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Revista de España (1880-07-01 00:00:00), página 433

FÍSICA GENERAL

CONSTITUCION DE LA MATERIA.

Admitiendo que se dé el tantas veces repetido nombre de materia á ese algo que constituye eternamente á los cuerpos, concederemos tambien que nosotros no podemos conocer por medio de la experiencia más materia que la activa. Para que veamos un cuerpo, le toquemos, ó le sintamos de cualquier otro modo, es necesario que aquél modifique el estado de nuestros órganos, que obre sobre ellos y les haga cambiar, ó lo que es lo mismo, que sea lo que ya hemos dicho, que sea activo. Si nuestro organismo no se modificara, no experimentaríamos sensacion alguna; y una materia que no cambiara ni hiciera cambiar, no sería conocida.

Expresándonos todavía con mayor prudencia, por exigirlo siempre así la indagacion científica y mucho más el asunto de que tratamos, podremos decir que lo único sometido á nuestra experimentacion son los distintos cuerpos naturales, segun todo el mundo los conoce y los define aunque sea sin darse cuenta de ello. Cuando se les ha estudiado cientificamente se han distinguido allí por el análisis dos factores, necesario uno á su subsistencia y otro á la presentacion de los fenómenos en ellos, la m-
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teria y la fuerza; pero al mismo tiempo hombres tan eminentes como Helmholtz han reconocido desde el primer momento que aquellos son sólo dos abstracciones de la realidad formadas por el mismo procedimiento intelectual, y que su unión, si es que esta se puede llamar así, es anterior á la resolución artificiosa de los diversos dualismos que puedan establecerse. ¿Qué hay de exacto en esto?

La materia ha sido definida en la mayor parte de los tratados de física, diciendo, conforme antes hemos indicado, que es lo que constituye á los cuerpos; añadiéndose, para complemento y como aclaración de esta frase, que cuerpo es todo lo que puede afectar á nuestros sentidos y especialmente al del tacto (1). Que tales explicaciones no nos sacan de profundas dudas, creemos lo notará cualquiera sin extraordinario esfuerzo; cerciorémonos, además, de si es riguroso y preciso lo poco que de ellas se comprende.

En la segunda, que es donde se hace ya una afirmación susceptible de ser discutida, se señala á las sensaciones tattiles como aquellas que deben decidir en última apelación acerca de si una cosa es cuerpo ó no es cuerpo. Se habrá pretendido huir con esto de conceder el carácter de tales á las sombras, por ejemplo, que impresionan á algunos de nuestros sentidos; pero se cae en la exageración opuesta tropezando con la dificultad de limitar la esfera de nuestra observación hasta un extremo que nadie admitiría. Para aplicar con severidad este criterio, tendríamos que renunciar á decir que los astros eran cuerpos, porque hoy por hoy, y al menos que nosotros sepamos, no se conoce medio alguno de emplear el tacto en semejante investigación (2).

(1) En otras definiciones se adoptan frases algo diferentes; pero que giran siempre alrededor de estos mismos conceptos.
(2) Triste es tenerse que detener, aunque sea solo un momento, en estas consideraciones que parecerán triviales e inútiles á casi todo el mundo; pero es trabajo que hace completamente necesario el estado de los conocimientos creados por la generalidad de las enseñanzas que se dan de la física en España, y por las obras de texto publicadas en nuestra lengua, estado de conocimientos más separado de los derroteros que ha seguido la ciencia en todas las épocas que pudiera estarlo el engendrado por tratados de astronomía en los cuales se consignará que el sol gira alrededor de la tierra, ó
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Además, sin ir tan lejos, aquí mismo, en la superficie de la tierra, encontraríamos también muchos inconvenientes para podermos aprovechar de los medios de conocer y distinguir que nos proporciona la segunda aclaración. Solo se nos dan á conocer los gases cuando se hallan animados de un fuerte movimiento ó á temperaturas muy diferentes de las de nuestro organismo, y aun entonces no de un modo directo: esa impresión particular debida á la cohesión, enérgica al ser producida por los sólidos, y si por los líquidos todavía perceptible, falta en el contacto con las materias en este estado cuando se encuentran en otras condiciones diferentes de las que acabamos de citar. Hoy, después de los experimentos de Tyndall que indicaremos rápidamente luego (1), puede decirse todavía más; los pocos fenómenos que sirven para marcar la presencia de un gas se deben á la diseminación en él de cuerpos en otro estado. Pensamos bastará con las ligeras indicaciones anteriores para que se comprenda que las definiciones más corrientes de materia y cuerpo no son exactas, sobre no hacernos adelantar nada en el conocimiento de la naturaleza.

De la fuerza se dice que es toda causa capaz de producir movimiento ó de modificarle, y se descubre á primera vista que el origen de esta aseveración es puramente mecánico; que de la me-

que la luna era mucho mayor que la estrella Sirius, porque así aparece su disco mirado desde nuestro planeta. ¿Será esta la ciencia que los Sres. Orovio y Torneo han querido elevar á ciencia absoluta con exolución de toda otra? El por qué de esto se comprende tanto menos cuanto más se reflexiona: por un lado, en que el padre Secchi figura entre los que han contribuido á los brillantes progresos de la física en estos últimos años; y por otro, en que dichos progresos, atestiguados desde el año 40 ó 45 por cosas tan de bulto como el perfeccionamiento de los telégrafos eléctricos, las redes de ferro-carriles, los alumbrados por el gas eléctrico y los recientes descubrimientos de Edison, son hoy bien conocidos hasta para el último habitante de la más arrinconada aldea. Por fortuna, no carecemos de personas que se dediquen con fruto á las investigaciones científicas, como lo prueban los éxitos alcanzados por algunos de nuestros compatriotas en París, en la Universidad de Estraburgo y en Viena; pero muchos de estos son, desgraciadamente, de los que salieron del profesorado á consecuencia de los decretos del 75.

(1) Véanse Fragmentos de ciencia: una serie de ensayos, comunicaciones, revistas sueltas por John Tyndall.—Primera Memoria intitulada Condición óptica de la atmósfera en sus relaciones con la putrefacción y el contagio (en inglés).
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cánica ha tenido que venir á la Física, á la rama del conocimiento humano que tiene por objeto el estudio de toda la actividad natural. Siendo esto así, no podremos pensar que la luz, el calor, la electricidad y el magnetismo, son siempre, y en todo caso, fuerzas, si no solo cuando las veamos engendrar movimientos de un modo más ó menos directo; y si seguimos afirmando esto mismo en las demás ocasiones, no será sino á beneficio de una hipótesis, tan racional como se quiera; pero hipótesis al fin: solo en virtud de creer, según hoy se cree, que los agentes físicos son engendrados por pequeños movimientos de los átomos ó supuesto: elementos materiales.

Todo este rodeo ha sido necesario para que, una vez dominada la ciencia por las consecuencias de las anteriores concepciones, pudieran aplicarse los principios dinámicos más conocidos al estudio de los fenómenos térmicos, ópticos, eléctricos y magnéticos, y bien fácil es darse cuenta del carácter de la inversión de términos que con esto se producía. El movimiento es una simple forma de cambio; el cambio es lo general, del cual son luego manifestaciones los de todas las especies enumeradas; la fuerza ó la energía es, como ha dicho muy bien Rankine (1), la capacidad general para el cambio. Por el contrario, dentro de la manera abstracta, según la cual hemos llegado á ver las cosas, no nos ha sido posible hacer teoría dinámica hasta que nos hemos creído autorizados á decir en todos los tonos que los cambios son microscópicos, y menos que microscópicos movimientos, llevando la imagen del péndulo y la que nos hemos formado de las órbitas sidéreas (2) al seno mismo de las masas, á lo que ni hoy ni probablemente nunca será asequible á la observación (3).

(1) Macquorn Rankine, Perfiles de la ciencia Energética (en inglés).—Nuevo diario filosófico de Edimburgo.—Nueva serie núm. 3, volumen II número I, correspondiente á Julio de 1855, pág. 120 (Memoria leída á la Sociedad filosófica de Glasgow).
(2) Recuérdese la forma de las trayectorias que se asignan á las moléculas en los fenómenos de polarización elíptica.
(3) No queremos negar con esto el que podamos penetrar algún dia en la observación directa del modo de cumplirse los fenómenos interiores, sino que deseamos hacer constar que así como en la célula quedan todavía numerosos problemas por resolver respecto de los factores que entran á formar las diversas partes denominadas membrana, núcleo, nucleolo, contenido, etc., que
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A menos de no pretender subordinar nuestro conocimiento á unas ó otras hipótesis, nosotros no podremos afirmar, en resumen, sino que la investigación física primera nos dá cuerpos que cambian; intentando luego elevarnos á las causas de esto; pero procediendo con la prudencia con que procede el físico inglés cuyo nombre acabamos de citar, añadiremos solo que estos cuerpos deben poseer una capacidad para el cambio que denominamos energía; esta prudencia no nos impedirá ir más lejos después, y nos hará llegar con paso más seguro. Examinemos ahora las diferencias más generales que se perciben entre las distintas formas físicas de los cuerpos.

II

A los cuerpos se les observa en tres estados principales, los más generalmente conocidos y los señalados por los físicos como tipos á los cuales se acomoda la presentación de toda materia; estos tres estados son, como es bien sabido, el sólido, el líquido y el gaseoso, indicados en el orden en que han ido siendo estudiados con mayor atención. En diferentes ocasiones se han tratado de agregar otros á los anteriores; pero presentárn-les con su mismo carácter, ó sea con el de formas bien marcadas, muy distintas entre sí, y encerrada cada una de ellas en límites propios, si bien franqueables á beneficio de diversas influencias, como la presión, el calor y la acción química. Boutigny defendió con empeño la existencia del que llamaba esferoidal, poniendo en interpretación tan exterior la importancia de los hechos curiosísimos descubiertos por él, hechos que la han tenido, y grande, bajo otro aspecto muy distinto. William Crookes, aunque á otra altura, hace hoy una campaña de parecido género en favor de la materia radiante, preocupándose en los medios de dar esta escasa trasceudencia á descubrimientos que son por sí solos un título de gloria para el sabio inglés (1).

hoy distinguimos ya perfectamente en ella, así quedarán siempre mil detalles que investigar respecto de lo que en cada uno de los momentos juzguemos más elemental.

(1) Los trabajos y teorías de William Crooke han sido expuestos en español en una obra publicada por el actual secretario primero de la sección de ciencias del Ateneo de Madrid, D. José Rodríguez Mourelo.
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Examinando la ley general que debe comprender todos los cambios de volumen bajo la influencia del calor, Verdet ha creído había que hacer constar que los cambios de estado de los cuerpos no podían ser mirados sino como puntos singulares de la ley de dilatación, aun en el caso de admitir que se producen en cada masa de la manera más brusca posible (1); añadamos que la indicada rapidez en la trasformación no se observa nunca en muchas sustancias, y que hoy se tiende á pensar, en presencia de datos y observaciones, que no se realiza en ninguna. Los cuerpos procedentes de los reinos que llamamos orgánicos, las grasas, las albúminas, el protoplasma, ó se hallan en estados intermediarios entre el sólido y el líquido, ó pasan lentamente de aquél á éste y vice-versa por una serie continua de fases sin que se pueda decir cuál es el momento en que una de estas presenta ya más caracteres de la primera ó de la segunda forma física: el estudio de los puntos críticos entre gases y líquidos ha permitido afirmar el mismo principio. Lo que acabamos de indicar, asociado á consideraciones de otra índole, consiente que se admita autorizadamente el principio de que aun los cambios que juzgamos bruscos constan de una multitud de modificaciones infinitamente pequeñas, que pasan con rapidez ante nosotros; en una palabra, que no existe discontinuidad alguna en la realización de estos fenómenos.

La doctrina de la continuidad de los estados de la materia, es una doctrina á la que vienen á prestar nuevo apoyo todos los hechos que se descubren, y destinada á ganar cada día más terreno. Entendida del único modo que es posible entenderla, nos dice que se cuentan en número infinito estas formas físicas, para las cuales buscábamos antes los nombres específicos que hoy se siguen buscando todavía por algunos; que las designadas en particular con caracteres dados, poseen la significación de términos medios que creemos más extensos de lo que son realmente, por nuestra incapacidad orgánica para apreciar diferencias delicadas; como reducimos á seis ó siete colores los innumerables matices formados por las radiaciones de todas las refringencias que

(1) Véanse las obras de Verdet publicadas y anotadas por sus alumnos. Teoría mecánica del calor.—Tomo I.
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existen en el espectro solar, y que una serie de continuas gradaciones de concreción material, que se presenta sin salto ni violencia alguna, conforme se manifiesta también la serie de las tintas en el antecitado espectro, lleva desde el sólido más condensado que se intente concebir hasta la materia que hoy llama Crooke materia radiante, y hasta las mucho más sutiles que podamos idear. Con esto desaparece la clasificación en estados, ó si se quiere de otro modo, el número de estos se hace infinito.

Juzgando ahora los estados más conocidos, como estos puntos que pueden tomarse á cierta distancia unos de otros; haciendo caso omiso por un momento de los demás intermedios para poder realizar nuestro estudio y marcar con mayor claridad el orden de las ideas que vamos á exponer; tomando las masas que respondan mejor á los caracteres de sólidas, líquidas, gaseosas ó materia radiante, y comparándolas entre sí, no dejaremos de apercibirnos de que no sólo ofrecen distintas propiedades, sino que posee cada una de ellas distinto número de propiedades. Queremos decir con esto que hay datos que pueden apreciarse en algunas, que se aplican á distinguir unos de otros los cuerpos que se hallan en un mismo estado, que sirven, en una palabra, para fundar, entre otras cosas, caracteres físicos de las sustancias químicas particulares, y que estos datos se buscan en vano en las demás.

Los sólidos presentan distintos grados de dureza y de blandura; forma propia ó que conserven por sí mismos en cualquier condición en que se encuentren; casi siempre opacidad, y en su infinita mayoría color. Respecto á los líquidos, no cabe hablar de lo primero; no manifiestan la segunda sino al no ejercer la gravedad influencia sobre ellos, ó ejercerla muy pequeña; muchos son diáfanos, y con una sola excepción, traslúcidos todos los que existen á la temperatura ordinaria; las desemejanzas de color pierden aquí gran parte de su importancia. Tales son los principales contrastes que llamaron ya la atención de Faraday.

Los líquidos guardan aún, aparte de lo dicho, notable diferencia de densidad ó de peso en igualdad de volumen; nunca son tan marcadas las de los gases. La trasparencia que se había hecho muy común en los primeros, llega á ser universal en los segundos. La existencia de coloraciones en los fluidos aeriformes,
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de los hechos consumados, y si se omiten ciertos principios de doctrina con deseo de negarlos frente á otros puramente históricos, la cuestión queda en pie y se resuelve á favor de la soberanía nacional nueve años después y en 1868.

En 1869 se hallaba España sin monarquía. El trono de los Borbones había desaparecido, y así como en 1845 los hechos indicaban á los partidos la utilidad de no ahondar las diferencias entre la corona y el país con principios, que aunque no se proclamen son de por sí tan fuertes que viven siempre ejerciendo de continuo su acción, en este año, al hacer una nueva Constitución, los hechos consumados facilitaban la proclamación de la soberanía como origen de los poderes y como principio inconcesu de todo sistema político. La nueva monarquía había de venir llamada por la nación y su derecho no arrancaría sino de la voluntad general. Tales circunstancias, que trajo el triunfo del liberalismo radical, hicieron que la transacción con los elementos conservadores dejase intacta la soberanía nacional, expresándose que «la soberanía reside esencialmente en la nación, de la cual emanan todos los poderes.» (1)

(Se continuará.)

RICARDO FRAGOSO.

(1) Constitución de 1867, art. 32.
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se recuerda sólo en alguno que otro caso, las más de las veces difícil de apreciar, y llega á ser una propiedad excepcional.

Conforme indicamos antes, aunque sólo al paso, los gases tienen todavía mémos propiedades de las que comúnmente se cree. Nosotros los vemos iluminados por difusión, contemplamos llena de luz nuestra atmósfera, y esto nos haría concederles la virtud de hacerse visibles bajo la influencia de los rayos solares, si Tyndall no hubiera mostrado que tal efecto se debe al polvo sólido ó á las pequeñas vesículas líquidas que se encuentran siempre suspendidas en todo gas; cuando éstas se suprimen por el procedimiento ingenioso que él describe, los haces luminosos atraviesan las atmósferas gaseosas, pequeñas ó grandes, dejándolas en una absoluta oscuridad (1).

Llegamos ya al exámen del estado cuya admisión propuso William Crookes, dándole el nombre de materia radiante. Como propiedades distintivas, le son asignadas por el físico inglés las de producir la fosforescencia del cristal, ser desviada por un imán, marchar en línea recta formando focos, proyectar sombras, producir la fusión de diversos metales y otras mémos importantes; mas debemos tener en cuenta que para que las manifieste es preciso hacer pasar la corriente de una bobina de inducción por la vasija en que se encuentra dicha materia. El carácter de tales propiedades es, como se ve, muy diferente del que se ha tomado en consideración para señalar las desemejanzas entre los anteriores estados, y del género de las que nos permitirían también señalar mayor número de separaciones entre las otras formas físicas. Prescindiendo de éstas, que pudiéramos decir necesitan ser excitadas por la aplicación de una energía extraña, la materia sometida á tan elevadas rarefacciones carece casi por completo de notas que permitan distinguir distintas sus-

(1) Un distinguido naturalista español, alejado hoy de nuestra patria por desgraciadas causas generales de todos conocidas, D. Salvador Calderón y Arana, ha encontrado una explicación muy satisfactoria de la extraña oscuridad que presentan las cavernas aun cuando se las ilumine con lámparas ó antorchas, explicación que está completamente fundada en estos trabajos de Tyndall. Los sencillos, pero ingeniosísimos experimentos ejecutados por nuestro compatriota, no dejan lugar á duda sobre la exactitud do su doctrina. Véase el tomo primero del Boletín de la Institución libre de enseñanza de Madrid.
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tancias particulares bajo su misma forma, pudiéndose decir que se pierden las últimas á que aún podía acudirse para darse cuenta de la existencia de diversos gases.

El exámen en conjunto de todo lo anterior nos permitirá llamar la atención de los observadores sobre las primeras indicaciones del cumplimiento de una ley general que parece desprenderse de la comparación entre sí de los distintos estados, ya que nos son bien conocidos los medios que podemos emplear para hacer pasar una materia por las variadas fases cuyo estudio nos ocupa. Sabemos que, aplicando más y más calor á un cuerpo cualquiera, ó ejerciendo, cuando es posible, otras influencias equivalentes, le haremos sufrir una serie de trasformaciones que podrán comenzar en el sólido y terminar en la más ténue materia radiante, valiéndonos de esta frase autorizada por el uso; estas trasformaciones se sucederán rigurosamente ante nuestra vista, ó pasarán algunas con la suficiente rapidez para no ser apreciadas. Restando, por el contrario, calor, aumentando las presiones ó obrando de otro modo cualquiera; pero dinámicamente semejante, se cumplirán las trasformaciones en orden inverso, teniéndose por punto de partida la materia radiante ó los gases, y por término, la solidificación.

Reparemos en que cuando hemos acumulado allí energía; ó se ha ido esta almacenamiento bajo la forma potencial, según la frase más vulgar, más impropia y más corriente, ha ido cambiando paralela y continuamente el estado físico de las masas en el orden, serial en que se van perdiendo propiedades y los rasgos del contorno que podemos apreciar como más propios y determinados. Para confirmarnos en las sospechas que nos vaya despertando la consideración anterior, deberemos tener en cuenta al mismo tiempo que en la sucesión de estados inversa, va aumentando el número de propiedades y hasta las limitaciones del espacio por cada masa; limitaciones no apreciables en los gases, incipientemente definidas en los líquidos, y determinadas del todo en los sólidos, guardando este incremento perfecta correspondencia con el trabajo que empleamos en restar actividad potencial, en actualizar ésta, ó en hacer que el cuerpo emita calor ó otras energías, difundiéndolas por el medio que le rodea. ¿Qué valor puede darse á todo esto?
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III

Veamos ahora bajo qué forma aparece ante nosotros la fuerza en sus manifestaciones más externas. Rankine señala como sus dos propiedades principales las de poder trasmitirse y transformarse, y aunque nosotros nos detendríamos con gusto á probar que la fuerza de cada sistema ó de cada ser, le pertenece siempre y no puede comunicarse á otro, y que lo que se afirma al hablar de las trasmisiones es la existencia de hechos muy reales, pero cuyo carácter difiere mucho del que se les asigna; aunque creemos que estas aclaraciones serían de gran interés, prescindiremos por el momento de ellas para no hacer excesivamente largo este escrito, y aceptaremos los términos del lenguaje corriente que se hallan justificados por el modo abstracto según el cual se ha venido considerando la energía, á lo menos, en la medida en que un error científico sirve de explicación y disculpa á los demás que le siguen y son su consecuencia.

Lo que sí notaremos, atendiendo al modo de realizarse las pretendidas trasmisiones, es que no se verifican nunca sin transformación, y mejor aun, que no puede contemplarse la comunicación de efectos de unos sistemas dinámicos á otros, sin que se advierta al mismo tiempo cómo se desdoblan los primeros en dos ó mas formas distintas, se diferencian, podríamos decir; si es que entendemos por esto aparecer varias cosas de separados caracteres en virtud de modificaciones sufridas por otra que queda siempre con ellas en la relación de elemento generador á partes engendradas. Mostremos esto mismo en algunos ejemplos que lo hagan ver más claro.

Cuando una masa se somete á la acción de un foco calorífico, su temperatura se eleva y su volumen aumenta: el cuerpo ha experimentado un cambio que en realidad ha sido total, pasando de una condición dada á otra completamente distinta; pero este cambio se ha expresado ante nosotros por lo menos en dos efectos diferentes: el cuerpo obra sobre nuestros nervios tactiles, produciéndonos esa sensación particular que nos hace decir que calienta más que antes; al mismo tiempo ejerce el influjo necesario sobre otros sentidos para permitirnos afirmar que su volú-