran placer en comunicar la ciencia a las personas comunes, especialmente a los ninos, a traves de sus celebradas Conferencias de Navidad en la Royal Institution. Sus cartas son calidas y a menudo juguetonas. Sus relaciones con estudiantes y colegas estuvieron marcadas por la generosidad y el estimulo. En muchos sentidos es un retrato de lo que la ciencia en su mejor expresion puede ser: rigurosa, imaginativa y profundamente humana.

Este articulo traza la vida y obra de Faraday en detalle, desde sus humildes origenes en Newington Butts hasta sus ultimos anos en una casa de gracia y favor en Hampton Court, examinando sus principales contribuciones cientificas, su caracter personal, su vida religiosa y el impacto duradero que ha tenido en las ciencias fisicas y en la civilizacion tecnologica que habitamos hoy.

Infancia En el Sur de Londres

Michael Faraday nacio el 22 de septiembre de 1791 en Newington Butts, un pueblo en los suburbios del sur de Londres que hoy forma parte del barrio de Southwark. El area en aquel momento era todavia en gran parte semirural, situada en el borde de la metropolis en expansion, con un caracter de mezcla de huertos de mercado, posadas de diligencias y viviendas obreras modestas. No era un lugar asociado con el descubrimiento cientifico o el refinamiento intelectual, y nada acerca de las circunstancias del nacimiento de Faraday sugeria que algun dia transformaria la comprension del mundo natural.

Su padre, James Faraday, era un herrero que habia venido a Londres desde Outhgill en la aldea de Kirkby Stephen en Westmorland, en el norte de Inglaterra, buscando trabajo durante un periodo en que la economia rural de esa region estaba bajo una presion considerable. James Faraday no era un hombre robusto; sufria de problemas de salud cronicos a lo largo de su vida adulta y con frecuencia era incapaz de trabajar. Esto significaba que las finanzas de la familia eran perpetuamente precarias. La madre de Michael, Margaret Hastwell, era tambien del norte de Inglaterra, y aporto a la familia una resiliencia practica y una calidez que dejo una impresion duradera en su hijo. Michael era el tercero de cuatro hijos, y desde una edad temprana la familia lucho para llegar a fin de mes.

Los Faraday eran Sandamanianos, miembros de una pequena y seria secta cristiana protestante fundada por Robert Sandeman en el siglo XVIII. La congregacion Sandamaniana en Londres tenia su base en Barnsbury, y permaneceria como el centro de la vida social y espiritual de la familia Faraday durante toda la infancia de Michael y durante el resto de su propia vida. La teologia de la secta enfatizaba un retorno a lo que sus miembros creian era la practica de la iglesia cristiana primitiva, haciendo hincapie en la sencillez, el cuidado mutuo dentro de la comunidad y la separacion de la ambicion y la exhibicion mundanas. Estos valores probarian ser formativos para Faraday de maneras que moldearon no solo su etica personal sino su relacion con los establecimientos cientificos y sociales de su era.

La familia se mudo a Jacob's Well Mews, cerca de Manchester Square en el West End de Londres, cuando Michael era todavia un nino pequeno, mientras su padre buscaba trabajo mas cerca del centro de la ciudad. Fue en las viviendas del mews, sobre un cocheron, donde Michael paso la mayor parte de su primera infancia. La familia era tan pobre que, segun su propio recuerdo posterior, hubo momentos en que una hogaza de pan tenia que durarle una semana. Asistio a una escuela local basica donde recibio instruccion elemental en lectura, escritura y aritmetica, pero nada mas. El curriculo era rudimentario y la duracion de su escolaridad formal era breve. Cualquier alimento intelectual que Faraday recibiera tenia que venir de otro lugar.

Lo que Faraday si tenia, desde una edad temprana, era una curiosidad insaciable. Observaba el mundo que le rodeaba con una intensidad inusual en un nino de su circunstancia. Notaba las cosas: la manera en que las limaduras de hierro se ordenaban cerca de un iman, los patrones del agua fluyendo en la calle, el comportamiento de las llamas y el humo. Hacia preguntas que no tenian ninguna utilidad practica obvia pero que no le dejaban en paz. Esta calidad de atencion enfocada y asombrosa, este rechazo de simplemente aceptar las apariencias sino en cambio preguntar lo que habia debajo de ellas, permaneceria como la caracteristica definitoria de su metodo cientifico a lo largo de su carrera.

James Faraday murio en 1810, cuando Michael tenia dieciocho anos, dejando a la familia en circunstancias aun mas apretadas. Pero para entonces Michael habia encontrado ya, a traves de su aprendizaje, el entorno que serviria como su verdadera educacion.

Aprendizaje En Encuadernacion y Autoeducacion

En 1804, a la edad de trece anos, Michael Faraday comenzo a trabajar como mensajero para George Riebau, un librero y encuadernador frances emigrado que tenia una tienda en Blandford Street en el distrito de Marylebone de Londres. Esta fue una colocacion afortunada, ya que Riebau era un hombre inteligente y amable que reconocio la calidad inusual de la mente de su joven empleado. Despues de un ano como mensajero, Faraday comenzo un aprendizaje de siete anos como encuadernador en la tienda de Riebau, un acuerdo que probo ser uno de los mas importantes en la historia de la ciencia.

El trabajo de encuadernacion en el inicio del siglo XIX era un oficio cualificado que requeria precision, paciencia y destreza manual. Tambien, crucialmente, puso a Faraday en contacto intimo diario con libros de todo tipo. Mientras costuraba paginas, cortaba y recortaba cartones, aplicaba cubiertas de cuero y doraba lomos, leia. Leia vorazmente, indiscriminadamente y con una intensidad que iba mucho mas alla del mero hojeo. Leia los libros que llegaban a el como materia prima para encuadernar antes de devolverlos a sus duenos o colocarlos en los estantes de Riebau.

Dos obras en particular resultaron transformadoras. La primera fue el articulo sobre electricidad en la tercera edicion de la Encyclopaedia Britannica. Faraday lo leyo con fascinacion, y desperto en el un interes especifico y duradero en los fenomenos de la ciencia electrica. Comenzo a realizar experimentos sencillos con una maquina electrica casera, enrollando bobinas de alambre y construyendo rudimentarias jarras de Leyden con botellas. Tomaba notas de lo que observaba, un habito que permaneceria central en su practica cientifica por el resto de su vida.

La segunda obra y quizas la mas profundamente influyente fue Conversaciones sobre Quimica de Jane Marcet, publicada en 1806. La senora Marcet era una figura notable, una escritora de origen suizo de obras cientificas populares que habia asistido a las conferencias de Humphry Davy en la Royal Institution y habia destilado su contenido en un formato de dialogo accesible. Su libro presentaba la quimica como un sistema de conocimiento inteligible y coherente, organizado en torno a principios que un lector cuidadoso y atento podia comprender. Para el adolescente Faraday, leerlo fue una revelacion. Le mostro que los secretos de la naturaleza no eran la propiedad exclusiva de la elite educada, que podian ser comprendidos por cualquiera con la paciencia y la disciplina para pensar cuidadosamente en la evidencia. Mas tarde acredito este libro, con caracteristica generosidad, como una de las grandes influencias formativas intelectuales de su vida.

Faraday tambien asistia a conferencias cientificas donde podia. Londres en el inicio del siglo XIX tenia una cultura vivaz de educacion cientifica publica, y habia varias instituciones donde se daban conferencias sobre filosofia natural y quimica a audiencias generales. Asistio a una serie de conferencias sobre filosofia natural impartidas por John Tatum, un platero que habia fundado una sociedad filosofica llamada la City Philosophical Society en 1808. Faraday eventualmente se convirtio en uno de sus miembros mas activos, presentando trabajos a la sociedad y refinando su capacidad para comunicar ideas cientificas de manera clara y convincente. Tomaba notas cuidadosas sobre las conferencias a las que asistia, las escribia en limpio y a veces las encuadernaba como pequenos volumenes.

La calidad de las notas de Faraday y la profundidad de su compromiso con su contenido llamo la atencion de William Dance, un cliente de Riebau que era miembro de la Royal Institution. A principios de 1812, Dance dio a Faraday cuatro entradas para asistir a las conferencias de Humphry Davy en la Royal Institution. Estas conferencias cambiarian la vida de Faraday.

A lo largo de su aprendizaje Faraday tambien desarrollo un sentido agudo de observacion disciplinada. Aprendio a describir lo que realmente veia en lugar de lo que esperaba ver, una habilidad que suena simple pero que es una de las mas dificiles y mas valiosas en la ciencia experimental. Cultivo el habito de la atencion cuantitativa, notando no solo si un efecto ocurria sino cuan fuerte era, bajo que condiciones, si variaba con cambios en las circunstancias. Estos habitos mentales, formados durante anos de estudio autodirigido en la tienda de un encuadernador, fueron la educacion real que hizo de Faraday uno de los mas grandes experimentalistas que jamas hayan existido.

El Encuentro Con Humphry Davy

Sir Humphry Davy era, en 1812, en el apice de su fama y sus poderes. Habia descubierto sodio, potasio, calcio, magnesio, bario, estroncio y boro a traves de su uso pionero de la pila voltaica para la electrolisis. Habia descubierto las propiedades anestesicas del oxido nitroso. Habia inventado la lampara de seguridad Davy para mineros. Era uno de los cientificos mas celebrados de Europa, y sus conferencias en la Royal Institution atraian a la sociedad elegante de Londres en grandes numeros. Sus dotes retoricos eran considerables, y combinaba la demostracion cientifica con el garbo teatral de maneras que cautivaban a audiencias de todos los niveles.

Faraday asistio a cuatro de las conferencias de Davy en febrero y marzo de 1812, tomando notas meticulosas. Luego paso tiempo escribiendo estas notas con su letra mas cuidadosa, anotandolas, ilustrandolas, encuadernandolas en un volumen, y presentando el producto terminado a Davy con una carta expresando su admiracion y su deseo sincero de ingresar al mundo de la ciencia de alguna manera. La carta era directa, entusiasta y totalmente carente de falsa modestia. Faraday explico que habia estado siguiendo el trabajo cientifico lo mejor que podia y que deseaba mas que nada escapar del mundo comercial y dedicarse a la filosofia natural. Pregunto si habia alguna posicion disponible en la Royal Institution, sin importar cuan humilde fuera.

Davy fue inicialmente no comprometido, diciendole a Faraday que la ciencia era una dura amante y que el comercio de la encuadernacion era una profesion respetable y remunerativa. Pero tambien estaba claramente impresionado por la calidad de las notas de Faraday, que mostraban no solo una transcripcion precisa sino una comprension genuina y un compromiso inteligente con el contenido. Algunas semanas despues surgio una oportunidad: uno de los asistentes de laboratorio de la Royal Institution habia sido despedido tras una reyerta. Davy recordo a Faraday y le ofrecio el puesto de Asistente Quimico con un salario de veinticinco chelines semanales, junto con habitaciones en el atico del edificio de la Royal Institution en Albemarle Street. Faraday acepto de inmediato y comenzo a trabajar el 1 de marzo de 1813.

La relacion entre Faraday y Davy fue una de las mas complejas y trascendentales en la historia de la ciencia. Davy era indudablemente brillante, y Faraday le debia una inmensa deuda practica: sin el mecenazgo de Davy podria no haber entrado nunca al mundo de la ciencia profesionalmente. Pero su relacion nunca fue facil, particularmente despues de que las propias habilidades de Faraday se hicieron aparentes. La esposa de Davy, Jane Apreece, a quien Davy habia casado en 1812, trataba a Faraday con un condescendencia manifiesta, considerandole como un sirviente en lugar de un colega cientifico. El episodio mas doloroso en su relacion llego en 1820 y 1821, cuando el trabajo de Faraday sobre la rotacion electromagnetica llevo a acusaciones de que habia plagiado las ideas de William Hyde Wollaston y Davy. Davy fue el unico voto en contra cuando Faraday fue propuesto para la Asociacion de la Royal Society en 1824. A pesar de esto, Faraday siempre hablo de Davy con respeto y gratitud, reconociendo el papel que Davy habia jugado al darle su comienzo.

La Royal Institution

La Royal Institution of Great Britain habia sido fundada en 1799 por Benjamin Thompson, Conde de Rumford, con el objetivo declarado de promover la aplicacion de la ciencia a los propositos comunes de la vida. Sus instalaciones en Albemarle Street en Mayfair fueron construidas especificamente como un centro de investigacion cientifica y educacion publica, con teatros de conferencias, laboratorios y una biblioteca. Desde el principio atrajo a algunas de las mentes cientificas mas brillantes de Gran Bretana, y bajo el liderazgo de Humphry Davy en las dos primeras decadas del siglo XIX se convirtio en el principal centro de ciencia experimental del pais.

Faraday pasaria practicamente toda su carrera cientifica dentro de las paredes de la Royal Institution. Llego como asistente de laboratorio junior en 1813 y no se retiraria propiamente hasta que el deterioro de la salud forzara su jubilacion en las decadas de 1850 y 1860. Ascendio constantemente por los rangos de la institucion: de Asistente Quimico a Superintendente de la Casa, luego a Director del Laboratorio, y eventualmente a Profesor Fulleriano de Quimica, un puesto creado especificamente para el en 1833. Su relacion con la institucion no era meramente profesional sino casi domestica; vivio alli durante muchos anos, y funcionaba como su hogar, su laboratorio, su sala de conferencias y su comunidad.

La Royal Institution proporcionó a Faraday algo que su origen le habia negado: acceso al mejor equipo cientifico, a libros, a cientificos visitantes y a las redes sociales a traves de las cuales las ideas cientificas circulaban en la Gran Bretana del inicio del siglo XIX. Tambien le dio una plataforma para la comunicacion publica. La tradicion de los Discursos del Viernes por la Noche, en los que un cientifico daria una conferencia accesible sobre un tema de interes actual, se asocio estrechamente con Faraday, quien dio muchos de estos a lo largo de las decadas y se hizo famoso por la claridad y elegancia con que presentaba ideas complejas.

El propio edificio, con su famoso teatro de conferencias en el que Davy habia electrizado a la elegante sociedad londinense, se asocio con las propias demostraciones de Faraday, que eran, si cabe, aun mas impresionantes que las de su mentor. Faraday tenia un extraordinario don para la demostracion fisica. Podia hacer lo invisible visible, podia construir experimentos que mostraran los fenomenos que describia con una claridad y un drama inconfundibles, y podia explicar lo que estaba sucediendo en un lenguaje que era preciso pero accesible. La combinacion de estos dones lo hizo uno de los mas efectivos comunicadores cientificos que jamas hayan existido.

Investigacion Quimica Temprana

Los primeros anos de Faraday en la Royal Institution se ocuparon principalmente de la quimica, y es importante no permitir que su trabajo electrico posterior oscurezca la genuina importancia de sus contribuciones quimicas. Bajo la supervision de Davy, y mas tarde de manera independiente, Faraday hizo una serie de descubrimientos e importantes contribuciones a la quimica analitica y aplicada que habrian asegurado una reputacion cientifica respetable para cualquier cientifico menos extraordinario de lo que el resulto ser.

Uno de sus primeros y mas significativos logros quimicos fue el aislamiento del benceno en 1825. El benceno habia sido encontrado en forma cruda en los residuos que quedaban cuando el gas de alumbrado, ampliamente utilizado entonces para la iluminacion de las calles, se comprimia y almacenaba. Faraday identifico y aislo esta sustancia, que llamo bicarburo de hidrogeno, y caracterizo sus propiedades con considerable precision. Determino la relacion carbon-hidrogeno y describio sus propiedades fisicas. El compuesto fue nombrado benceno por Eilhard Mitscherlich en 1833, y su formula estructural, el famoso anillo hexagonal, fue propuesta por Friedrich August Kekule en 1865. Faraday descubrio asi uno de los compuestos organicos mas importantes de la quimica, un compuesto que se convertiria en fundamental para la quimica organica, la quimica de los colorantes y la posterior industria petroquimica.

En 1823, trabajando bajo la direccion de Davy, Faraday logro la primera licuacion del gas de cloro, y poco despues la licuacion de varios otros gases incluyendo dioxido de carbono, dioxido de azufre y amoniaco. Este trabajo demostro que los gases, lejos de ser fundamentalmente diferentes en naturaleza de los liquidos, eran simplemente sustancias en un punto diferente en un continuo de estados, un avance conceptual de cierta importancia. Tambien tenia importancia practica, ya que la produccion de gases liquidos seria mas tarde industrialmente importante.

Faraday tambien realizo trabajo importante sobre aleaciones de acero, colaborando con un fabricante de cuchilleria llamado James Stodart en la produccion de acero mejorado para cuchilleria e instrumentos quirurgicos. Este trabajo, que involucraba la variacion sistematica de la composicion de la aleacion y el estudio de las propiedades resultantes, era un ejemplo temprano de lo que ahora llamariamos ciencia de materiales.

Rotacion Electromagnetica y el Motor Electrico

El ano 1820 fue un momento decisivo en la historia de la ciencia electrica. En ese ano Hans Christian Oersted, un fisico danes, anuncio su descubrimiento de que una corriente electrica que fluia a traves de un alambre podia desviar una aguja de brujula magnetica cercana. Esta observacion, aparentemente simple, era en realidad una revelacion: demostraba por primera vez que la electricidad y el magnetismo, previamente considerados fenomenos completamente separados, estaban de alguna manera fundamental conectados. La noticia se difundio rapidamente por la comunidad cientifica europea, y fisicos y filosofos naturales en todas partes comenzaron a explorar las implicaciones.

Faraday fue inmediatamente absorbido por el problema. Habia estado siguiendo la ciencia electrica de cerca a lo largo de su carrera, y el descubrimiento de Oersted le parecia uno de los resultados mas importantes en decadas. En el otono de 1821, se le pidio que escribiera una resena historica del progreso en el electromagnetismo para una revista cientifica. El ejercicio de intentar comprender y explicar lo que se habia descubierto le llevo a pensar muy cuidadosamente sobre la geometria de la interaccion entre un alambre conductor de corriente y un iman.

Los analisis prevalecientes del efecto Oersted por cientificos como Andre-Marie Ampere y Jean-Baptiste Biot habian tratado el tema en terminos de fuerzas que actuaban a lo largo de las lineas que conectaban el elemento de corriente y el polo magnetico. Faraday, pensando de manera mas geometrica y menos matematica, llego a una intuicion diferente. Visualizo el campo magnetico alrededor de un alambre conductor de corriente como compuesto de circulos de fuerza centrados en el alambre, no lineas dirigidas que apuntaban hacia o desde el. Esto significaba, razono, que un polo magnetico colocado cerca del alambre no deberia ser atraido hacia o repelido desde el alambre, sino que en cambio tenderia a moverse en una trayectoria circular alrededor de el.

El 3 y 4 de septiembre de 1821, Faraday realizo su famoso experimento sobre rotacion electromagnetica. Construyo un recipiente de mercurio en el que estaba incrustado un iman fijo apuntando verticalmente hacia arriba, con un extremo de un alambre flexible sumergido en el mercurio y conectado a una bateria. Cuando fluyó corriente, el extremo libre del alambre roto continuamente alrededor del iman, moviendose en un circulo. Tambien demostro el caso complementario: un alambre fijo con un iman suspendido en mercurio libre para rotar, que tambien producia rotacion continua cuando fluia corriente. Esta fue la primera demostracion de rotacion electromagnetica continua, y constituyo, en principio, el primer motor electrico.

La significacion de este experimento no puede ser sobreestimada. Antes de la demostracion de Faraday, todos los efectos electromagneticos que habian sido observados eran estaticos u oscilatorios: la desviacion de una aguja de brujula, la atraccion y repulsion de alambres conductores de corriente, la magnetizacion del hierro. Nadie habia producido movimiento mecanico continuo a partir de energia electrica. El alambre giratorio de Faraday fue el prototipo conceptual de cada motor electrico jamas construido.

La controversia que siguio fue dolorosa. William Hyde Wollaston, un distinguido quimico y fisico que era Miembro de la Royal Society, habia estado trabajando en un problema relacionado: habia especulado que un alambre conductor de corriente podria rotar alrededor de su propio eje bajo la influencia de un iman. Esta conjetura era diferente del resultado de Faraday, que involucraba la rotacion del alambre alrededor de un iman externo, pero habia suficiente similitud superficial como para que cuando Faraday publico su resultado sin reconocer el pensamiento previo de Wollaston, surgieran acusaciones de plagio. El consenso historico ha sostenido generalmente que el resultado de Faraday era sustancialmente suyo, aunque su fracaso en reconocer trabajo previo relacionado reflejo un lapso de cortesia profesional que el mismo mas tarde lamento.

Induccion Electromagnetica y el Dinamo

Si la rotacion electromagnetica fue el primer gran descubrimiento electrico de Faraday, la induccion electromagnetica fue sin duda el mas grande. El descubrimiento llego en 1831, despues de una decada durante la cual Faraday habia sido desviado hacia otros trabajos pero nunca habia abandonado completamente su reflexion sobre la relacion entre la electricidad y el magnetismo.

Cuando Oersted mostro en 1820 que una corriente podia producir un efecto magnetico, muchos cientificos, incluyendo a Faraday, se preguntaron inmediatamente si lo contrario podria ser cierto: podria el magnetismo producir electricidad? Durante diez anos varios investigadores intentaron producir una corriente electrica usando un iman, sin exito. La razon del fracaso, como la retrospectiva revela, era conceptual: los experimentadores buscaban un efecto estatico. Colocaban un iman cerca de un circuito y buscaban una corriente. Pero ningun campo magnetico estatico produce una corriente; es solo un campo magnetico cambiante, o equivalentemente un conductor moviendose a traves de un campo magnetico, lo que induce una fuerza electromotriz.

El experimento decisivo de Faraday se realizo el 29 de agosto de 1831, la fecha que ahora se considera el nacimiento de la era electrica. Habia construido lo que llamo un anillo de induccion: un anillo toroidal de hierro con dos bobinas separadas de alambre enrolladas alrededor de diferentes secciones del mismo. Una bobina, la primaria, estaba conectada a una bateria; la otra, la secundaria, estaba conectada a un galvanometro para detectar corriente. Cuando Faraday lo probo, el galvanometro se desvio bruscamente cuando el circuito de la bateria se cerro, luego volvio a cero, luego se desvio en la direccion opuesta cuando el circuito se abrio. Una corriente constante en el primario no producia ninguna corriente sostenida en el secundario; solo los cambios, el encendido y apagado, producian una desviacion transitoria.

Esto fue el descubrimiento de la induccion electromagnetica: un flujo magnetico cambiante a traves de un circuito induce una fuerza electromotriz en ese circuito. El dispositivo que Faraday habia construido era, en principio, un transformador, un dispositivo para transferir energia electrica entre dos circuitos a traves de un nucleo magnetico compartido, que es el principio de funcionamiento de virtualmente cada fuente de alimentacion en el mundo moderno.

Faraday inmediatamente persiguio las implicaciones. Mostro que el mismo efecto podia producirse moviendo fisicamente un iman hacia o lejos de una bobina de alambre, sin ningun circuito electrico secundario en absoluto. El campo magnetico cambiante creado por el iman en movimiento era suficiente para inducir una corriente en el alambre. Tambien construyo lo que se conoce como el disco de Faraday o rueda de Faraday: un disco de cobre montado en un eje giratorio, con un contacto electrico en el borde y uno en el eje, posicionado entre los polos de un iman de herradura. Cuando el disco se rotaba, una corriente electrica constante fluia entre los dos contactos. Este fue el primer generador electrico, o dinamo, en la historia, el primer dispositivo para producir una corriente electrica continua a partir de movimiento mecanico.

Las consecuencias practicas de la induccion electromagnetica no pueden ser sobreestimadas. Cada generador electrico en existencia, ya sea impulsado por turbinas de vapor en plantas de carbon o nucleares, por turbinas de agua en represas hidroelectricas, por turbinas eolicas en colinas y costas, o por cualquier otro medio, opera sobre el principio que Faraday descubrio en ese dia de agosto de 1831. Cada transformador en la red electrica, cada cocina de induccion, cada maquina de resonancia magnetica, cada motor electrico por reciprocidad, traza su principio de funcionamiento al descubrimiento de Faraday. Toda la infraestructura de la civilizacion electrica moderna descansa, en su nivel mas fundamental, sobre el fenomeno de la induccion electromagnetica.

Las Leyes de Faraday de la Electrolisis

El descubrimiento de la induccion electromagnetica fue seguido en los anos 1833 y 1834 por otra contribucion importante a la ciencia: las leyes cuantitativas de la electrolisis. Este trabajo extrajo de la formacion quimica de Faraday tanto como de sus investigaciones electricas y representa una hermosa sintesis de las dos corrientes principales de su trabajo cientifico.

La electrolisis, la descomposicion de compuestos quimicos por una corriente electrica, era conocida desde la invencion de la pila voltaica. Davy la habia utilizado brillantemente para aislar los metales alcalinos y alcalinoterreos. Pero las relaciones cuantitativas entre la cantidad de electricidad pasada y la cantidad de cambio quimico producido no habian sido investigadas cuidadosamente. Faraday se encargo de esta investigacion con caracteristico rigor.

Su primera ley de la electrolisis, anunciada en 1833, establece que la masa de una sustancia depositada o disuelta en un electrodo durante la electrolisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que pasa a traves del electrolito. Este fue un resultado sorprendente, que sugeria una equivalencia fundamental entre la cantidad electrica y el cambio quimico, insinuando que ambos podrian entenderse en terminos de alguna unidad subyacente de carga asociada con cada atomo o ion.

Su segunda ley, anunciada poco despues, establece que las masas de diferentes sustancias depositadas por la misma cantidad de electricidad son proporcionales a los pesos equivalentes de esas sustancias, sus masas molares divididas por su valencia. Esto significaba, por ejemplo, que pasar una cantidad dada de electricidad a traves de soluciones de nitrato de plata y sulfato de cobre depositaria masas de plata y cobre en la razon de sus equivalentes quimicos.

Estas leyes tenian profundas implicaciones. Sugerians que la electricidad, al igual que la materia, podia venir en unidades discretas, una sugerencia que apuntaba hacia la existencia del electron mas de sesenta anos antes del descubrimiento de esa particula por J.J. Thomson en 1897. Hermann von Helmholtz hizo esta implicacion explicita en una conferencia en 1881, senalando que las leyes de Faraday implicaban la existencia de atomos de electricidad.

En el transcurso de este trabajo Faraday tambien introdujo un conjunto de terminos tecnicos que se han convertido en estandar en la electroquimica y se usan universalmente hoy en dia. Trabajando con el filosofo y polimath William Whewell, quien era un maestro de las lenguas clasicas y tenia un don para acunar nomenclatura cientifica, Faraday introdujo los terminos electrodo para la superficie conductora a traves de la cual la corriente entra o sale del electrolito, anodo para el electrodo en el que ocurre la oxidacion, catodo para el electrodo en el que ocurre la reduccion, ion del termino griego para caminante para las particulas cargadas que migran a traves del electrolito, electrolito para el liquido conductor, y la propia electrolisis de raices griegas que significan disolucion por electricidad. Estos terminos, precisos en su etimologia y claros en su significado, fueron rapidamente adoptados por la comunidad cientifica y permanecen en uso universal hoy en dia.

La Jaula de Faraday y el Apantallamiento Electrico

En 1836 Faraday demostro uno de los mas visualmente dramaticos e importantes de sus descubrimientos electricos: lo que ahora se llama la jaula de Faraday, un recinto conductor que protege su interior de los campos electricos externos. La demostracion fue caracteristicamente teatral y definitiva.

Faraday construyo una gran habitacion de madera cubierta con lamina de metal, de unos tres metros y medio de lado, y se hizo colocar en su interior. Luego sometio el exterior de la habitacion a intensas descargas electricas, usando una poderosa maquina de electricidad estatica para crear dramaticas chispas en el exterior de la estructura. Equipado con electrocopios sensibles y otros instrumentos de deteccion, descubrio que absolutamente no habia campo electrico detectable dentro de la habitacion, a pesar de la intensa actividad electrica en su superficie. El recinto conductor protegia completamente su interior del campo externo.

La explicacion fisica de este fenomeno involucra el comportamiento de las cargas en un conductor. Cuando se aplica un campo electrico externo a una superficie conductora, los electrones libres en el conductor se redistribuyen casi instantaneamente de manera que cancelen el campo externo en el interior del conductor. Las cargas se reorganizan en la superficie exterior hasta que el campo interior es cero.

La jaula de Faraday tiene un extraordinario rango de aplicaciones practicas en el mundo moderno. Los hornos microondas usan principios de jaula de Faraday para evitar que la radiacion de microondas escape. Las salas de resonancia magnetica se construyen como jaulas de Faraday para prevenir que la interferencia de radiofrecuencia externa interrumpa las mediciones sensibles. Los instrumentos electronicos sensibles estan rutinariamente encerrados en carcasas metalicas para protegerlos de la interferencia electromagnetica. Los automoviles actuan como jaulas de Faraday aproximadas, razon por la cual los pasajeros de su interior estan relativamente seguros durante un rayo.

El Magnetismo y la Luz: el Efecto Faraday

El ano 1845 marco otro descubrimiento crucial, que probaria tener una significacion conceptual profunda para el futuro de la fisica. En septiembre de ese ano Faraday descubrio lo que ahora se llama el Efecto Faraday: la rotacion del plano de polarizacion de la luz cuando la luz pasa a traves de un material en la direccion de un campo magnetico aplicado.

El trasfondo de este descubrimiento radica en la conviccion de larga data de Faraday de que debia haber una conexion entre la electricidad, el magnetismo y la luz. Esta conviccion era en parte intuitiva y en parte basada en lo que el veia como la profunda unidad de las fuerzas naturales. Ya habia mostrado que la electricidad y el magnetismo estaban intimamente conectados; creia que la gravedad y otras fuerzas eran parte de la misma unidad subyacente. Pero la conexion entre el electromagnetismo y la luz seguia siendo esquiva.

Habia intentado muchas veces a lo largo de los anos encontrar efectos directos de los campos electricos o magneticos sobre la luz. La mayoria de estos intentos fallaron. Pero en septiembre de 1845 intento pasar luz polarizada a traves de un vidrio denso, un vidrio de silicato de plomo que el mismo habia preparado durante su trabajo anterior en vidrio optico, en la direccion de un campo magnetico aplicado. Observo que el plano de polarizacion de la luz transmitida se rotaba cuando el electroiman era energizado, y que la rotacion era proporcional tanto a la fuerza del campo magnetico como a la distancia a traves de la cual la luz viajaba en el vidrio.

Este fue un resultado sensacional. Por primera vez, un efecto directo y demostrable del magnetismo sobre la luz habia sido observado. Establecio mas alla de toda duda razonable que la luz era electromagnetica en naturaleza, que el campo electromagnetico y el campo optico eran aspectos de la misma realidad fisica. Esta intuicion, a la que Faraday llego experimentalmente, seria confirmada teoricamente veinte anos despues cuando Maxwell mostro que la luz era una onda electromagnetica.

Poco despues del descubrimiento del Efecto Faraday, Faraday tambien descubrio el diamagnetismo, la repulsion de ciertos materiales por ambos polos de un iman, en contraste con la familiar atraccion del hierro, el ferromagnetismo, y la debil atraccion de algunos otros materiales, el paramagnetismo. Mostro que sustancias como el bismuto, el oro y la plata, y de hecho una gran variedad de materiales comunes, eran repelidas por un campo magnetico fuerte. El descubrimiento del diamagnetismo amplio en gran medida el rango de materiales conocidos como magneticamente activos.

Teoria de Campo y Lineas de Fuerza

Quizas la contribucion intelectualmente mas profunda de Faraday a la fisica no fue ningun descubrimiento individual sino una revolucion conceptual: el desarrollo del concepto de campo, y con el la idea de lineas de fuerza como una realidad fisica en lugar de una mera conveniencia matematica.

La vision dominante en la fisica en el inicio del siglo XIX, siguiendo el tratamiento de Newton de la gravedad, era que las fuerzas actuaban a distancia a traves del espacio vacio, instantaneamente y sin ningun medio de intervencion. Un cuerpo cargado electricamente atraia o repelia a otro cuerpo cargado a traves del vacio entre ellos, siendo la fuerza dependiente solo de las cargas y la distancia. Faraday encontro esta vision profundamente insatisfactoria. Su imaginacion visual y fisica demandaba algun tipo de medio a traves del cual se propagaran las fuerzas. No podia aceptar que un iman simplemente supiera sobre otro iman a millones de metros de distancia e instantaneamente ejerciera una fuerza sobre el a traves del espacio vacio.

Llamo a estas curvas lineas de fuerza, y llego a creer que eran mas que una mera descripcion geometrica de la fuerza sobre un cuerpo de prueba colocado en cada punto. Creia que eran una caracteristica fisica real del espacio, que las lineas de fuerza electricas y magneticas representaban estados reales de tension y presion en el medio que rodeaba a los cuerpos cargados y los imanes. El propio espacio, lo que el a veces llamaba el estado electrotono del espacio, era alterado por la presencia de cargas electricas y polos magneticos.

Esta era una idea radical, y encontro una resistencia considerable de los fisicos matematicamente entrenados que estaban acostumbrados a pensar en terminos de formulas de accion a distancia. Faraday no era matematico y no podia expresar sus ideas en el lenguaje matematico que usaban los fisicos. Sus descripciones eran cualitativas y pictorias en lugar de cuantitativas y analiticas. Pero habia otros que se tomaban las ideas de Faraday mas en serio, y el mas importante entre ellos era el joven James Clerk Maxwell. Maxwell, que tenia la brillantez matematica que Faraday no tenia, llego a creer que el concepto visual de Faraday de las lineas de fuerza era en realidad una descripcion fisicamente mas profunda del electromagnetismo que las formulas de accion a distancia.

El concepto de campo tal como Faraday lo desarrollo es ahora fundamental para toda la fisica moderna. El campo electromagnetico no es un mero artificio matematico sino una entidad fisica que lleva energia e impulso, que se propaga como ondas electromagneticas, y que interactua con la materia de maneras precisamente medibles. La relatividad general es una teoria de campo de la gravedad. Las fuerzas nuclear fuerte y debil son descritas por teorias de campo de norma.

Las Conferencias de Navidad

Michael Faraday no era solo un investigador brillante sino tambien uno de los grandes comunicadores de ciencia en la historia. Tenia un extraordinario don para hacer ideas complejas accesibles y vivas para audiencias generales, y ejercito este don a lo largo de su carrera en conferencias publicas en la Royal Institution. Pero fueron las Conferencias de Navidad, dirigidas especialmente a audiencias jovenes, las que se convirtieron en su mas celebrada contribucion a la educacion cientifica publica.

La tradicion de las Conferencias de Navidad en la Royal Institution habia sido establecida por los fundadores de la institucion, pero fue Faraday quien las transformo en una amada institucion anual. Dio las Conferencias de Navidad diecinueve veces entre 1827 y 1860, y aun cuando estaba demasiado enfermo para impartirlas el mismo, continuaba siendo asociado con su organizacion y espiritu. Las conferencias estaban dirigidas a jovenes, particularmente ninos y adolescentes, y estaban disenadas para comunicar la emocion y la aventura intelectual de la investigacion cientifica en lugar de meramente transmitir hechos.

Las mas celebradas de las Conferencias de Navidad de Faraday fueron las seis conferencias impartidas en el invierno de 1848 y de nuevo en 1860 bajo el titulo La Historia Quimica de una Vela. Estas conferencias usaron la humilde vela comun como lente a traves de la cual examinar un extraordinario rango de fenomenos cientificos. Comenzando desde la simple pregunta de lo que sucede cuando una vela se quema, Faraday llevo a su joven audiencia a traves de discusiones de combustion, conveccion, accion capilar, la composicion del aire, la quimica del carbono y el hidrogeno, la respiracion y la relacion entre la combustion y la respiracion. Realizo docenas de hermosos experimentos, todos cuidadosamente disenados para ser a la vez dramaticos e ilustrativos.

Las Conferencias de Navidad han continuado en la Royal Institution despues de la muerte de Faraday, impartidas por una sucesion de distinguidos cientificos incluyendo John Tyndall, William Crookes, Lord Rayleigh, Ernest Rutherford, Lawrence Bragg, Carl Sagan y Richard Dawkins, entre muchos otros. Han sido televisadas desde 1936, llegando a millones de espectadores. La influencia de Faraday en esta tradicion de educacion cientifica publica ha sido incalculablemente importante.

Religion y Fe Sandamaniana

Para comprender plenamente a Michael Faraday, uno debe comprender su religion, porque su fe no era periferica a su caracter sino absolutamente central para el. Era un miembro de por vida de la secta Sandamaniana, un pequeno y oscuro grupo de cristianos protestantes que no jugaban casi ningun papel en la vida cultural britanica pero que moldearon los valores, la vision y el comportamiento de Faraday de maneras que eran visibles a lo largo de toda su carrera cientifica.

Los Sandamanianos tomaron su nombre de Robert Sandeman, un ministro escoces que habia desarrollado las ensenanzas de su suegro John Glas en el siglo XVIII. Glas habia argumentado que la Iglesia de Escocia no tenia ningun mandato escritural para su estrecha relacion con el Estado, y habia fundado una pequena congregacion independiente basada en lo que creia era un retorno a la practica de la iglesia cristiana primitiva tal como se describe en el Nuevo Testamento. Sandeman llevo estas ideas a Inglaterra y eventualmente a America del Norte, fundando congregaciones en varias ciudades. Las congregaciones Sandamanianas eran pequenas, unidas e intensamente serias sobre su fe. Insistian en una lectura literal del Nuevo Testamento, practicaban el compartir comunitario, se lavaban los pies como senal de humildad y servicio, compartian un festin de amor semanal y ejercian disciplina estricta sobre sus miembros.

Los enfasis teologicos y practicos de los Sandamanianos eran precisamente los que uno ve reflejados en el comportamiento y los valores de Faraday. La insistencia en la sencillez y el rechazo de la exhibicion mundana explica su rechazo de un titulo de caballero y su declive de la presidencia de la Royal Society. El enfasis en la comunidad y el cuidado mutuo explica la calidez y generosidad que caracterizaron sus relaciones con estudiantes y colegas. La creencia en la igualdad de todos los creyentes ante Dios explica su falta de esnobismo y su voluntad de comunicar la ciencia a audiencias de todas las clases sociales, desde audiencias de institutos de mecanica de obreros hasta las reuniones aristocraticas en la Royal Institution.

Faraday era profundamente serio acerca de sus obligaciones religiosas. Asistia a las reuniones Sandamanianas regularmente, sirvio como anciano de la congregacion, y consideraba su fe inseparable de su identidad. Su fe tambien moldeaba su enfoque hacia la ciencia de maneras mas sutiles. Creia que la naturaleza era la creacion de un Dios racional y ordenado, y que la investigacion cientifica era por lo tanto una forma de reverencia, una exploracion de la sabiduria y la racionalidad expresada en el mundo natural. No veia ningun conflicto entre su creencia religiosa y su trabajo cientifico; por el contrario, los veia como complementarios.

Vida Personal y Caracter

Michael Faraday se caso con Sarah Barnard el 12 de junio de 1821, despues de un noviazgo conducido en gran parte a traves de cartas de extraordinaria calidez y ternura. Sarah era la hija de Edward Barnard, un miembro de la congregacion Sandamaniana en Londres, y las dos familias se conocian a traves de la congregacion. El matrimonio probo ser uno de los mas felices y duraderos partenariados en la historia de la ciencia.

Sarah Faraday era una mujer inteligente, calida y paciente que proporcionó a Michael la base domestica estable que su exigente vida cientifica requeria. No tuvieron hijos, una fuente de alguna tristeza para ambos, pero su matrimonio fue por todos los relatos genuinamente amoroso y companero. Sarah entendia el trabajo de su marido lo suficientemente bien como para apoyarlo de manera significativa y compartir su vida intelectual en un grado considerable. Las cartas de Faraday a ella, escritas durante sus viajes y separaciones, son documentos encantadores y afectuosos que revelan un lado del gran cientifico que los papeles formales y los cuadernos de notas no muestran. Era jugueton, calido y ocasionalmente tonto en privado, y su amor por Sarah es evidente en cada pagina.

El caracter de Faraday en general combinaba gran seriedad intelectual con calidez personal y un genuino don para la amistad. Mentoro a muchos jovenes cientificos a lo largo de su carrera, animando el talento dondequiera que lo encontraba sin importar la clase o el origen, de una manera que reflejaba tanto sus humildes origenes como sus valores Sandamanianos. Se correspondia extensamente con cientificos de toda Europa, y estas cartas son a menudo tan ilustrativas como sus papeles publicados.

Tenia un sentido del humor que podia ser gentil y autodepreciativo. Era bien conocido por su hospitalidad, y sus Discursos del Viernes por la Noche en la Royal Institution eran ocasiones sociales e intelectuales, marcadas por su calidez personal y don para hacer que su audiencia se sintiera a gusto. Sus estudiantes y asistentes le recordaban con gran afecto, y el laboratorio en la Royal Institution era, bajo su direccion, un lugar caracterizado por el estimulo, el rigor y un sentido compartido de emocion al estar comprometido en un trabajo importante.

Salud En Declive y Anos Posteriores

Desde mediados de la decada de 1840 en adelante, la salud de Faraday comenzo a fallar de maneras que se hicieron cada vez mas aparentes y limitantes. Sufria de lo que se describio como un fallo de la memoria y una debilidad general que afectaba su capacidad para el trabajo sostenido. El inicio de estos sintomas ha sido objeto de considerable especulacion historica y medica.

Una hipotesis, que ha recibido considerable atencion, es que Faraday sufrio de envenenamiento cronico por mercurio, resultado de decadas de exposicion al mercurio y los compuestos de mercurio en su trabajo de laboratorio. El mercurio era ampliamente utilizado en la quimica del siglo XIX, y los peligros de la exposicion cronica de bajo nivel al mercurio, que puede causar dano neurologico manifestandose como problemas de memoria, temblor y otros sintomas cognitivos y fisicos, no se entendian en aquella epoca. Los sintomas que experimento Faraday son consistentes con esta explicacion, aunque no puede probarse a partir del registro historico.

Continuo dando conferencias y realizando algo de investigacion hasta la decada de 1850, pero el ritmo y la profundidad de su trabajo cientifico disminuyo progresivamente. Su ultimo trabajo de investigacion importante fue a principios de la decada de 1850, cuando investigo la relacion entre la gravedad y la electricidad, un experimento que no dio resultados positivos pero que reflejo su continua conviccion en la unidad de las fuerzas naturales. Describio esta investigacion fallida con caracteristica honestidad: habia buscado y no habia encontrado lo que esperaba, y publico el resultado nulo en lugar de suprimirlo.

En 1858, la reina Victoria ofrecio a Faraday una casa de gracia y favor en Hampton Court, una de varias residencias asociadas con los palacios reales que se ponían a disposicion de individuos distinguidos en reconocimiento de sus servicios a la nacion. Faraday acepto agradecido y se mudo con Sarah a Hampton Court. La oferta fue un reconocimiento real de sus extraordinarias contribuciones a la ciencia y a la nacion, y se hizo en un momento en que los propios recursos de Faraday eran modestos.

Michael Faraday murio el 25 de agosto de 1867, en su escritorio en la casa en Hampton Court. Tenia setenta y cinco anos. Habia declinado ser enterrado en la Abadia de Westminster, un honor que le fue ofrecido, prefiriendo un entierro simple en la tradicion Sandamaniana. Fue enterrado en el Cementerio de Highgate en el norte de Londres, en una tumba modesta que refleja la sencillez que habia valorado a lo largo de su vida. Una placa conmemorativa separada fue colocada mas tarde en la Abadia de Westminster cerca de la tumba de Newton, reconociendo su lugar entre los mas grandes cientificos de la historia britanica.

Maxwell y el Legado Matematico

La relacion entre Michael Faraday y James Clerk Maxwell es una de las mas hermosas en la historia de la ciencia: el hombre mayor poseido de extraordinaria intuicion fisica pero con herramientas matematicas limitadas, el hombre mas joven de brillante capacidad matematica pero necesitando las intuiciones fisicas que solo el trabajo del hombre mayor podia proporcionar.

Maxwell nacio en Edimburgo en 1831, el mismo ano en que Faraday hizo su descubrimiento de la induccion electromagnetica. Estudio matematicas en Cambridge, y sus habilidades matematicas estaban entre las mas formidables de su generacion. Cuando volvio su atencion al electromagnetismo a finales de la decada de 1850, comenzo leyendo los papeles experimentales de Faraday muy cuidadosamente, un enfoque que era algo inusual entre los fisicos matematicos de su era, que tendian a trabajar a partir de las formulaciones matematicas de Ampere y Poisson en lugar de a partir de las descripciones pictorias de Faraday.

Maxwell encontro en el trabajo de Faraday exactamente lo que habia estado buscando: un marco fisicamente intuitivo que era mas profundo que las formulas de accion a distancia porque ponia la fisica del medio intermedio, el campo, en el centro de la descripcion. Se propuso expresar las ideas de Faraday en una forma matematica rigurosa, y al hacerlo produjo las ecuaciones de Maxwell, uno de los mayores logros en la historia de la fisica. Maxwell siempre reconocio la profunda deuda que su trabajo tenia con las intuiciones fisicas de Faraday.

Las ecuaciones de Maxwell revelaron algo que nadie habia anticipado: la velocidad a la que las ondas electromagneticas se propagan a traves del espacio vacio es una constante fija, que Maxwell calculo a partir de las constantes electromagneticas conocidas y encontro que era casi exactamente igual a la velocidad medida de la luz. La conclusion era ineludible: la luz era una onda electromagnetica. Esta fue la confirmacion teorica de lo que el Efecto Faraday habia sugerido experimentalmente: que la luz y el electromagnetismo eran aspectos del mismo fenomeno fisico.

Las implicaciones de las ecuaciones de Maxwell llegaron aun mas lejos de lo que cualquiera, ni Maxwell ni Faraday, podian haber apreciado plenamente. La demostracion experimental de ondas electromagneticas por Heinrich Hertz en 1887, veinte anos despues de la muerte de Faraday y nueve anos despues de la de Maxwell, confirmo la teoria y llevo directamente al desarrollo de la comunicacion de radio. La teoria especial de la relatividad de Albert Einstein en 1905 estuvo motivada en gran parte por la asimetria en las ecuaciones de Maxwell que surgia cuando la teoria se aplicaba a cuerpos en movimiento, y la resolucion de esa asimetria llevo a la revision de nuestros conceptos de espacio y tiempo.

Legado E Influencia En la Fisica

El legado de Michael Faraday en la fisica, la quimica y la tecnologia es tan omnipresente que es casi imposible verlo como un todo. Se ha convertido en parte del trasfondo invisible de la civilizacion moderna, tejido tan exhaustivamente en el tejido de como generamos, transmitimos y usamos energia, como comunicamos, como detectamos y tratamos enfermedades, y como entendemos las leyes fundamentales de la naturaleza, que ya no podemos facilmente separarlo.

La unidad de capacitancia electrica en el Sistema Internacional de Unidades es el faradio, llamado asi en honor de Faraday. Un condensador con una capacitancia de un faradio almacena un coulombio de carga cuando se aplica un voltaje de un voltio a traves de sus terminales. La constante de Faraday, aproximadamente 96.485 coulombios por mol de carga elemental, es una constante fundamental de la electroquimica que lleva su nombre. Aparece en cada calculo de la cantidad de cambio quimico producido por la electrolisis y en el tratamiento termodinamico de las celdas electroquimicas.

El descubrimiento de Faraday de la induccion electromagnetica subyace a cada generador electrico en el mundo. Los generadores en las centrales electricas de carbon, gas, nuclear, hidraulica y energia eolica operan todos sobre el principio que el descubrio en 1831. Los transformadores que elevan el voltaje para la transmision eficiente a larga distancia y lo reducen nuevamente para uso domestico operan sobre el principio del experimento del anillo de induccion. Los motores electricos que impulsan trenes, coches, maquinaria industrial, electrodomesticos e innumerables otros dispositivos operan todos sobre el principio estrechamente relacionado del efecto motor, que Faraday demostro por primera vez en 1821.

La influencia del concepto de campo de Faraday en la fisica teorica ha sido aun mas profunda y mas abstracta. La formulacion de Maxwell de las ideas de campo de Faraday produjo la primera teoria de campo completa en fisica. Einstein uso las ecuaciones de Maxwell como punto de partida para la relatividad especial. Las teorias de campo de norma que describen las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza en el Modelo Estandar de la fisica de particulas, incluyendo la electrodinamica cuantica para la fuerza electromagnetica, la teoria electrodebil y la cromodinamica cuantica para la fuerza fuerte, son todos descendientes del enfoque de teoria de campo que Maxwell matematizo a partir de las intuiciones fisicas de Faraday.

Thomas Edison, aunque llego a la prominencia despues de la muerte de Faraday, conocia bien el trabajo de Faraday y construyo sus invenciones electricas sobre la base que este habia proporcionado. Nikola Tesla, cuyo trabajo sobre los sistemas de corriente alterna hizo posible la red de distribucion electrica a gran escala, reconocio explicitamente la deuda que toda la ingenieria electrica tenia con Faraday.

El retrato de Faraday aparecio en el billete de veinte libras en el Reino Unido entre 1991 y 2001. Existen estatuas suyas en varias ubicaciones en Londres y en otros lugares. El Museo Faraday en la Royal Institution contiene muchos de sus aparatos originales, cuadernos de notas y efectos personales.

Conclusion

La vida de Michael Faraday es una de las mas extraordinarias en la historia del logro intelectual humano. Desde los comienzos mas poco prometedores, sin educacion formal, sin conexiones adineradas, sin las ventajas culturales que el establecimiento cientifico de su era tipicamente requeria de sus miembros, ascendio por el puro poder de su curiosidad, su genio experimental y su imaginacion conceptual para convertirse en uno de los mas grandes cientificos de todos los tiempos.

Sus logros cientificos fueron tanto amplios como profundos. Transformo nuestra comprension de la relacion entre la electricidad y el magnetismo, descubriendo la induccion electromagnetica, el principio sobre el que se funda toda la industria de la energia electrica. Invento el primer motor electrico y el primer generador electrico. Descubrio el Efecto Faraday magneto-optico, estableciendo la conexion entre el electromagnetismo y la luz que Maxwell completaria mas tarde en forma matematica. Establecio las leyes cuantitativas de la electrolisis e introdujo el vocabulario fundamental de la electroquimica. Desarrollo el concepto de campo, proporcionando el fundamento conceptual para las ecuaciones de Maxwell y, a traves de ellas, para toda la fisica del siglo XX. Demostro la jaula de Faraday y elucidarla los principios del apantallamiento electrostatico.

Mas alla de estos descubrimientos especificos, Faraday contribuyo a la quimica a traves del aislamiento del benceno y la licuacion de gases, a la ciencia aplicada a traves de su trabajo en aleaciones y vidrio optico, y a la cultura de la ciencia a traves de su extraordinario compromiso con la educacion publica. Las Conferencias de Navidad y los Discursos del Viernes por la Noche que impartio en la Royal Institution establecieron una tradicion de comunicacion cientifica rigurosa, accesible e inspiradora que continua hasta el dia de hoy.

Su caracter personal era tan admirable como sus logros cientificos. Su humildad, su honestidad, su generosidad para con los cientificos mas jovenes, su rechazo de los honores mundanos, su profunda y genuina fe religiosa, y su duradero y amoroso partenariado de vida con Sarah Barnard juntos presentan un retrato de un ser humano asi como de un cientifico del mas alto orden. No es meramente un gran descubridor sino un gran hombre, y la combinacion es bastante rara como para ser notable.

El mundo en que vivimos, con su red electrica, sus motores y generadores, sus sistemas de comunicacion, su conocimiento de las leyes fundamentales de la fisica, su tradicion de educacion cientifica publica, debe una inmensa e incalculable deuda al hijo de un herrero de Newington Butts que se enseno a si mismo la ciencia en la tienda de un encuadernador y paso su vida explorando el orden oculto del mundo natural. Michael Faraday no solo hizo avanzar el conocimiento humano; transformo las condiciones materiales de la civilizacion humana y profundizo nuestra comprension de lo que es fundamentalmente el universo.

Fuentes

www.countryreports.org www.rigb.org (The Royal Institution of Great Britain) www.iop.org (Institute of Physics) www.rsc.org (Royal Society of Chemistry) www.royalsociety.org (The Royal Society) www.sciencemuseum.org.uk (Science Museum, London) www.npg.org.uk (National Portrait Gallery) www.loc.gov (Library of Congress) www.jstor.org (JSTOR academic journal archives) www.archive.org (Internet Archive) www.ias.edu (Institute for Advanced Study) www.nhm.ac.uk (Natural History Museum) www.bl.uk (British Library) www.sciencehistory.org (Science History Institute)

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El Viaje Europeo Con Humphry Davy

En octubre de 1813, menos de un ano despues de incorporarse a la Royal Institution como asistente de Davy, Faraday se embarco en un viaje de dieciocho meses por Europa con Davy y su esposa. El momento era notable: Europa todavia estaba convulsionada por las Guerras Napoleonicas, y Gran Bretana y Francia estaban tecnicamente en guerra. Pero Napoleon habia otorgado a Davy un pasaporte especial, lo que refleja el grado en que el logro cientifico era considerado como trascendiendo las fronteras nacionales incluso en tiempos de guerra, y el grupo partio hacia Francia y hacia el Continente.

El viaje probaria ser una educacion extraordinaria para Faraday, exponiendole a los principales cientificos del dia en Francia, Suiza e Italia. En Paris, Davy se reunio con Gay-Lussac, Ampere y otras luminarias francesas, y Faraday pudo observar estas interacciones, absorbiendo tanto el contenido de las conversaciones cientificas como la manera en que la ciencia se practicaba en los mas altos niveles. Mantenia notas cuidadosas a lo largo del viaje, y sus cartas a casa a su madre y a su amigo Benjamin Abbott proporcionan vividos relatos de los lugares que vio, las personas que conocio y las demostraciones cientificas que presencio.

En Florencia, Faraday participo en un experimento que le resulto particularmente memorable: la combustion de un diamante. La Academia Florentina tenia un enorme lente ardiente, un lente grande utilizado para concentrar la luz solar para experimentos de alta temperatura, y Davy organizó usarlo para demostrar que el diamante era una forma de carbono quemandolo en oxigeno y recogiendo y analizando los productos. El experimento confirmo que la combustion del diamante producia dioxido de carbono puro, exactamente como lo haria la combustion del carbon vegetal o el grafito, estableciendo mas alla de cualquier duda que el diamante y las otras formas de carbono eran quimicamente identicas a pesar de sus propiedades fisicas dramaticamente diferentes.

La interaccion con los cientificos continentales proporciono a Faraday un sentido del alcance internacional de la filosofia natural y relaciones que le serviran bien a lo largo de su carrera. Encontro la cultura de la fisica matematica francesa, con su enfasis en la precision cuantitativa y el rigor teorico, que contrasto instructivamente con el enfoque mas empirico e intuitivo que Davy encarnaba y que el propio Faraday desarrollaria.

Las dificultades personales del viaje fueron considerables. Lady Jane Davy consideraba a Faraday como un inferior social y lo trataba en consecuencia, negandose a permitirle comer con la familia o asociarse con los iguales sociales de los Davy. Se esperaba que funcionara simultaneamente como asistente cientifico y como ayuda de camara, un acuerdo degradante que le causo un verdadero malestar. Sus cartas de este periodo reflejan su incomodidad con este trato, aunque se expreso con caracteristica reserva.

A pesar de estas dificultades personales, el viaje fue cientificamente valioso. Faraday regreso a Londres en abril de 1815 con un horizonte cientifico enormemente ampliado, una red de conocidos en todo el Continente y un sentido mas profundo de la comunidad internacional de la filosofia natural a la que ahora pertenecia. Reanudo su trabajo en la Royal Institution con renovada energia y proposito, y en los anos siguientes su produccion cientifica se acelero dramaticamente.

Faraday y William Whewell: la Acunacion del Lenguaje Cientifico

Una de las colaboraciones intelectuales mas productivas de la carrera de Faraday, aunque ha recibido menos atencion que sus asociaciones cientificas, fue su cooperacion con William Whewell en la creacion de un nuevo vocabulario cientifico para la electroquimica. Whewell era una de las figuras mas notables de la escena intelectual victoriana: un polimath de Cambridge que acuno la palabra cientifico en su sentido moderno en ingles, contribuyo a la filosofia de la ciencia, la historia de la ciencia y la mecanica, y poseía un talento particular para la creacion de terminologia cientifica clara y etimologicamente bien fundada.

Cuando Faraday estaba desarrollando sus leyes electroquimicas y necesitaba nombres para los conceptos y entidades con los que trabajaba, se dirigio a Whewell para obtener ayuda. La colaboracion se realizó en parte en persona y en parte a traves de correspondencia, y resulto en un conjunto de terminos que no eran meramente practicos sino filosoficamente precisos. La palabra ion, derivada del verbo griego que significa ir, capturo el caracter esencial de las particulas cargadas que migraban a traves del electrolito: eran caminantes, particulas en movimiento. La distincion entre anodo y catodo, de palabras griegas para camino arriba y camino abajo, reflejo la direccion del flujo de corriente convencional en el circuito.

Los terminos que Faraday y Whewell introdujeron en la decada de 1830 estan ahora tan profundamente incrustados en el lenguaje de la ciencia y la tecnologia que es dificil imaginar el campo sin ellos. Aparecen en libros de texto, en articulos de investigacion, en patentes, en especificaciones de ingenieria y en descripciones populares de baterias, celdas de combustible y procesos electrolitcos, utilizados diariamente por cientificos e ingenieros de todo el mundo.

Los Cuadernos de Faraday y el Metodo Cientifico

Entre los aspectos mas notables del legado de Faraday se encuentran sus cuadernos de laboratorio, que sobreviven en gran parte en la Royal Institution y que constituyen uno de los documentos mas valiosos en la historia de la ciencia. Faraday mantenia estos cuadernos con extraordinario cuidado a lo largo de su carrera, registrando sus experimentos, sus observaciones, sus hipotesis, sus fracasos y sus exitos de manera sistematica y detallada.

Los cuadernos revelan varias caracteristicas distintivas del metodo cientifico de Faraday. En primer lugar, muestran su practica de observacion cuantitativa meticulosa. Faraday raramente registraba una mera observacion cualitativa sin tambien registrar las condiciones, la magnitud del efecto, la variabilidad de una ejecucion a otra y la comparacion con lo que habia predicho o esperado. Era profundamente desconfiado de las observaciones que no podian replicarse y siempre busco confirmar sus resultados variando las condiciones sistematicamente.

En segundo lugar, los cuadernos revelan su practica de exploracion abierta. No siempre comenzaba una investigacion con una hipotesis clara a probar; a veces simplemente exploraba un fenomeno para ver que habia que ver, permitiendo que las observaciones sugirieran las preguntas en lugar de imponer preguntas a las observaciones de antemano.

En tercer lugar, los cuadernos son honestos sobre el fracaso. Faraday registro muchos experimentos que no funcionaron, hipotesis que resultaron ser incorrectas y observaciones que eran desconcertantes o contradictorias. No los edito del registro; por el contrario, a veces volvia a experimentos fallidos despues de un intervalo de anos para intentar enfoques diferentes. El registro del fracaso es tan valioso cientificamente como el registro del exito, porque muestra los caminos que fueron explorados y descartados.

En cuarto lugar, los cuadernos revelan el desarrollo de sus ideas teoricas. El concepto de lineas de fuerza, el concepto de campo y la idea del estado electrotono aparecen gradualmente y se desarrollan en sofisticacion a lo largo de los anos, rastreados a traves de los registros de experimentos que sugirieron, confirmaron o desafiaron estas ideas.

Los cuadernos son ahora reconocidos como documentos cientificos de primera importancia y han sido objeto de extenso estudio academico. Han sido publicados en forma editada y digitalizados, poniendolos a disposicion de historiadores de la ciencia de todo el mundo.

Faraday y la Ciencia Industrial En la Gran Bretana Victoriana

La era victoriana en Gran Bretana fue uno de los periodos mas dinamicos de transformacion industrial y tecnologica en la historia humana, y el trabajo de Faraday estuvo intimamente conectado con esta transformacion, aunque su propia orientacion siempre fue hacia el descubrimiento fundamental en lugar de hacia la aplicacion practica.

Una area en la que Faraday hizo contribuciones directas sustanciales a la ciencia industrial fue el analisis y prueba de materiales comerciales e industriales. La Royal Institution tenia desde su fundacion un mandato para aplicar la ciencia a las artes practicas, y Faraday tomo este mandato en serio. Emprendio numerosas investigaciones de materiales comerciales e industriales a peticion de fabricantes, agencias gubernamentales y otros clientes.

Su trabajo sobre lentes de faro e iluminantes para Trinity House, la autoridad responsable de los faros britanicos, le ocupo varios anos en las decadas de 1830 y 1840. Investigo las propiedades de varios aceites y ceras utilizados en las lamparas de los faros, el rendimiento de diferentes disenos de lentes y los factores que afectaban la visibilidad de las luces de los faros en el mar. Este trabajo tuvo consecuencias practicas directas para la seguridad maritima.

Tambien fue consultado sobre cuestiones relativas a la preservacion del tejido de las nuevas Camaras del Parlamento, el gran edificio gotico que estaba en construccion durante la decada de 1840. La mamposteria del edificio estaba sujeta a un meteorismo acelerado debido a la atmosfera contaminada de Londres, y Faraday investigo la quimica del proceso de deterioro y recomendar medidas para retardarlo. Este compromiso con las cuestiones de la quimica ambiental y la contaminacion atmosferica era caracteristico de sus amplios intereses y su sentido de responsabilidad social.

En su trabajo de consultoria industrial mas amplio, Faraday siempre tuvo cuidado de mantener la integridad de su juicio cientifico. Se nego a permitir que los intereses comerciales influyeran en sus hallazgos, y estaba igualmente dispuesto a dar consejos que no fueran utiles para los intereses comerciales de un cliente si ese consejo era lo que warranted la evidencia. Esta reputacion de escrupulosa honestidad hizo que su opinion experta fuera especialmente valiosa y lo convirtio en uno de los asesores cientificos mas solicitados de la Gran Bretana victoriana.

La Influencia de Faraday En Maxwell: Una Mirada Mas Profunda

La relacion intelectual entre Faraday y Maxwell merece un examen mas detallado, ya que representa uno de los casos mas notables de un cientifico construyendo sobre el trabajo de otro en la historia de la fisica.

Maxwell leyo por primera vez las Investigaciones Experimentales en Electricidad de Faraday como estudiante en Cambridge a principios de la decada de 1850. Estaba inmediatamente impresionado por la calidad del pensamiento fisico de Faraday, que reconocio como siendo en su propia manera tan profundo y tan riguroso como cualquier analisis matematico, aunque estuviera expresado completamente sin matematicas. Mas tarde escribio que Faraday, en sus investigaciones experimentales, al buscar la sede de los fenomenos entre causas reales en lugar de referirlos a centros de fuerza que atraen a distancia, estaba mas cerca de la verdad del asunto que los que, resolviendo todos los fenomenos en atracciones y repulsiones a distancia, llevaron su tratamiento matematico a una admirable perfeccion.

El primer gran papel de Maxwell sobre electromagnetismo, Sobre las Lineas de Fuerza de Faraday, publicado en 1856, era explicitamente una traduccion matematica de las ideas fisicas de Faraday. Maxwell uso la analogia de un fluido incompresible que fluia a traves de tubos de seccion transversal variable para representar las lineas de campo electrico y magnetico, y mostro que esta analogia llevaba a las mismas ecuaciones matematicas que habian sido derivadas por otros metodos en la teoria del flujo de calor y la teoria del potencial.

El segundo gran articulo, Sobre Lineas de Fuerza Fisicas, publicado entre 1861 y 1862, llevo la analogia mas lejos, proponiendo un modelo mecanico especifico del campo electromagnetico en terminos de vortices moleculares rotatorios en el eter. Este modelo, aunque eventualmente seria abandonado como imagen literal de la realidad fisica, sirvio como dispositivo heuristico que llevo a Maxwell a descubrir la corriente de desplazamiento, un termino adicional en la ley de Ampere que era necesario para hacer que las ecuaciones fueran consistentes, y que tuvo la crucial consecuencia de predecir ondas electromagneticas.

El tercer articulo, Una Teoria Dinamica del Campo Electromagnetico, publicado en 1865, abandono el modelo mecanico y presento las ecuaciones electromagneticas en una forma mas abstracta y general que no dependia de ningun modelo especifico del mecanismo fisico. Este fue el articulo que contenia lo que ahora reconocemos como las ecuaciones de Maxwell en algo cercano a su forma moderna, y contenia la prediccion de ondas electromagneticas que viajan a la velocidad de la luz.

A lo largo de todo este trabajo matematico, Maxwell reconocio explicitamente el papel fundamental del pensamiento fisico de Faraday. Dijo repetidamente que su trabajo matematico era esencialmente una formalizacion de ideas que Faraday habia aprehendido ya a traves del experimento y la intuicion. Este legado es inmensurable: la electrotecnica, la radiocomunicacion, la fisica cuantica, la cosmologia moderna, todos llevan impresa la huella conceptual de Faraday a traves de las ecuaciones que Maxwell construyo sobre sus intuiciones.

Homenajes a Faraday: Monumentos, Museos y Memoria

El reconocimiento de las contribuciones de Faraday ha adoptado muchas formas en el siglo y medio desde su muerte, desde honores cientificos formales hasta conmemoracion cultural popular, y juntos estos reflejan la extraordinaria amplitud y profundidad de su influencia en la ciencia, la tecnologia y la cultura publica.

Los honores cientificos formales mas importantes que llevan su nombre son, como ya se ha senalado, el faradio como unidad SI de capacitancia y la constante de Faraday como constante electroquimica fundamental. El Instituto Faraday para la Ciencia y la Religion, con sede en la Universidad de Cambridge, fue nombrado en su honor como cientifico cuyas profundas convicciones religiosas estaban integradas con su trabajo cientifico en lugar de estar en conflicto con el. El Instituto explora preguntas en la interfaz de la ciencia y la religion, un tema que Faraday mismo vivio y ejemplifico.

El Museo Faraday en la Royal Institution, ubicado en el sotano del edificio original en Albemarle Street, contiene una extraordinaria coleccion de instrumentos originales, aparatos, cuadernos de notas, retratos y efectos personales. Conserva el laboratorio magnetico original donde se hicieron muchos de los mayores descubrimientos de Faraday, y permite a los visitantes ver los instrumentos reales que uso, sostenidos en sus manos reales, para demostrar la induccion electromagnetica, el Efecto Faraday y muchos otros fenomenos.

La Royal Institution en si misma mantiene la memoria de Faraday a traves de su compromiso continuado con la comunicacion publica de la ciencia. El teatro de conferencias en el que Faraday dio sus Conferencias de Navidad y Discursos del Viernes por la Noche todavia se usa activamente para propositos similares, y las Conferencias de Navidad continuan siendo impartidas anualmente, llegando ahora a millones de espectadores a traves de la television y la transmision en linea.

El retrato de Faraday que aparecio en el billete de veinte libras britanico entre 1991 y 2001 llevo su rostro a la conciencia diaria de millones de personas que quizas supieran poco mas sobre el. Estatuas de Faraday se encuentran en varias ubicaciones en Londres y en otros lugares. La fascinacion duradera con Faraday refleja algo mas profundo que la mera curiosidad historica o la celebracion del logro cientifico nacional. Su vida y su obra encarnan valores que siguen siendo importantes y ejemplares en cualquier era: honestidad intelectual, observacion disciplinada, audacia conceptual, generosidad de espiritu y la conviccion de que comprender el mundo natural es una de las cosas mas valiosas que un ser humano puede hacer.

Faraday y la Gravedad

A lo largo de su carrera Faraday mantuvo una profunda conviccion de que las fuerzas fundamentales de la naturaleza, la electricidad, el magnetismo, la gravedad y quizas otras, eran todas aspectos de una unidad subyacente. Esta conviccion impulsaba muchas de sus investigaciones experimentales, incluyendo varias que dieron resultados nulos que el publico honestamente, una practica inusual para su era y un reflejo de su profundo compromiso con la integridad cientifica.

Su intento mas sostenido de detectar una conexion entre la gravedad y el electromagnetismo llego en 1849 y 1850. Realizo una serie de experimentos disenados para detectar si un cuerpo en caida producia algun efecto electrico, si un campo gravitacional podia polarizar un material dielectrico y si habia alguna interaccion entre la gravedad y los campos electricos o magneticos. Uso los instrumentos mas sensibles disponibles para el y realizo los experimentos con gran cuidado. Los resultados fueron consistentemente negativos: no pudo detectar ningun efecto electromagnetico asociado con la gravedad.

Faraday reporto estos resultados nulos en un articulo publicado en 1851, con caracteristica franqueza. Senalo que su conviccion en la unidad de las fuerzas permanecia, pero que los experimentos habian fallado en detectar cualquier efecto, y que el fracaso podria reflejar la insuficiencia de su aparato en lugar de la ausencia de cualquier conexion. El articulo es notable por su honestidad intelectual, su cuidadosa descripcion de lo que fue realmente observado en lugar de lo que el experimentador esperaba encontrar, y su rechazo a sacar conclusiones mas alla de lo que la evidencia warranted.

La conexion entre la gravedad y el electromagnetismo que Faraday buscaba no fue encontrada en su tiempo de vida, y la cuestion de la unificacion de la gravedad con las otras fuerzas fundamentales sigue siendo uno de los problemas centrales no resueltos de la fisica hoy en dia. En este sentido, Faraday estaba haciendo exactamente la pregunta correcta pero estaba muchas decadas por delante de las herramientas teoricas que serian necesarias para aproximarse a ella.

El Experimento del Cubo de Hielo En Detalle

El experimento del cubo de hielo, que Faraday realizo en 1843, merece ser descrito con mas detalle tanto por su contenido cientifico como como ilustracion del extraordinario don de Faraday para disenar experimentos simples, convincentes y transparentes.

Faraday tomo un cubo de metal profundo del tipo usado para contener hielo y lo suspendio desde arriba para que estuviera electricamente aislado de sus alrededores. Conecto el exterior del cubo a un electroscopio, un instrumento que detecta carga electrica por la deflexion de un par de delgadas hojas de oro. Luego tomo una bola de metal en el extremo de un largo hilo de seda, siendo la seda un material aislante, y cargo la bola por contacto con una maquina electrostatica.

Cuando bajo la bola cargada en el cubo sin tocar sus lados, el electroscopio se deflecto inmediatamente, mostrando que se habia inducido carga en el exterior del cubo. La cantidad de deflexion permanecio constante mientras movia la bola dentro del cubo, siempre que no tocara los lados. Cuando retiro la bola, el electroscopio volvio a cero. Cuando toco la bola con el fondo del cubo, la carga se transfirió completamente al cubo y la bola perdio toda su carga; el electroscopio mostro la misma deflexion que antes.

La implicacion era profunda: la carga inducida en el exterior del cubo por la bola cargada en su interior era exactamente igual a la carga de la bola, independientemente de la posicion de la bola dentro del cubo. Esto demostro que la carga electrica en el interior de una carcasa conductora induce una carga igual y opuesta en la superficie interior y una carga igual del mismo signo en la superficie exterior, y que esta relacion se mantiene independientemente de la posicion de la carga en el interior.

El diseno del experimento por parte de Faraday fue tipicamente elegante: usaba equipo facilmente disponible, producia un resultado claro e inequivoco y se conectaba directamente con la cuestion teorica que estaba investigando. Su habilidad para disenar tales experimentos, suficientemente simples para que su logica fuera inmediatamente transparente pero suficientemente precisos para que sus resultados fueran inequivocos, fue una de las caracteristicas mas distintivas de su practica cientifica.

La Escritura de Faraday y Su Estilo de Comunicacion

Una de las caracteristicas distintivas del trabajo cientifico de Faraday, mas alla de la calidad de la ciencia en si, fue la calidad de su escritura. Sus articulos publicados, sus cuadernos de laboratorio y su correspondencia privada reflejan todos un estilo en prosa de inusual claridad, precision y fuerza. Para un hombre que no tenia ninguna educacion literaria formal, la calidad de su escritura es notable.

Los articulos cientificos de Faraday estaban organizados con gran cuidado, avanzando metodicamente desde el enunciado de la cuestion, a traves de la descripcion de las disposiciones experimentales y las observaciones realizadas, hasta las conclusiones que la evidencia warranted. Era cuidadoso en distinguir entre lo que habia observado y lo que inferio, entre hechos establecidos e interpretaciones especulativas, entre conclusiones solidas y sugerencias tentativas. Esta precision en el uso del lenguaje reflejaba su profunda integridad intelectual: no queria reclamar mas de lo que habia demostrado.

Su prosa era directa y sin adornos, completamente libre del ornamento de moda y la elaborada estructura de oraciones que eran comunes en la escritura cientifica de su era. Usaba un lenguaje simple y concreto para describir fenomenos fisicos concretos, y cuando necesitaba introducir nuevos conceptos, eligio nombres y descripciones que fueran tan transparentes como fuera posible.

Sus cartas eran en muchos sentidos mas reveladoras de su personalidad que sus articulos publicados. Podian ser juguetonas, autodepreciativas, calidas y ocasionalmente apasionadas. Sus cartas a Sarah durante sus separaciones estan llenas de afecto y del tipo de detalle que revela a un hombre profundamente comprometido con la textura ordinaria de la vida diaria asi como con las preguntas mas grandes de la filosofia natural. Sus cartas a jovenes cientificos que buscaban consejo combinan el estimulo con el tipo de evaluacion honesta de fortalezas y debilidades que es genuinamente util en lugar de meramente halagadora.

La version publicada de sus Conferencias de Navidad tambien muestra su estilo en prosa en su version mas accesible. Las conferencias de la vela, por ejemplo, se mueven con un tipo de impulso narrativo que es bastante diferente de la estructura formal de un articulo cientifico: siguen el hilo de la curiosidad de un descubrimiento al siguiente, haciendo una pausa para realizar experimentos, hacer preguntas, notar resultados sorprendentes y hacer conexiones entre fenomenos aparentemente dispares, de una manera que modela el proceso cientifico en si mismo en lugar de simplemente reportar sus resultados.

El Lugar de Faraday En la Historia de la Ciencia

En la trayectoria mas amplia de la historia de la filosofia natural, Michael Faraday ocupa una posicion distintiva y fundamental. Vivio y trabajo en el momento en que la fisica clasica de Newton estaba siendo extendida, enriquecida y, en ciertos aspectos, superada, cuando los fenomenos de la electricidad y el magnetismo estaban siendo puestos por primera vez bajo el ambito de un tratamiento teorico sistematico.

La mecanica de Newton habia proporcionado un marco para la descripcion del movimiento de los cuerpos bajo la influencia de fuerzas, pero habia dicho relativamente poco sobre la naturaleza de la electricidad y el magnetismo, que habian sido investigados experimentalmente pero no habian sido puestos bajo ningun marco teorico comprehensivo. En los siglos XVIII y principios del XIX, el desarrollo de la pila voltaica y las investigaciones posteriores de la electroquimica habian anadido enormemente al conocimiento de los fenomenos electricos, y el descubrimiento de Oersted en 1820 habia abierto el nuevo campo del electromagnetismo. Pero fue Faraday quien, a traves de la amplitud y la profundidad de sus contribuciones experimentales y a traves del desarrollo de su concepto de campo, proporciono el fundamento sobre el que podia construirse una teoria completa.

En terminos cronologicos, Faraday se situa entre la era de Newton, Coulomb y Ampere, en la que las fuerzas entre cargas y corrientes eran descritas por leyes de accion a distancia, y la era de Maxwell, Hertz y Einstein, en la que el campo electromagnetico se convirtio en el objeto central de la teoria y en la que la velocidad de la luz emergio como una constante fundamental. Las innovaciones conceptuales de Faraday, su rechazo de la accion a distancia y su insistencia en la realidad fisica del campo, fueron la transicion crucial entre estas dos epocas.

Esta posicion en la historia de la ciencia refleja una verdad mas general sobre el caracter intelectual de Faraday: siempre estaba buscando mas alla del fenomeno inmediato hacia la cuestion mas profunda, siempre preguntando no solo lo que sucede sino por que, siempre alcanzando la unidad subyacente que estaba convencido que debia subyacer a la diversidad de las apariencias naturales. Esta calidad de imaginacion cientifica, combinada con sus extraordinarios dones experimentales y su inalterada honestidad intelectual, lo hizo no solo un gran descubridor sino un gran pensador, uno de los raros individuos cuyas ideas han cambiado permanentemente la manera en que la humanidad entiende el mundo.

El legado de Faraday se extiende a todas las ramas de la fisica y la ingenieria modernas. Los generadores que alimentan las ciudades, los transformadores que distribuyen la energia electrica, los motores que impulsan los vehiculos, los cables y antenas que transmiten las comunicaciones, los detectores que rastrean el campo magnetico de la Tierra, los equipos de resonancia magnetica que ayudan a diagnosticar enfermedades, todos llevan la huella de los descubrimientos y conceptos de Michael Faraday. Es imposible imaginar el mundo moderno sin su trabajo, y por esa razon su nombre merece ser recordado y honrado tanto como el de Newton, Darwin o Einstein entre los mas grandes benefactores de la humanidad a traves de la ciencia.

Faraday y John Tyndall

Una de las relaciones mas importantes de la vida cientifica tardia de Faraday fue con John Tyndall, un fisico irlandes que se incorporo a la Royal Institution en 1853 y se convirtio en un intimo amigo, colega cientifico y eventualmente sucesor de Faraday como Superintendente de la Casa. Tyndall era un hombre de gran capacidad cientifica y tambien de considerable calidez personal, y su amistad con Faraday duro hasta la muerte del mayor y mas alla: Tyndall escribio la memoria de Faraday para la Royal Society y paso anos despues de la muerte de Faraday trabajando para garantizar que su legado cientifico fuera debidamente reconocido y conservado.

Tyndall hizo contribuciones importantes propias, incluyendo la explicacion del color azul del cielo, el Efecto Tyndall, por el cual las particulas finas dispersan la luz de longitudes de onda mas cortas mas fuertemente que las mas largas, y trabajo sobre el calor radiante, la absorcion de la radiacion infrarroja por los gases atmosfericos y el comportamiento de los glaciares. Tambien fue un apasionado y dotado comunicador publico de la ciencia que compartia el compromiso de Faraday de hacer las ideas cientificas accesibles para las audiencias generales.

La amistad entre Faraday y Tyndall estuvo sostenida por un genuino respeto mutuo y afecto. Faraday encontro en Tyndall un colega cientifico que podia comprometerse con sus ideas a un nivel profundo, y Tyndall encontro en Faraday un modelo de integridad cientifica y dedicacion que inspiro su propio trabajo. Su correspondencia es calida e intelectualmente rica, y la memoria de Faraday de Tyndall sigue siendo una de las fuentes biograficas mas valiosas para el estudio de su vida y caracter.

Cuando la salud de Faraday comenzo a deteriorarse gravemente a finales de la decada de 1850, Tyndall asumio cada vez mas el trabajo cientifico de la Royal Institution, incluyendo algunos de los Discursos del Viernes por la Noche y las Conferencias de Navidad que Faraday ya no podia gestionar. Lo hizo sin ninguna disminucion del respeto por Faraday, cuya prioridad en todos los asuntos relacionados con la Institucion el consistentemente defendio y honro.

Contribuciones a la Ciencia Fisica Mas Alla del Electromagnetismo

Aunque el legado de Faraday esta dominado por sus descubrimientos electromagneticos, vale la pena enfatizar la amplitud de sus intereses y contribuciones cientificas. Hizo contribuciones importantes a varias areas de la ciencia fisica que a veces han quedado eclipsadas por su trabajo electrico.

Su trabajo sobre la licuacion de gases, ya mencionado en conexion con el cloro, tuvo implicaciones para la teoria de los estados de la materia. La demostracion de que los gases podian ser licuados bajo condiciones apropiadas de temperatura y presion contribuyo al creciente reconocimiento de que la distincion entre gases y liquidos era una cuestion de grado en lugar de de naturaleza, que simplemente eran diferentes estados de la misma materia bajo diferentes condiciones. Esta intuicion, que fue desarrollada posteriormente por Thomas Andrews en su trabajo sobre la continuidad de los estados liquido y gaseoso, esta ahora incorporada en nuestra comprension de las transiciones de fase y el punto critico.

El trabajo de Faraday sobre las propiedades fisicas de los materiales dielectricos, los materiales aislantes entre las placas de un condensador, tambien fue importante. Acuno el termino dielectrico para describir estos materiales e investigo sistematicamente sus propiedades. Descubrio que diferentes materiales dielectricos tenian diferentes capacidades para almacenar energia electrica, lo que ahora llamamos la permitividad, y que la capacitancia de un condensador dependia del material dielectrico entre sus placas. Este descubrimiento, de que el espacio entre las placas del condensador no era electricamente inerte sino que jugaba un papel activo en la determinacion de la capacitancia, fue otra manifestacion de su pensamiento de teoria de campo.

Tambien hizo contribuciones a la comprension de la vibracion del sonido a traves de sus investigaciones de las figuras de Chladni, los patrones formados por la arena en una placa vibrante. Estos hermosos y complejos patrones, que dependen de la frecuencia y el modo de vibracion de la placa, fascinaron a Faraday tanto por sus cualidades esteticas como por lo que revelaban sobre la fisica del movimiento ondulatorio.

Su investigacion de la regjelacion, el fenomeno por el cual el hielo se funde bajo presion y se vuelve a helar cuando se libera la presion, contribuyo a la comprension de las propiedades anomalas del agua y a la termodinamica de las transiciones de fase. Tambien investigo las propiedades fisicas de varios gases y vapores, contribuyendo al conocimiento de su comportamiento a diferentes temperaturas y presiones.

Faraday y el Telegrafo

El desarrollo del telegrafo electrico en las decadas de 1830 y 1840 proporciono una importante aplicacion practica de los principios electromagneticos que Faraday habia contribuido a establecer, y el contribuyo directamente a la comprension de las propiedades de los cables de telegrafo que hicieron factible la telegrafia a larga distancia.

William Fothergill Cooke y Charles Wheatstone en Gran Bretana, y Samuel Morse en los Estados Unidos, habian desarrollado sistemas de telegrafo que usaban corrientes electricas para transmitir senales a lo largo de los alambres. Estos sistemas funcionaban bien a cortas distancias, pero a medida que se extendian las lineas de telegrafo y a medida que se desarrollaba la idea de un cable transoceAnico, emergio un problema que amenazaba con hacer imprActica la telegrafia a larga distancia. Las senales enviadas a lo largo de cables largos se distorsionaban y retrasaban, extendidas en el tiempo y difuminadas juntas, de una manera que dificultaba distinguirlas en el extremo receptor.

William Thomson, mas tarde Lord Kelvin, analizo este problema teoricamente y mostro que resultaba de la capacitancia electrica del cable: el material aislante que rodeaba el alambre conductor se comportaba como un condensador, y la carga y descarga de esta capacitancia extendia en el tiempo el pulso de corriente correspondiente a cada senal de telegrafo. La propia contribucion de Faraday al problema del telegrafo fue principalmente en la caracterizacion fisica de los materiales dielectricos, los materiales aislantes utilizados en la construccion de cables.

El cable transatlantico, completado en 1858 despues de varios intentos fallidos, y tendido con exito de manera permanente en 1866, fue el mayor logro tecnologico de la era victoriana, y extrajo del legado electromagnetico de Faraday de multiples maneras. El exito practico del telegrafo, y mas tarde de toda la comunicacion electrica, fue posible gracias a la comprension de los principios electromagneticos que la investigacion de Faraday habia establecido.

El Caracter de Faraday Como Hombre y Como Cientifico

Lo que hace que el legado de Michael Faraday sea tan notable no es meramente la lista de sus descubrimientos, sino la forma en que los hizo y el tipo de hombre que fue mientras los hacia. En una era en la que el establecimiento cientifico era dominado por hombres de clase alta con educacion universitaria, Faraday fue permanentemente un outsider en terminos de origen y educacion formal, y sin embargo su influencia sobre la ciencia de su era fue incomparablemente mayor que la de casi cualquier de sus contemporaneos.

Su rechazo de la pompa y el privilegio era genuino y no meramente retórico. Cuando la reina Victoria ofrecio hacerle Sir Michael Faraday, el rechazo cortesmente pero firmemente. Cuando la Royal Society lo nominó para su presidencia, esa institucion mas venerable de la ciencia britanica, el declino. Cuando el gobierno le ofrecio una sepultura en la Abadia de Westminster entre los grandes de la nacion, el elijo en cambio un entierro simple en el cementerio de Highgate, en la tradicion de su fe Sandamaniana.

Estas negativas no eran ostentacion de humildad. Surgian de un sentido genuino de que tales honores mundanos eran incompatibles con los valores que el habia abrazado desde la infancia, los valores de sencillez, servicio y la primacia de la verdad sobre el estatus. Eran, en este sentido, perfectamente coherentes con el caracter que lo llevo a publicar resultados nulos, a dar credito generosamente a otros, a mentorizar jovenes cientificos de cualquier origen, y a dar su vida a la exploracion del mundo natural sin buscar compensacion financiera mas alla de lo necesario.

La combinacion de genio experimental, integridad personal, compromiso con la comunicacion publica y profunda vida espiritual que caracterizo a Faraday es extraordinariamente rara en cualquier epoca. Representa un ideal de lo que puede ser el cientifico, no meramente el experto tecnico sino el filosofo natural en el sentido mas pleno, un ser humano que busca comprender la realidad y compartir esa comprension con sus semejantes, guiado por valores que van mas alla de la mera ambicion o interes propio.

En este sentido Michael Faraday no es solo una figura historica que merece ser estudiada por sus contribuciones tecnicas, por importantes que estas sean. Es un ejemplo humano que merece ser recordado y emulado por lo que su vida demuestra sobre lo que puede ser la ciencia cuando esta practicada con el espiritu correcto: curiosidad sin limite, honestidad sin compromiso, generosidad sin reservas y un amor genuino por el mundo que hace que valga la pena el esfuerzo de comprenderlo.

Nota Final Sobre el Significado de Faraday

Para cerrar este articulo es apropiado subrayar una vez mas por que Michael Faraday sigue siendo una figura tan importante no solo para los historiadores de la ciencia sino para cualquier persona que quiera comprender como funciona realmente la investigacion cientifica en su mejor version. Sus descubrimientos cambiaron el mundo material; su metodo cientifico y su caracter personal demuestran que la ciencia no es meramente una coleccion de hechos sino una practica humana que requiere tanto virtud como inteligencia. El nombre Faraday designa hoy unidades fisicas, constantes quimicas, institutos academicos y museos cientificos en muchos paises del mundo, pero su legado mas profundo es el modelo que proporciona de como vivir y trabajar como buscador de la verdad: con humildad, con perseverancia, con honestidad y con un amor inextinguible por el asombroso orden del mundo natural que nos rodea y del que formamos parte.