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Apuntes, escritos y ensayos científicos
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La vida del Honorable Henry Cavendish

Apuntes biográficos acerca del hombre que pesó el mundo

 

Acceso rápido a contenidos

Página 1

  Introducción

  Principales descubrimientos

  Publicaciones

  Trabajos no publicados

Página 2

  Biografías de Cavendish

  Nacimiento

  Educación

  Convivencia con su padre

  Muerte de su padre

  Clapham Common

  Carácter de Cavendish

  Aspecto (retrato)

Página 3

  Misoginia

  Vida social

  Cenas en Royal Society Club

  ¿Sociedad Lunar?

  Biblioteca de Cavendish

  Dinero

  Opinión de G. Wilson

  Religión

  Muerte

  Bibliografía

 

 

 

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    La única mención biográfica que Isaac Asimov hace sobre Henry Cavendish en su Introducción a la ciencia es la siguiente: fue un opulento y neurótico genio que vivió y murió en una soledad casi completa, pero que realizó algunos de los experimentos más interesantes en la historia de la Ciencia. La verdad es que la frase invita a conocer algo más sobre la vida y la personalidad de Cavendish, aunque en primer lugar veremos someramente cuál ha sido el legado por el que debemos considerar a Cavendish como uno de los más importantes científicos de la historia.

             Cavendish fue un ser excéntrico que pasó sesenta años de su vida dedicados casi exclusivamente a la investigación científica. Parece que su teoría del Universo era que está constituido por multitud de objetos que pueden ser pesados, numerados y medidos. Esa era la vocación de su vida, en la que fue un genio y como tal debe ser considerado. Tal como nos cuenta M. Lozano Leyva,

Cavendish tenía tal aprecio por la medición que cuando no la podía hacer exacta […] trataba de aproximarla a toda costa. Como no disponía de amperímetro, un aparato que le pudiera dar la “cantidad de electricidad” que circulaba por los alambres […], se utilizaba a sí mismo, de manera subjetiva pero realizando tablas bien elaboradas. Quiero decir que recibía descargas, o sea, calambrazos, y anotaba con cuánta intensidad los había sentido.

M. Lozano Leyva, De Arquímedes a Einstein, pág. 124, (2005).

Su primer trabajo, que guardó inédito, trató sobre el arsénico. Esta circunstancia no fue inusual en él, como comenta Asimov, [el amor de Cavendish por la ciencia era puro], pues nunca se preocupó de si sus descubrimientos eran publicados o no, si se estaba acreditando o no, o en general de cualquier cosa que no fuera el hecho de satisfacer sus curiosidades. Como resultado de esto, muchos de sus logros permanecieron desconocidos durante años después de su muerte. No obstante, antes de pasar a sus logros desconocidos, sería conveniente hacer un resumen de los sí conocidos. En palabras de Asimov:

 En 1766 comunicó a la Royal Society algunos de sus primeros descubrimientos, como el trabajo que había realizado con un gas inflamable que se obtenía de la reacción de metal y ácido. Dicho gas, ya había sido descubierto antes por Boyle y Hales, pero Cavendish fue el primero que estudió sus propiedades acreditándosele generalmente su descubrimiento. Veinte años más tarde, Lavoisier llamó hidrógeno a este gas.

Cavendish fue el primero que pesó un volumen particular de distintos gases para determinar su densidad. Encontró que el hidrógeno, gas particularmente ligero, tenía sólo 1/14 parte de densidad del aire. Como este gas era tan ligero y además inflamable, creyó que había aislado el flogisto[1] que postulo Stahl.

En algún momento[2] de la década 1780-1790 demostró que el hidrógeno al arder producía agua. De este modo, el agua se convertía en una combinación de dos gases y si la noción griega de los gases hubiera necesitado algo más para ser rechazada por completo, aquí estaba la prueba.

Por aquellos tiempos, estaba de moda hacer experiencias con el aire y Cavendish se ajustó a ella. En 1785 hizo cruzar chispas eléctricas por el aire formando así la mezcla del nitrógeno con el oxígeno (usando terminología moderna) y disolvió el óxido que aparecía en agua. (Al hacer esto averiguó la composición del ácido nítrico). Añadió más nitrógeno con la intención de consumir todo el oxígeno presente a la vez. Sin embargo siempre quedaba una pequeña porción del gas sin combinar, hiciera lo que hiciera. Dijo que el aire contenía una pequeña cantidad del gas que había de ser muy inerte y resistente a reaccionar. De hecho, descubrió el gas que hoy conocemos con el nombre de argón. El experimento fue ignorado durante un siglo, hasta que Ramsay lo siguió paso por paso al repetirlo.

El experimento más espectacular de Cavendish incluye el inmenso globo terráqueo en sí… … utilizó un método que sugirió Michell, llevando a cabo lo que hoy se conoce comúnmente como el experimento de Cavendish.

Isaac Asimov, Enciclopedia biográfica de ciencia y tecnología (1987).

 Con este experimento Cavendish determinó la densidad de la Tierra y, como el volumen del planeta era bien conocido, lo que hizo en realidad Cavendish fue pesar[3] la Tierra. Esta información que aporta Asimov se basa fundamentalmente en los artículos sí publicados por el propio Cavendish, todos ellos en las Philosophical Transactions de la Royal Society. Publicó su primer documento en 1766, On Factitious Airs[4]. No fue esta, sin embargo, su primera publicación científica pues en 1764 publicó, como parte de un artículo de William Heberden, un trabajo titulado Some Account of a Salt Found on the Pic of Teneriffe.

En 1772 publicó An Attempt to Explain Some of the Principal Phaenomena of Electricity, by Means of an Elastic Fluid; también en 1772 aparece, junto con William Watson, Benjamin Franklin y John Robertson como miembros de un comité designado por la Royal Society para considerar un método de asegurar los polvorines de Purfleet; en 1775 An Account of Some Attempts to Imitate the Effects of the Torpedo by Electricity[5].

En 1776, An Account of the Meteorological Instruments Used at the Royal Society’s House.

En 1777 aparece junto otros miembros de un comité designado por la Royal Society para estudiar el mejor método de ajustar los puntos fijos de los termómetros y las precauciones necesarias para el uso de estos instrumentos en los experimentos.

Todos los artículos anteriores los publicó Cavendish durante los 30 años que vivió en la mansión familiar con su padre, también aficionado a la experimentación. Las publicaciones que podríamos llamar más “relevantes” vinieron después de la muerte de su padre, en 1783, cuando Cavendish tenía 52 años. Así en ese mismo año publicó Observations on Mr. Hutchins’s Experiments for Determining the Degree of Cold at Which Quicksilver Freezes.

En 1784 publicó dos trabajos, Experiments on Air en enero y Answer to Mr. Kirwan’s Remarks upon the Experiments on Air en marzo; en 1785 volvió con nuevos Experiments on Air.

Entre 1786 y 1788 publicó la descripción de experimentos realizados, por indicación suya, por  John McNab[6], concretamente An Account of Experiments Made by Jr. John McNab, at Henley House, Hudson’s Bay, Relating to Freezing Mixtures y An Account of Experiments Made by Mr. John McNab, at Albany Fort, Hudson’s Bay, Relative to the Freezing of Nitrous and Vitriolic Acids; también en 1788 publicó On the Conversion of a Mixture of Dephlogisticated and Phlogisticated Air into Nitrous Acid[7].

En 1790, On the Height of the Luminous Arch[8] Which Was Seen on Feb. 23, 1784.

En 1792, On the Civil Year of the Hindoos, and Its Divisions; with an Account of Three Hindoo Almanacs Belonging to Charles Wilkins[9].

En 1796, Extract of a Letter from Henry Cavendish, Esq. to Mr. Mendoza y Rios, January, 1795. Este extracto formó parte de un artículo de Mendoza y Ríos[10] titulado Recherches sur les principaux problèmes de l’Astronomíe Nautique. En una posterior publicación del mismo autor de unas tablas para realizar cálculos astronómicos para la navegación incluyó un apéndice de Henry Cavendish que contenía tablas para eliminar los efectos del paralaje y la refracción en la medida de las distancias aparentes de la Luna, el Sol o una estrella.

En 1798, en junio, publicó uno de sus más importantes trabajos, Experiments to Determine the Density of the Earth, considerado como uno de los diez experimentos más bellos de la física[11].

En 1809, once años después del experimento para pesar el mundo, hizo su última publicación, On a Improvement in the Manner of Dividing Astronomical Instruments.

La lista de todas estas publicaciones ha sido extraída de la Cronología y Publicaciones de Henry Cavendish, que aparece en el  texto de Jungnickel y McCormmach. Es curioso ver cómo con el paso de la vida de Cavendish sus publicaciones van cambiando su temática. Empezó por el estudio de los fenómenos eléctricos, pasó después a estudiar la congelación de diferentes compuestos y mezclas, también determinar la composición del aire, el agua y las propiedades de sus componentes. En la última parte de su vida, aparte del experimento para determinar la densidad de la Tierra, un problema por entonces geológico, publicó sobre cuestiones astronómicas.

En cuanto a sus logros no publicados, hoy sabemos de parte de ellos gracias a James Clerk Maxwell quien en 1871 se convirtió en el primer profesor de Física del Laboratorio Cavendish, en la Universidad de Cambridge. Maxwell supervisó la puesta en marcha de dicho laboratorio gracias a la generosa contribución para tal fin del 7º duque de Devonshire. En 1874 el duque permitió a Maxwell tener los manuscritos de Henry Cavendish y, cuando los leyó, no pudo creer lo que estaba viendo, no podía salir de su asombro. Repitió algunos experimentos, transcribió los artículos y preparó, una densa, completa y anotada edición de los documentos no publicados de Cavendish referidos a sus experimentos eléctricos: The Electrical Researches of the Honourable Henry Cavendish (1879). Estos documentos muestran que los experimentos sobre electricidad que Cavendish realizó se anticiparon a la mayor parte de lo que se habría de descubrir en cincuenta años. En su biografía de la Física, George Gamow menciona que Henry Cavendish era uno de los científicos experimentales más grandes que ha existido. Descubrió todas las leyes de las interacciones eléctricas y magnéticas al mismo tiempo que Coulomb y sus trabajos en química desafían a los de Lavoisier. Más concretamente: estableció una definición de potencial eléctrico que él llamó “grado de electrificación”; una de las primeras unidades de capacitancia para medirla en una esfera de una pulgada de diámetro; la fórmula para la capacidad de un condensador plano; el concepto de constante dieléctrica de un material; la relación entre el potencial y la corriente eléctrica, hoy llamada ley de Ohm; las leyes que rigen la división de la corriente en los circuitos en paralelo; la ley que establece que la fuerza eléctrica entre cargas varía con el inverso del cuadrado de la distancia que las separa, hoy Ley de Coulomb.

 

 

 

Los documentos inéditos sobre química en un principio llamaron la atención de los químicos por la llamada “controversia del agua” referida a la prioridad en el descubrimiento de sus componentes. En 1839 Vernon Harcout hizo una selección de los mismos con la intención realizar una edición de dichos documentos. Sin embargo esta edición no se realizó. George Wilson también pudo analizar estos documentos y el resultado fue su libro en el que analiza dicha controversia, pero no fue hasta 1921 cuando la editorial Cambridge University Press reimprimió la edición de Maxwell acompañada de un volumen que contenía el resto de trabajos publicados por Cavendish en Philosophical Transtactions y una pequeña selección de manuscritos científicos que no trataban sobre electricidad. Fueron dos volúmenes que aparecieron bajo el título de The Scientific Papers of the Honourable Henry Cavendish, F.R.S. (1921). La selección fue realizada por el editor y químico Edward Thorpe, junto con otros cuatro expertos en física, astronomía y geología. Estas “nuevas revelaciones”, junto con los artículos que Cavendish sí publicó, nos muestran sus descubrimientos en química y física. Entre los papeles inéditos sobre química Cavendish se anticipa a la Ley de Richter de las proporciones recíprocas, la ley de Dalton de las presiones parciales y la ley de Charles de los gases, que relaciona el volumen y la temperatura de un determinado gas a presión constante. Por si todo esto fuera poco, Jungnickel y McCormmach mencionan que la mayor parte de los manuscritos científicos de Cavendish permanecen inéditos.

 

 

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 Notas


[1] El flogisto era un principio ígneo que por entonces se creía que formaba parte de las sustancias combustibles. Cuando éstas ardían, el flogisto se desprendía, pasaba a otra sustancia capaz de recogerlo y daba lugar a un movimiento que era el origen del calor y el fuego, observables habitualmente en la combustión. (Volver al texto)

[2] Las fechas son importantes en la llamada “controversia del agua”, consistente en la disputa con James Watt y con Antoine Lavoisier por la prioridad en la síntesis del agua a partir de sus elementos, y mencionada en varias ocasiones en estos apuntes. (Volver al texto)

[3] La última parte del texto de Asimov, en la que describe cómo fue el experimento, no ha sido incluía a propósito pues para explicar cómo determinar la masa de la Tierra Asimov utiliza terminología moderna y asigna a Cavendish el cálculo de la constante de gravitación universal (G), cosa que Cavendish no hizo. Cavendish determinó la densidad media de la Tierra, que no es poco.  La utilización de la constante G en la ley de Newton, es decir, la formulación actual de la ley,  es posterior a la época en que vivió Cavendish. (Volver al texto)

[4] Se trata de la primera publicación bajo su nombre Three Papers, Containing Experiments on Factitious Air (1766). Por este trabajo recibió la medalla Copley, el mayor reconocimiento al trabajo científico, en cualquiera de sus campos, otorgado por la Royal Society de Londres. (Volver al texto)

[5] Se refiere al pez torpedo (Volver al texto)

[6] Cavendish tenía problemas para conseguir temperaturas lo suficientemente bajas, problemas que se derivaban de la tecnología de la época. Por este motivo realizaba experimentos en la bahía Hudson, con temperaturas en invierno de muchos grados bajo cero. Su experimentador en la distancia, como lo llaman Jungnickel y McCormmach fue John McNab, profesor en Henley, situado en la bahía  Hudson. (Volver al texto)

[7] El aire deflosgisticado es el oxígeno y el aire flogisticado es el nitrógeno. (Volver al texto)

[8] Se refiere a una aurora boreal observada en la fecha citada. (Volver al texto)

[9] Se refiere a la descripción del año hindú y de sus almanaques. (Volver al texto)

[10] José de Mendoza y Ríos (1761-1816) fue un astrónomo y matemático español, famoso por sus otras en el campo de la navegación y la astronomía náutica. (Volver al texto)

[11] La lista de los diez experimentos más bellos de la física fue el resultado de una encuesta realizada entre físicos norteamericanos por el historiador de la ciencia Robert Crease, publicada en la edición de septiembre de 2002 de la revista Physics World. En España uno de los periódicos que se hizo eco de la noticia fue El País en su suplemento Futuro de la edición del miércoles de 23 de octubre de 2002. (Volver al texto)

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