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Ahora, amigos, hablemos del \u00e1tomo.<\/p>\n
De lo Grande a lo Peque\u00f1o<\/p>\n
El 6 de Agosto de 1945 el mundo recibi\u00f3 estupefacto desde Hiroshima la noticia de que el hombre hab\u00eda desembarcado en el oscuro continente del \u00e1tomo. Sus misterios habr\u00edan de obsesionar al siglo XX. Sin embargo, el “\u00e1tomo” hab\u00eda sido m\u00e1s de dos mil a\u00f1os una de las m\u00e1s antiguas preocupaciones de los fil\u00f3sofos naturales. La palabra griega \u00e1tomo significa unidad m\u00ednima de materia, que se supon\u00eda era indestructible. Ahora el \u00e1tomo era un t\u00e9rmino de uso corriente, una amenaza y una promesa sin precedentes.<\/p>\n
El primer fil\u00f3sofo at\u00f3mico fue un griego legendario, Leucipo, que se cree vivi\u00f3 en el siglo V a.C., y, a Dem\u00f3crito, su disc\u00edpulo, que dio al atomismo su forma cl\u00e1sica como filosof\u00eda: “la parte invisible e indivisible de la materia”, se divert\u00eda tanto con la locura de los hombres que era conocido como “el fil\u00f3sofo risue\u00f1o” o “el fil\u00f3sofo que r\u00ede”. No obstante fue uno de los primeros en oponerse a la idea de la decadencia de la Humanidad a partir de una Edad de Oro m\u00edtica, y predic\u00f3 sobre una base de progreso. Si todo el Universo estaba compuesto solamente por \u00e1tomos y vac\u00edo, no s\u00f3lo no era infinitamente complejo, sino que, de un modo u otro, era inteligible, y seguramente el poder del hombre no ten\u00eda l\u00edmite.<\/p>\n
Lucrecia (c. 95 a.C. -c. 55 a.C.) perpetu\u00f3 en De rerum natura uno de los m\u00e1s importantes poemas latinos, al atomismo antiguo. Con la intenci\u00f3n de liberar al pueblo del temor a los dioses, el poeta demostr\u00f3 que el mundo entero estaba constituido por vac\u00edo y \u00e1tomos, los cuales se mov\u00edan seg\u00fan sus leyes propias; que el alma mor\u00eda con el cuerpo y que por consiguiente no hab\u00eda raz\u00f3n para temer a la muerte o a los poderes sobrenaturales.<\/p>\n
Lucrecia dec\u00eda que comprender la Naturaleza era el \u00fanico modo de hallar la paz de esp\u00edritu, y, como era de esperar, los padres de la Iglesia que pregonaban la vida eterna, atacaron sin piedad a Lucrecia y este fue ignorado y olvidado durante toda la Edad Media que, como sab\u00e9is, fue la culpable de la paralizaci\u00f3n del saber de la Humanidad. Sin embargo, Lucrecia fue, una de las figuras m\u00e1s influyentes del Renacimiento.<\/p>\n
As\u00ed pues, en un principio el atomismo vino al mundo como sistema filos\u00f3fico. Del mismo modo que la simetr\u00eda pitag\u00f3rica hab\u00eda proporcionado un marco a Cop\u00e9rnico, la geometr\u00eda hab\u00eda seducido a Kepler y el c\u00edrculo perfecto aristot\u00e9lico hechizo a Harvey, as\u00ed los “indestructibles” \u00e1tomos de los fil\u00f3sofos atrajeron a los f\u00edsicos y a los qu\u00edmicos. Francis Bacon observ\u00f3 que “la teor\u00eda de Dem\u00f3crito referida a los \u00e1tomos es, si no cierta, al menos aplicable con excelentes resultados al an\u00e1lisis de la Naturaleza”.<\/p>\n
Descartes (1596-1650) invent\u00f3 su propia noci\u00f3n de part\u00edculas infinitamente peque\u00f1as que se mov\u00edan en un medio que llam\u00f3 \u00e9ter. Otro fil\u00f3sofo franc\u00e9s, Pierre Gassendi (1592-1655), pareci\u00f3 confirmar la teor\u00eda de Dem\u00f3crito y present\u00f3 otra versi\u00f3n m\u00e1s del atomismo, que Robert Boyle (1627-1691) adapt\u00f3 a la qu\u00edmica demostrando que los “elementos cl\u00e1sicos -tierra, aire, fuego y agua- no eran en absoluto elementales.<\/p>\n
Las prof\u00e9ticas intuiciones de un matem\u00e1tico jesuita, R.G. Boscovich (1711-1787) trazaron los caminos para una nueva ciencia, la f\u00edsica at\u00f3mica. Su atrevido concepto de “los puntos centrales” abandonaba la antigua idea de una variedad de \u00e1tomos s\u00f3lidos diferentes. Las part\u00edculas fundamentales de la materia, suger\u00eda Boscovich, eran todas id\u00e9nticas, y las relaciones espaciales alrededor de esos puntos centrales constitu\u00edan la materia… Boscovich que hab\u00eda llegado a estas conclusiones a partir de sus conocimientos de matem\u00e1ticas y astronom\u00eda, anunci\u00f3 la \u00edntima conexi\u00f3n entre la estructura del \u00e1tomo y la del Universo, entre lo infinitesimal y lo infinito.<\/p>\n
El camino experimental hacia el \u00e1tomo fue trazado por John Dalton (1766-1844). Era este un cient\u00edfico aficionado cu\u00e1quero y autodidacta que recogi\u00f3 un sugestivo concepto de Lavoisier (1743-1794). Considerado una de los fundadores de la qu\u00edmica moderna, Lavoisier, cuando defini\u00f3 un “elemento” como una sustancia que no puede ser descompuesta en otras sustancias por medio de ning\u00fan m\u00e9todo conocido, hizo del \u00e1tomo un \u00fatil concepto de laboratorio y trajo la teor\u00eda at\u00f3mica a la realidad.<\/p>\n
Dalton hab\u00eda nacido en el seno de una familia de tejedores de Cumberland, localidad inglesa situada en la regi\u00f3n de los lagos, y estuvo marcada toda su vida por su origen humilde. A los doce a\u00f1os ya se encontraba a cargo de la escuela cu\u00e1quera de su pueblo. Despu\u00e9s, comenz\u00f3 a ejercer la ense\u00f1anza en la vecina Kendal, y en la biblioteca del colegio encontr\u00f3 ejemplares de los Principia de Newton<\/a>, de las Obras de la Historia Natural de Buff\u00f3n, as\u00ed como un telescopio reflectante de unos setenta cent\u00edmetros y un microscopio doble. Dalton recibi\u00f3 all\u00ed la influencia de John Gough, un notable fil\u00f3sofo natural ciego que, de acuerdo a lo que Dalton escribi\u00f3 a un amigo, “entiende muy bien todas las diferentes ramas de las matem\u00e1ticas…Conoce por el tacto, el sabor y el olor de casi todas las plantas que crecen a casi treinta kil\u00f3metros a la redonda”. Tambi\u00e9n Wordsworth elogia a Gough en su Excursi\u00f3n. Dalton recibi\u00f3 del fil\u00f3sofo ciego una educaci\u00f3n b\u00e1sica en lat\u00edn, griego y franc\u00e9s, y fue introducido en las matem\u00e1ticas, la astronom\u00eda y todas las ciencias “de la observaci\u00f3n”. Siguiendo el ejemplo de Gough, Dalton comenz\u00f3 a llevar un registro meteorol\u00f3gico diario, que continu\u00f3 hasta el d\u00eda de su muerte.<\/p>\n Cuando los “disidentes” fundaron su colegio propio en Manchester, Dalton fue designado profesor de matem\u00e1ticas y de filosof\u00eda natural. Hall\u00f3 una audiencia muy receptiva para sus experimentos en la Sociedad Literaria y Filos\u00f3fica de Manchester, y present\u00f3 all\u00ed sus Hechos extraordinarios concernientes a la visi\u00f3n de los colores, que probablemente fue el primer trabajo sistem\u00e1tico sobre la imposibilidad de percibir los colores, o daltonismo, enfermedad que padec\u00edan tanto John Dalton como su hermano Jonathan. “He errado tantas veces el camino por aceptar los resultados de otros que he decidido escribir lo menos posible y solamente lo que pueda afirmar por mi propia experiencia”.<\/p>\n Dalton observ\u00f3 la aurora boreal, sugiri\u00f3 el probable origen de los vientos alisios, las causas de la formaci\u00f3n de nubes y de la lluvia y, sin hab\u00e9rselo propuesto, introdujo mejoras en los pluvi\u00f3metros, los bar\u00f3metros, los term\u00f3metros y los higr\u00f3metros. Su inter\u00e9s por la atm\u00f3sfera le proporcion\u00f3 una visi\u00f3n de la qu\u00edmica que lo condujo al \u00e1tomo.<\/p>\n Newton<\/a> hab\u00eda confiado en que los cuerpos visibles m\u00e1s peque\u00f1os siguieran las leyes cuantitativas que gobernaban los cuerpos celestes de mayor tama\u00f1o. La qu\u00edmica ser\u00eda una recapitulaci\u00f3n de la Astronom\u00eda. Pero, \u00bfC\u00f3mo pod\u00eda el hombre observar y medir los movimientos y la atracci\u00f3n mutua de estas part\u00edculas invisibles? En los Principios Newton<\/a> hab\u00eda conjeturado que los fen\u00f3menos de la Naturaleza no descritos en este libro podr\u00edan “depender todos de ciertas fuerzas por las cuales las part\u00edculas de los cuerpos, debido a causas hasta ahora desconocidas, se impulsan mutuamente unas hacia otras y se unen formando figuras regulares, o bien se repelen y se apartan unas de otras.”<\/p>\n Dalton se lanz\u00f3 a la b\u00fasqueda\u00a0 de “estas part\u00edculas primitivas” tratando de encontrar alg\u00fan medio experimental que le permitiera incluirlas en un sistema cuantitativo. Puesto que los gases eran la forma de materia m\u00e1s fluida, m\u00e1s m\u00f3vil, Dalton centr\u00f3 su estudio en la atm\u00f3sfera, la mezcla de gases que componen el aire, el cual constituy\u00f3 el punto de partida de toda su reflexi\u00f3n sobre los \u00e1tomos.<\/p>\n “\u00bfPor qu\u00e9 el agua no admite un volumen similar de cada gas?, pregunt\u00f3 Dalton a sus colegas de la Sociedad Literaria y Filos\u00f3fica de Manchester en 1803. “Estoy casi seguro de que la circunstancia depende del peso y el n\u00famero de las part\u00edculas \u00faltimas de los diversos gases; aquellos cuyas part\u00edculas son m\u00e1s ligeras y simples se absorben con m\u00e1s dificultad, y los dem\u00e1s con mayor facilidad, seg\u00fan vayan aumentando en peso y en complejidad.”<\/p>\n Dalton hab\u00eda descubierto que, contrariamente a la idea dominante, el aire no era un vasto disolvente qu\u00edmico \u00fanico sino una mezcla de gases, cada uno de los cuales conservaban su identidad y actuaba de manera independiente. El producto de sus experimentos fue recogido en la trascendental TABLE: Of the Relative Weights of Ultimate Particles of Gaseous and Other Bodies (“Tabla de los pesos relativos de las part\u00edculas \u00faltimas de los cuerpos gaseosos y de otros cuerpos”).<\/p>\n Tomando al Hidr\u00f3geno como n\u00famero uno, Dalton detall\u00f3 en esta obra veintiuna sustancias. Describi\u00f3 las invisibles “part\u00edculas \u00faltimas” como diminutas bolitas s\u00f3lidas, similares a balas pero mucho m\u00e1s peque\u00f1as, y propuso que se les aplicaran las leyes newtonianas de las fuerzas de atracci\u00f3n de la materia. Dalton se propon\u00eda lograr “una nueva perspectiva de los primeros principios de los elementos de los cuerpos y sus combinaciones”, que “sin duda…con el tiempo, producir\u00e1 important\u00edsimos cambios en el sistema de la qu\u00edmica y la reducir\u00e1 a una ciencia de gran simplicidad, inteligible hasta para los intelectos menos dotados”. Cuando Dalton mostr\u00f3 una “part\u00edcula de aire que descansa sobre cuatro part\u00edculas de agua como una ordenada pila de metralla” donde cada peque\u00f1o globo est\u00e1 en contacto con sus vecinos, proporcion\u00f3 el modelo de esferas y radio de la qu\u00edmica del siglo siguiente.<\/p>\n Dalton invent\u00f3 unas “se\u00f1ales arbitrarias como signos elegidos para representar los diversos elementos qu\u00edmicos o part\u00edculas \u00faltimas”, organizadas en una tabla de pesos at\u00f3micos que utilizaba en sus populares conferencias. Naturalmente, Dalton no fue el primero en emplear una escritura abreviada para representar las sustancias qu\u00edmicas, pues los alquimistas tambi\u00e9n ten\u00edan su c\u00f3digo. Pero \u00e9l fue probablemente el primero que utiliz\u00f3 este tipo de simbolismo en un sistema cuantitativo de “part\u00edculas \u00faltimas”. Dalton tom\u00f3 como unidad el \u00e1tomo de Hidr\u00f3geno, y a partir de \u00e9l calcul\u00f3 el peso de las mol\u00e9culas como la suma de los pesos de los \u00e1tomos que la compon\u00edan, creando as\u00ed una sintaxis moderna para la qu\u00edmica. Las abreviaturas actuales que utilizan la primera letra del nombre latino (por ejemplo H2O) fueron ideadas por el qu\u00edmico sueco Berzelius (1779-1848).<\/p>\n La teor\u00eda del \u00e1tomo de Dalton no fue recibida en un principio con entusiasmo. El gran sir Humphry Davy desestim\u00f3 inmediatamente sus ideas tach\u00e1ndolas de “m\u00e1s ingeniosas que importantes”. Pero las nociones de Dalton, desarrolladas en A New System of Chemical Philosophy (1808), eran tan convincentes que en 1826 le fue concedida la medalla real. Como Dalton no olvid\u00f3 nunca su origen plebeyo, permaneci\u00f3 siempre apartado de la Royal Society de Londres, pero fue elegido miembro, sin su consentimiento, en 1822. Receloso del tono aristocr\u00e1tico y poco profesional de la Sociedad, \u00e9l se encontraba m\u00e1s a gusto en Manchester, donde realiz\u00f3 la mayor parte de su obra, colabor\u00f3 con Charles Babage y contribuy\u00f3 a fundar la Asociaci\u00f3n Brit\u00e1nica para el Progreso de la Ciencia, cuyo objetivo era llevar la ciencia hasta el pueblo. Los newtonianos partidarios de la ortodoxia religiosa no cre\u00edan que Dios hubiera hecho necesariamente sus invisibles “part\u00edculas \u00faltimas” invariables e indestructibles. Compart\u00edan con Isaac Newton<\/a> la sospecha de que Dios hab\u00eda utilizado su poder “para variar las leyes de la Naturaleza y crear mundos diversos en distintos lugares del Universo”.<\/p>\n El \u00e1tomo indestructible de Dalton se convirti\u00f3 en el fundamento de una naciente ciencia de la qu\u00edmica, proporcionando los principios elementales, las leyes de composici\u00f3n constante y de proporciones m\u00faltiples y la combinaci\u00f3n de elementos qu\u00edmicos en raz\u00f3n de su peso at\u00f3mico. “El an\u00e1lisis y la s\u00edntesis qu\u00edmica no van m\u00e1s all\u00e1 de la separaci\u00f3n de unas part\u00edculas de otras y su reuni\u00f3n”, insisti\u00f3 Dalton. “La creaci\u00f3n o la destrucci\u00f3n de la materia no est\u00e1 al alcance de ning\u00fan agente qu\u00edmico. Ser\u00eda lo mismo tratar de introducir un planeta nuevo en el Sistema Solar o aniquilar uno de los ya existentes que crear o destruir una part\u00edcula de Hidr\u00f3geno.” Dalton continu\u00f3 usando las leyes de los cuerpos celestes visibles como indicios del Universo infinitesimal. El prof\u00e9tico sir Humphry Davy, sin embargo, no se convenc\u00eda, “no hay raz\u00f3n para suponer que ha sido descubierto un principio real indestructible”, afirm\u00f3 esc\u00e9ptico.<\/p>\n Dalton no era m\u00e1s que un Col\u00f3n. Los Vespucios a\u00fan no hab\u00edan llegado, y cuando lo hicieron trajeron consigo algunas sorpresas muy agradables y conmociones aterradoras. Entretanto, y durante medio siglo, el s\u00f3lido e indestructible \u00e1tomo de Dalton fue muy \u00fatil para los qu\u00edmicos, y dio lugar a pr\u00e1cticas elaboraciones. Un cient\u00edfico franc\u00e9s, Gay-Lussac, demostr\u00f3 que cuando los \u00e1tomos se combinaban no lo hac\u00edan necesariamente de dos en dos, como hab\u00eda indicado Dalton, sino que pod\u00edan agruparse en asociaciones distintas de unidades enteras. Un qu\u00edmico italiano, Avogadro (1776-1856), demostr\u00f3 que vol\u00famenes iguales de gases a la misma temperatura y presi\u00f3n conten\u00edan el mismo n\u00famero de mol\u00e9culas. Un qu\u00edmico ruso, Mendeleiev, propuso una sugestiva “Ley peri\u00f3dica” de los elementos. Si los elementos estaban dispuestos en orden seg\u00fan su creciente peso at\u00f3mico entonces grupos de elementos de caracter\u00edsticas similares se repetir\u00edan peri\u00f3dicamente.<\/p>\n La disoluci\u00f3n del indestructible \u00e1tomo s\u00f3lido provendr\u00eda de dos fuentes, una conocida y la otra bastante nueva: el estudio de la luz y el descubrimiento de la electricidad. El propio Einstein<\/a> describi\u00f3 este hist\u00f3rico movimiento como la decadencia de una perspectiva “mec\u00e1nica” y el nacimiento de una perspectiva “de campo” del mundo f\u00edsico, que le ayud\u00f3 a encontrar su propio camino hacia la relatividad<\/a>, hacia explicaciones y misterios nuevos.<\/p>\n Albert Einstein<\/a> ten\u00eda en la pared de su estudio un retrato de Michael Faraday (1791-1867), y ning\u00fan otro hubiera podido ser m\u00e1s apropiado, pues Faraday fue el pionero y el profeta de la gran revisi\u00f3n que hizo posible la obra de Einstein<\/a>. El mundo ya no ser\u00eda un escenario newtoniano de “fuerzas a distancias”, objetos mutuamente atra\u00eddos por la fuerza de la Gravedad inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que hay entre ellos. El mundo material se convertir\u00eda en una tentadora escena de sutiles y omnipresentes “campos de fuerzas”. Esta idea era tan radical como la revoluci\u00f3n newtoniana, e incluso m\u00e1s dif\u00edcil de comprender para los legos en la materia.<\/p>\n emilio silvera<\/em><\/p>\n
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