HEINRICH HERTZ (22-II-1857 1-I-1894)

Introducci ó n a los "Principios de la Mec á nica" 

El fin m

á

s inmediato y en cierto sentido m

á

s importante de nuestro expreso conocimiento de la Naturaleza, es el de capacitamos para prever el acontecer futuro, para guiar nuestra acci

ó

n presente de acuerdo con a quella previ si

ó

n. Nos sirv en de base para la obtenci

ó

n de aquel fi n, en pri mer lugar , las e xperiencias pasadas, tant o las que re sultan de obse rvaci ones fortuitas como las que son fruto de empe

ñ

os sis tem

á

ticos. El procedimie nto que uti lizamos siempre para de rivar el futuro del pasado, alcanzando con ello e l expresado fin, e s e l siguiente: e laboramos im

á

genes aparentes o s

í

mbolos de los objetos exteriores, y precisamente im

á

genes tales que las consecuencias l

ó

gicas de la imagen sean a su vez im

á

genes de las consecuencias naturales de los objetos representados. Para que tal condici

ó

n pueda cum plirse , han de darse cie rtas coincidencias entre la naturaleza y nuestro esp

í

ritu. La e xperiencia nos ense

ñ

a que la condici

ó

n puede cumplirse y, por consiguiente, que las coincidencias se dan

efectivamente. Si, partiendo de la experiencia disponible, se ha conseguido elaborar im

á

genes con la propieda d enunciada, podemos, bas

á

ndonos en e llas como e n mode los, desarrollar r

á

pidame nte las consecuencias que el mundo exteri or no sacar

á

 a la luz m

á

s que le ntame nte o como res ultado de nuestra inte rvenci

ó

n; podemos as

 í

ade lantarnos a los hechos y tomar nuestras decisiones actuales de acuerdo con el conocimiento alcanzado

.

Las im

á

gene s a que nos referim os son nue stras conce pciones de las cosas; tie nen con las cosas una coincidencia esencial, a sabe r, la ex presada en aquella con dici

ó

n; pe ro no es necesario para su fin que e st

é

n dotadas de ninguna otra suerte de coincidencia con las cosas. Y el he cho es que ignoramos y no tenemos me dio alguno para com pro bar si nuestras nociones de las cosas coinciden con ellas en algo que no sea precisamente aquella

ú

nica condici

ó

n fundamental.

Para determinar un

í

vocamente las i m

á

genes que querem os formarnos de las cosas, no basta la condici

ó

n de que las consecue ncias de las im

á

genes se an a su vez im

á

genes de las consecuencias. Son posibles disti ntas im

á

genes de los mi smos objetos, y e stas im

á

genes pueden distinguirse seg

ú

n vari os criterios. Desde un principio, tacharem os de ileg

í

timas a las im

á

genes que encierran una contradicci

ó

n de las leyes de nuestro pensamiento; exigimos pues, en primer lugar, que nuestras im

á

gene s sean l

ó

gicamente le g

í

timas, o leg

í

timas sin m

á

s. Llamaremos in adecuadas a las im

á

genes leg

í

tim as cuyas propiedades esenciales contradigan sin embargo a las propiedades de las cosas extremas, es decir, que no satisfagan a aquella prime ra condici

ó

n esencial. Exigimos pues, en segundo lugar, que nuestras im

á

genes sean adecuadas. Pero dos im

á

genes distintas, ambas leg

í

timas y adecuadas, de los mismos objetos naturales, pueden disti nguirse se g

ú

n su gra do de man e jabili dad. De dos im

á

gene s de un mismo objeto, la m

á

s mane jable se r

á

aquella que re fle je m

á

s notas e senciales de l obje to; la llamare mos la imagen m

á

s precisa. De dos im

á

genes de igual grado de precisi

ó

n, ser

á

la m

á

s manejable aquella que, junto con los rasgos esenciales del objeto, incluya un n

ú

mero menor de notas superfluas o hueras; la m

á

s se ncilla, por consiguiente . No es f 

á

cil que la atribuci

ó

n de propiedades hueras a los objetos pueda evitarse enteramente, ya que las im

á

genes incluyen tale s propie da de s precisamente porque s

ó

lo son i m

á

genes, im

á

genes en

ú

ltimo t

é

rmino de nuestro esp

í

ri tu, y por lo tanto han de ve rse determinadas por las propiedades de su ins trume nto formador.

Hemos enumerado hasta ahora las condiciones que exigimos de las im

á

genes mism as; algo distin tas son las que cabe im poner a toda pre se ntaci

ó

n cient

í

fica de tales im

á

genes. A una exposici

ó

n cient

í

fica le e xigim os una distinci

ó

n ple name nte consciente entre las propie dades que se atribuyen a los o bjetos para sati sfacer a la legi timidad de la imagen, las que apuntan a su adecuaci

ó

n, y las que resultan de la exigencia de manejabilidad. S

ó

lo as

í

  podemos alterar y mejorar nuestras im

á

genes. Lo que

é

stas

contienen e n honor a la le gitimidad, se encierra e n los t

é

rminos, las definiciones, las abre viacione s, o sea, en cuanto puede i ntroducirse o suprim irse a placer. Lo que las im

á

genes contienen para satisfacer a la condici

ó

n de adecuaci

ó

n, se encierra en los he chos e xperimen tales utilizados para la e laboraci

ó

n de la ima gen. Son las propie da des de nue stro e sp

í

ritu las que dete rminan los e leme ntos que una i magen ha de poseer para ser leg

í

tima; si lo es o no, puede ser decidido mediante una simple afirmaci

ó

n o negaci

ó

n, y tal decisi

ó

n vale para todos los tiempos. Si una imagen es o no adecuada, pue de deci dirse tambi

é

n con una sim ple afi rmaci

ó

n o ne gaci

ó

n, pero s

ó

lo c on refe rencia al e stado actual de nuestra e xpe riencia, y salvo la aparici

ó

n de nueva y m

á

s madura experiencia. No puede, en cambio, decidirse un

í

vocamente si una imagen es o no manejable; pueden darse diferencias de opini

ó

n. Una imagen puede presentar unas ventajas para unos, otras para otros, y s

ó

lo mediante un ensayo paulatino de varias im

á

genes puede, en el curso de los tie mpos, ele girse las m

á

s mane jables.

stos s on los puntos de vi sta seg

ú

n los cuales m e parece ha de juzgarse e l valor de las teor

í

as f 

í

sicas y de las exposiciones de teor

í

as f 

í

sicas. Son en todo caso los puntos de vista seg

ú

n los cuales vamos a juzgar las exposiciones que de los principios de la Me c

á

nica se han dado. Y desde luego, tenemos que empezar por precisar lo que ente ndem os por principios de la Me c

á

nica.

En senti do estri cto, se ente nd

í

a primi tivamente e n la Mec

á

nica por princi pio a todo enunciado al que no se h ac

í

a de rivar de otras proposi ciones de la Me c

á

nica, sino que se le quer

í

a presentar como resultado inmediato de otras fuentes del conocimiento. De resultas de la evoluci

ó

n hist

ó

rica, no se exclu

í

a e l que ciertas proposici one s a las que, en determinadas condiciones, se diera un d

í

a e l nom bre de princi pios con justicia, conservaran m

á

s a delante este nombre, pero ya inme recidamente. Desde Lagrange, se ha re petido a me nudo la o bservaci

ó

n de que los principios del centro de gravedad y de las superfi cie s no son en e l fondo m

á

s que te oremas de conteni do muy gene ral.

Con igual justicia pue de observarse que los restantes llamados princi pios no pue de n ostentar este nombre con indepe ndenci a unos de otros, si no que cada uno de e llos de be desce nder al rango de una consecuencia o de un te orema, en cuanto quie ra basarse la exposici

ó

n de la Mec

á

nica en uno o varios de los restantes principios. El concepto de princi pio mec

á

nico no est

á

 por consiguie nte e strictamente delimitado. Respetar emos la denominaci

ó

n tradicional, en cuanto se aplica a cada una de aquellas proposiciones, formulada aisladamente; pero siempre que hablemos, simple y generalmente, de los principios de la Mec

á

nica, no nos referiremos a ninguna de aquellas proposiciones aisladas, antes bien, entenderemos un conjunto cualquiera elegido entre aquellas y otras se mejantes proposici ones, de l que, si n nuevas refe rencias a la experiencia, pueda derivarse deductivamente toda la Mec

á

nica. Seg

ú

n tal terminolog

í

a, los conceptos fundame ntales de la Me c

á

nica, junto con los principios que los ponen e n conexi

ó

n unos

con otros, constituyen la m

á

s sencilla imagen que la F

í

sica puede dar de las cosas, del universo sensible y de los procesos que en

é

ste ocurre n. Y pue sto que de los princi pios de la Me c

á

nica, me diante una distinta e lecci

ó

n de las proposicione s que se ntamos como fundamentales, podemos dar distintas exposiciones, obtenemos distintas im

á

genes de las cosas, a las que podemos contrastar y com parar una s con otras e n atenci

ó

n a su legitimidad, su adecuaci

ó

n y su m ane jabili dad.

(HEINRICH HERTZ, Prinzipien der Mechanik, 1876. )

OBRAS: Gesammelte Werke, 3 vols., 1894-1895.

ESTUDIOS: M. Planck, H. H., 1894; Johanna Hertz, H. H., Erinnerungen, Eneje,

Tageb cher, 1927; J. Zenneck, H. H., 1929.

2. L 

OUIS DE BROGLIE

(n. 1892)

El progreso de la F í sica contempor á nea 

Como todas las ciencias de la Naturale za, la F

í

sica progres a por dos v

í

as difere ntes: por una parte, el experimento, que permite descubrir y analizar un n

ú

mero progresivame nte cre ciente de fe n

ó

me nos, de he chos f 

í

sicos; por otra parte , la teor

í

a, que sirve para encuadrar y re unir en un si stema coherente los he chos ya conocidos, y para guiar las investigaciones experimentales, previendo hechos nuevos. Los esfuerzos conjugados del experimento y de la teor

í

a producen, en cada

é

poca, el conjunto de conocim ie ntos que constituyen su F

í

sica.

Al iniciarse el de sarrollo de la ciencia moderna , lo prim er o que atrajo la atenci

ó

n de los f 

í

sicos fue, naturalmente, el estudio de los fen

ó

menos que percibimos inmediatamente a nue stro alrededor. El e studio de l equili brio y e l movimiento de los cue rpos, por eje mplo, ha dado origen a e sta rama de la F

í

sica, hoy aut

ó

noma, a la que se llama Mec

á

nica; an

á

logamente, e l estudio de los fe n

ó

me nos sonoros ha conducido a la Ac

ú

stica; y al resumir y sistematizar los fen

ó

menos en que interviene la luz, se ha formado la ptica.

La gran labor y la gran gloria de la F

í

sica del siglo XIX fue la de haber precisado y extendido as

í

  considerablemente, en todos los sentidos, el conocimiento de los fen

ó

menos que se producen en la escala de nuestro cuerpo. No se limit

ó

a seguir desarrollando aquellas grandes disciplinas de la ciencia cl

á

sica, Mec

á

nica, Ac

ú

stica y ptica, sino que tambi

é

n cre

ó

 desde los cimientos nue vas ciencias, cuyas facetas son

innum e rables: la term odin

á

mi ca y la cie ncia de la ele ctricidad.

Dominando el inmenso campo de los hechos que son abarcados por estas diversas ramas de la F

í

sica, cie nt

í

ficos y t

é

cnicos han podido deri var de ellas un crecido n

ú

mero de aplicaciones pr

á

cticas. Desde la m

á

quina de vapor hasta la radiotelefon

í

a, son innumerables los inventos resultantes de los progresos de la F

í

sica en el siglo XIX, de que hoy gozamos; directa o indirectamente, tales inventos ocupan en la vida de cada cual un lugar tan conside rable, que no pare ce ne cesari o e numerarlos.

De modo que la F

í

sica del pasado siglo ha llegado a dominar enteramente los fen

ó

me nos que perci bimos en nue stro entorno. No hay duda de que e l estudio de e stos fen

ó

menos puede llevarnos todav

í

a a muchos nuevos conocimientos y aplicaciones; pero en este campo, parece que lo esencial se ha hecho ya. Por esto, hace treinta o cuarenta a

ñ

os que la atenci

ó

n de los e xplora dores e n F

í

sica se ha ido dirigiendo hacia fen

ó

menos m

á

s

ú

tiles, a los que es imposible registrar y analizar sin el auxilio de una muy afinada t

é

cnica experimental: son los fen

ó

menos moleculares, at

ó

micos e intraat

ó

micos. Para sati sfacer la curiosidad del e sp

í

ritu hum ano, en efecto, no basta saber c

ó

mo se comportan los cuerpos materiales considerados en conjunto, en sus manifestaciones globale s; no basta sa ber c

ó

mo se producen las re acciones entre la luz y la materia, al observarlas grosso modo; es preciso descender a detalles, tratar de analizar la e structura de la materia y de la luz, y de pre cisar los actos e lementales cuyo conjunto constituye las apariencias globales. Para dar buen remate a esta dif 

í

cil investigaci

ó

n, es menester, ante todo, una t

é

cnica experimental muy afinada, susceptible de de nunciar y re gistrar acci ones sutiles, de me dir con precisi

ó

n cantidades enormemente menores que las que tomamos en cuenta en nuestra experiencia ordinari a; hacen falta, tambi

é

n, teor

í

as audaces, que se funden e n las partes superi ores de la ciencia matem

á

tica, y no vacilen en recurrir a im

á

genes y concepciones enteramente desusadas. V

é

ase, pues, cu

á

nto ingenio, cu

á

nta paci encia y cu

á

nto tale nto han si do nece sarios para constitui r y promover e sta F

í

sica at

ó

mica.

En e l aspe cto expe rimental, el progreso se ha carac te rizado por el conocim iento, cada d

í

a m

á

s extenso, de los constituyentes

ú

ltimos de la materia y de los fen

ó

menos vinculados a la e xistenci a de los mism os.

Desde largo tiempo atr

á

s, los qu

í

micos admit

í

an en sus razonamientos que los cuerpos materiales est

á

n formados por

á

tomos. El estudio de las propiedades de los cuerpos materiales, en efecto, permite repetirlos en dos categor

í

as: los cuerpos compuestos, a los que , me diante operaci ones ade cuadas, puede descompone rse en cue rpos m

á

s sim ples, y los cuerpos sim ples o e leme ntos qu

í

mi cos, que resisten a toda tentativa de disociaci

ó

n. El estudio de las leyes cuantitativas a que se ajustan los cuerpos simples para unirse y formar los compuestos ha conducido a los qu

í

micos, desde hace un siglo, a adoptar la hip

ó

tesis siguiente: "Un cuerpo sim ple est

á

 formado de

peque

ñ

as part

í

culas id

é

nticas a las que se da el nombre de

á

tomos de este cuerpo simple; los cue rpos com puestos est

á

n formados de mol

é

culas consti tuidas por la uni

ó

n de varios

á

tomos de cuerpos simples". Seg

ú

n esta hip

ó

tesis, disociar un cuerpo compuesto y re ducirlo a l os ele mentos que lo com ponen e s rompe r las mol

é

culas de e ste cuerpo y poner en libertad los

á

tomos que contiene cada una. El n

ú

me ro de cuerpos simples actualmente conocidos es 89, y se piensa que su n

ú

mero total es 92 (o acaso 93). Se supone, pues, que todos los cue rpos mate riales e st

á

n construi dos con 92 clases dife rente s de

á

tomos.

La hip

ó

tesis at

ó

mica ha hecho m

á

s que coordinar la Qu

í

mica; se ha introducido tambi

é

n en la F

í

sica. Si los cue rpos mate riales e st

á

n formados de m ol

é

culas y

á

tomos, sus propiedades f 

í

sicas deber

á

n poder explicarse por esta constituci

ó

n at

ó

mica. Las propie dades de los gase s, por ejemplo, habr

á

n de ex plicarse admitiendo que un gas est

á

formado por un n

ú

mero inmenso de

á

tomos o de mol

é

culas en r

á

pi do m ovimie nto; la presi

ó

n que el gas ejerce sobre las paredes del recipiente que lo contiene se deber

á

 al choque de las mol

é

culas contra dichas paredes; y la temperatura del gas medir

á

la agitaci

ó

n media estad

í

stica de las mol

é

culas, la cual aumenta al elevarse la temperatura. Tal concepci

ó

n de la constituci

ó

n de los gases fue desarrollada en la se gunda mi tad del si glo XIX, bajo e l nombre de "teor

í

a cin

é

tica de los gases ", y permiti

ó

explicar el origen de las leye s del estado gaseoso, se g

ú

n las re vela la e xpe riencia. De ser exacta la hip

ó

tesis at

ó

mica, las propiedades de los cuerpos s

ó

lidos o l

í

quidos deber

á

n poder i nterpretarse admi tiendo que, e n estos estados f 

í

sicos, las mol

é

culas y

á

tomos se encuentran mucho m

á

s pr

ó

 xim os un os a otros que en e l estado gase oso, e n forma tal que las considerables fuerzas ejercidas entre

á

tomos y mol

é

culas den cuenta de las propiedades de incompresibilidad, cohesi

ó

n, etc., que caracterizan a s

ó

lidos y l

í

quidos. La teor

í

a at

ó

mica de la materia ha sido corroborada por algunos magn

í

ficos experimentos directos, como los de Jean Perrin, que han permitido medir el peso de dive rsas especies de

á

tomos y su n

ú

me ro por cent

í

me tro c

ú

bico.

Sin adentrarnos en el desarrollo de la teor

í

a at

ó

mica, recordemos solamente que, tanto en F

í

sica como en Qu

í

mica, la hip

ó

tesis de que todos los cuerpos est

á

n compuestos por mol

é

culas, constituidas a su vez por diferentes conglomerados de

á

tomos elementales, se ha acreditado como muy fecunda, y por consiguiente ha de consider

á

rsela como una buena representaci

ó

n de la realidad. Pero los f 

í

sicos no han para do a qu

í

: han querido tambi

é

n saber c

ó

mo est

á

n consti tuidos los

á

tomos mi smos, y comprender e n qu

é

 se distinguen e ntre s

í

 los

á

tomos de los dive rsos ele mentos. En e ste empe

ñ

o, han hecho uso del progreso de los conocimientos sobre los fen

ó

menos e l

é

ctricos. Desde que a

é

stos comenz

ó

  a estudi

á

rseles, pareci

ú

ó

til concebir, por ejemplo, la corriente el

é

ctrica que discurre por un hilo met

á

lico como un fen

ó

meno de paso de un "fluido el

é

ctrico" por el hilo. Pero es sabido que hay dos especies de

electricidad: la negativa y la positiva. Podemos imaginar estos fluidos de dos distintas maneras: como constituidos por una substancia esparcida uniformemente por toda la regi

ó

n en que se encuentra el fluido, o, de otro modo, como formados por nubes de peque

ñ

os corp

ú

sculos, ca da uno de los cuales e s una peque

ñ

a bola de e lectricidad. El experimento ha decidido en favor de la segunda concepci

ó

n, al mostrarnos, hace una treintena de a

ñ

os, que la electrici dad negativa est

á

 formada de peque

ñ

os corp

ú

sculos id

é

nticos, cuya carga el

é

ctrica y cuya masa son extraordinari amente pe que

ñ

as. A los corp

ú

sculos de electricidad negati va se le s llama e lectrone s. Se ha logra do arrancarle s de la mate ria y e studiar su com portamiento cuando se desplazan e n e l vac

í

o; vi

é

ndose as

í

 que su desplazamiento es conforme a las leyes de la Mec

á

nica cl

á

sica aplicada a peque

ñ

as part

í

culas electrizadas; y, estudiando el comportamiento de tales part

í

culas en presencia de campos el

é

ctricos o magn

é

ticos, se han podido medir su carga y su masa, que son, repito, extraordinariamente peque

ñ

as. En cuanto a la electricidad positi va, son me nos directas las prue bas de su e structura corpuscular; si n em bargo, los f 

í

sicos han llegado a la convicci

ó

n de que la electricidad positiva est

á

  tambi

é

n subdividida en corp

ú

sculos id

é

nticos, a los que modernamente se da el nombre de "protones".

El prot

ó

n tiene una masa que, aunque muy peque

ñ

a tam bi

é

n, es casi dos mi l ve ces mayor que la del electr

ó

n, hecho que establece una curiosa disimetr

í

a entre la ele ctricidad positi va y la negativa; la carga del prot

ó

n, por e l contrario, es igual en valor absoluto a la del electr

ó

n, pero naturalmente de signo contrario, positivo en vez de negativo

.

Electrones y protones tienen una masa extraordinariamente peque

ñ

a, pero no nula sin em bargo; de modo que un n

ú

me ro muy grande de prot ones y ele ctrones podr

á

 llegar a constituir una masa total considerable. Es, pues, tentador suponer que todos los cue rpos mate riales, caracterizados ese ncialmente por el he cho de ser pesados y dotados de inercia, o sea por su masa, est

á

n formados, en

ú

ltimo an

á

lisis,

ú

nicamente de protones y e lectrones en n

ú

mero e norme. De acuerdo con e sta concepci

ó

n, los

á

tomos de los elementos que son los materiales

ú

ltimos con que se construyen todos los cue rpos mate riales, habr

á

n de e star a su vez formados de electrone s y protones, y las 92

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