Máquinas e instrumentos

—El impacto de la técnica y la cultura material de las ciencias fisicoquímicas en la producción del conocimiento científico.—

Sentía respeto por el carbón, por el hierro perfilado, por las materias primas dormidas y por todos los productos semi-manufacturados; pero lo que realmente amaba y sentía eran los productos manufacturados, transformados ya por el trabajo del hombre y preparados para vivir su propia vida. […] Las máquinas eran para él seres humanos, que le despertaban constantemente sensaciones, pensamientos y deseos. La rampa delantera de la locomotora, llamada carrete, le obligó a interesarse por la infinitud del espacio. Salía adrede por la noche, para observar las estrellas y cerciorarse de que el mundo era tan vasto como para que las ruedas pudieran vivir y rodar eternamente.

Andréi Platonov, Chevengur (1927)

A mediados de la década de 1970, el historiador diplomático Vincent Ilardi descubrió que, en la correspondencia entre el Ducado de Milán y su embajador en la República de Florencia, se insistía en el encargo de un número ingente de lentes o anteojos (hasta dos centenares de ellos). El volumen y las especificaciones hacían ver que existió un comercio amplio y común de ese tipo de objetos, que su epicentro en Europa estuvo en Florencia y que hacia mediados del siglo XV ya se fabricaban lentes cóncavas para corregir la miopía. 

Ya era conocido que desde finales del siglo XIII se preparaban lentes convexas para corregir la presbicia. Pero el descubrimiento de Ilardi —posteriormente profundizado en un estudio sobre la producción no solo de gafas sino también de los primeros telescopios y microscopios simples— invalidó lo que hasta ese momento habían afirmado los historiadores en base al estudio de tratados renacentistas (impresos o manuscritos) de óptica. Gracias al trabajo en equipo sobre una multitud de archivos, se consiguió documentar una cincuentena de talleres de anteojeros y un comercio con numerosos clientes en el continente europeo y encargos que podían llegar hasta decenas de miles de piezas. La producción de lentes en este contexto ofrece características preindustriales, pues supuso importantes inversiones de capital y de trabajo, alguna división de tareas entre artesanos de diferentes gremios, un producto con sello de origen aunque no estandarizado y una economía mercantilista.

Venta de anteojos en un mercado. Grabado de la serie Nova Reperta: Conspicilla por Joannes Stradanus (Brujas, 1523-Florencia, 1605). Biblioteca Albertina, Viena.

Es también un caso paradigmático para la historia de la ciencia, la técnica y la medicina en cuanto a que ha permitido discutir encarnizadamente sobre los orígenes y dinámicas de inventos como las lentes y los telescopios. Debates de prioridad sobre los lugares e inventores, las teorías de la visión y las prácticas y epistemologías del fenómeno de la invención o el descubrimiento. Durante varios siglos los artesanos anteojeros fabricaron lentes cóncavas y convexas para mejorar o amplificar la vista, mediante su destreza e inteligencia manual y sin ningún recurso a teorías formalizadas mediante tratados de óptica. Su trabajo inspiró a filósofos, matemáticos e ingenieros como el propio Galileo, que fueron también sus clientes. 

Para el siglo XVII algunas de las mayores exportaciones florentinas de lentes de cristal pulido de alta calidad (para uso en microscopios y telescopios) se dirigieron a Inglaterra, donde estaba emergiendo una importante industria de fabricación de instrumentos científicos. El negocio internacional de instrumentos de astronomía estuvo dominado por los talleres ingleses hasta inicios del siglo XIX. Con el surgimiento y consolidación de la filosofía natural y su peculiar uso del experimento, la producción de vidrio en Europa se dirigiría también a la manufactura de piezas para construir termómetros, barómetros, máquinas neumáticas, máquinas eléctricas y una amplia gama de recipientes y tubos empleados en el estudio fisicoquímico de líquidos y gases y los agentes de la naturaleza que fueron denominados “fluidos imponderables” a finales del siglo XVIII.

Detalle de la máquina de Morin (siglo XIX) perteneciente a la colección del IES Lluís Vives, Valencia. Diseñada por Arthur Morin (director del Conservatoire des Arts et Métiers) como herramienta didáctica para mostrar gráficamente las características del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Consta de un cilindro recubierto de papel sobre el que el cuerpo en caída marca su recorrido con tinta. El movimiento de rotación del cilindro (correspondiente al paso del tiempo) es activado por la caída de una pesa. Para lograr que sea uniforme, en la parte superior un mecanismo de aspas gira y lo regula por amortiguamiento con el aire. Dicho mecanismo fue habitual en los grandes relojes públicos hasta entrado el siglo XX.

Durante la Edad Moderna, antes de la configuración de las disciplinas y profesiones científicas contemporáneas, la inspiración científica vino claramente del mundo técnico cotidiano de los cultivadores de la ciencia, en el que a menudo confluían, de manera indistinguible, matemáticos prácticos, tecnólogos o ingenieros de antaño. La navegación convirtió los mapas en verdaderos instrumentos más allá de su papel simbólico. También introdujo el uso de la brújula, perfeccionó la medida del tiempo mediante la combustión de varillas de incienso, relojes de arena y cronómetros. Se aprovecharon asimismo los desarrollos “terrestres” de la astronomía gracias a instrumentos como el astrolabio. La producción de relojes mecánicos desde la Edad Media para edificios religiosos y cívicos no solo tuvo un importante impacto sociopolítico, sino que contribuyó al desarrollo de la mecánica y sus aportes a la construcción de máquinas e instrumentos para la ingeniería y la física. Los anteojos de larga vista se diseñaron en conjunción con las necesidades de la guerra. La famosa máquina neumática de los laboratorios de filosofía natural surgió en un medio en el que ya abundaban bombas hidráulicas para la evacuación de agua en las minas y el suministro de agua proveniente de pozos. Las investigaciones sobre el equivalente mecánico del calor (unas investigaciones vitales para la unificación teórica de la física a finales del siglo XIX) hicieron un intenso uso de los conocimientos de termometría acumulados por la industria cervecera.

A mediados del siglo XX, existía una historiografía dominante que presentaba la ciencia griega y renacentista como una empresa del pensamiento, marcada por la inteligencia de las matemáticas y el conocimiento filológico frente a la experiencia, caracterizada así con una soberbia reticencia a cualquier trabajo manual, indigno del estatus intelectual y sociopolítico del cultivador de las ciencias. La reivindicación de la técnica y sus practicantes, que realizaron algunos investigadores contemporáneos dedicados al estudio de la cultura material de la ciencia, especialmente aquellos involucrados en la gestión y uso de museos y colecciones, tuvo un papel fundamental para ir mudando esa imagen platónica. Hoy sabemos que la fabricación de máquinas y modelos mecánicos fue mucho más importante en la Antigua Grecia de lo que se pensaba hace décadas, tal y como ha mostrado la recuperación y el estudio de los pocos restos arqueológicos conservados. La imagen actual de Galileo es la de un ingeniero cortesano y hace ya tiempo que se demostró mediante trabajo de archivo, aunque también replicaciones experimentales, que sí realizó experimentos reales para avanzar en sus investigaciones.

En los orígenes concatenados de manufacturas e itinerarios de investigación, cobró una relevancia capital el problema de replicación de los experimentos, que, en investigaciones como las realizadas por Robert Boyle sobre el vacío o Antoine Lavoisier sobre la composición del agua, llevaría a grandes polémicas sobre la legitimidad de los resultados científicos, en base a la dificultad de reproducir instrumentos, montajes y procedimientos experimentales. La historiografía de la ciencia ha enfatizado especialmente la precisión y la habilidad de algunos cultivadores de la ciencia en sus investigaciones, pero progresivamente ha admitido que esas mismas cualidades han de aplicarse al colectivo cada vez más numeroso y organizado —y, sin embargo, a menudo invisibilizado— de los artesanos y fabricantes de instrumentos científicos. Asimismo, se ha aceptado que ni la teoría siempre precede al experimento, ni la ciencia a la tecnología. Hoy se  admite que muchos de los mayores inventos tecnológicos fueron resultado de la práctica, sin teorizaciones previas y sin apenas comprensión de sus mecanismos, si bien algunos se convirtieron posteriormente en objeto de estudio para la ciencia.

Modelo de locomotora (finales s. XIX) conservado en las Escuelas San José – Jesuitas de Valencia. Signatura ESJ-0304. Pieza catalogada por Lucía Coll Peinado en el marco de su Trabajo Final de Máster Catalogació i estudi dels instruments científics de les Escoles San José de València (segles XIX-XX) (Universitat de València, 2020).

Actualmente, la replicación experimental se ha convertido en una metodología más de la historia de la ciencia y la técnica. Tiene por objetivos comprender las investigaciones del pasado, fomentar el aprendizaje de la ciencia contemporánea o promover la comunicación de la ciencia en los museos científicos. Historiadores como Otto Sibum y Lawrence Principe han demostrado la complejidad práctica de llevar a cabo experimentos del pasado, al mismo tiempo que han reflexionado sobre sus virtudes epistémicas e interés cognitivo. Terje Brundtland ha discutido las dificultades técnicas de volver a fabricar máquinas genuinas, por la dificultad de encontrar artesanos con las mismas capacidades que los de antaño, por ejemplo para dominar la técnica del soplado de esferas de vidrio en la fabricación de máquinas electrostáticas. Por su parte, Peter Heering ha mostrado las potencialidades didácticas del uso de experimentos históricos como proceso de investigación para la formación actual de profesores de ciencias.

Fábrica de la empresa Zeiss de instrumentos de óptica, Jena, 1914. Extraído de Auberbach, Felix. Das Zeisswerk und die Carl-Zeiss-Stiftung in Jena. Jena: Gustav Fischer (1914).

Junto a las fuentes impresas y manuscritas, las colecciones de los gabinetes de física y química conservadas en los museos, escuelas y universidades han sido fundamentales para encaminar este tipo de tareas. El gabinete de física y química, como espacio y colección organizada de instrumentos científicos y experimentos, tiene una historia que, arrancando a finales del siglo XVII y convirtiéndose en el siglo XVIII en un medio importante de cultura cortesana y pública (en salones, teatros y espacios urbanos abiertos), se integra en el siglo XIX en el contexto de la enseñanza formal de estas disciplinas escolares, con un arsenal estandarizado de herramientas de aprendizaje y persuasión didáctica. En los gabinetes encontramos desde instrumentos diseñados expresamente para comunicar la ciencia en situaciones de aprendizaje hasta instrumentos que previamente fueron punteros en el ámbito de la investigación, así como modelos de máquinas y tecnologías relevantes en el mundo industrializado del que forman parte las escuelas.

Acelerador Van de Graaff de grandes dimensiones, utilizado para espectáculos en el Museum of Science de Boston. Fue diseñado por Robert Van der Graaff, que estableció una empresa y comercializó internacionalmente sus modelos. Utilizado para la investigación durante dos décadas en el Massachusetts Institute of Technology, a mediados de siglo XX fue trasladado al museo en el que sigue actualmente. Fotografía del autor.

Con las transformaciones introducidas por la revolución industrial en el procesamiento de las materias primas, la inversión de capitales y la organización del trabajo en la fábrica, el negocio de producción de instrumentos científicos se transformó. Los talleres con no más de una docena de empleados, que eran todavía comunes en algunas ciudades a mediados del siglo XIX, dejaron paso a conglomerados autónomos de fábricas organizadas mediante una división del trabajo y de la producción de partes y acabados. En la sociedad industrial, el vapor y la electricidad constituyeron nuevas fuentes de energía y de organización del tiempo y la autonomía de las clases trabajadoras. Esta autonomía fue progresivamente limitada por las máquinas impuestas por la dirección de fábrica para controlar y multiplicar una producción expandida y estandarizada. La máquina como símbolo iluminó utopías que configuraron nuevas visiones del mundo, pero al mismo tiempo introdujo relaciones cada vez más desiguales entre patrones y trabajadores, marcadas por la plusvalía del producto industrial capitalista. El poder transformador de la industria de instrumentos científicos se visualizó también en su capacidad de transformar y articular ciudades enteras alrededor de sus complejos fabriles, o de crear ciudades nuevas mediante proyectos de paternalismo filantrópico con la intención de reformar a la clase trabajadora.

A la par, en el paso del siglo XIX al siglo XX, la ciencia se industrializó. Se introdujo no solo una nueva organización del trabajo sino también instalaciones de grandes dimensiones con requerimientos arquitectónicos y urbanísticos especiales. Así, a mediados del siglo XX, en la creación de algunas de las ciudades universitarias más vanguardistas, en Ciudad de México y São Paulo, los aceleradores de partículas tuvieron un protagonismo esencial en la articulación y comunicación no solo de los proyectos de construcción sino también de las comunidades y disciplinas que habitarán en esos nuevos medios. En la creación coetánea de la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN) a las afueras de Ginebra, se reconfiguró radicalmente el territorio al insertar en un espacio rural y de baja densidad demográfica un complejo internacional de investigación en ciencias físicas. Mientras que los primeros aceleradores del CERN medían una quincena de metros de circunferencia, los aceleradores actuales pueden llegar a ocupar más de 50 kilómetros cuadrados de superficie.  Los primeros aceleradores de partículas van a morir, como viejas máquinas, a las instalaciones de los centros de ciencias, donde renacen en un nuevo mundo de luz y de color en el que la ciencia, el instrumento y la máquina se ven despojados de su azaroso recorrido social, político y económico, para iluminarnos con nuevas utopías y renovar instantáneamente la fe de nuestra vocación por la ciencia.

Josep Simon
IILP-UV

Cómo citar este artículo:
Simon, Josep. Máquinas e instrumentos. Sabers en acció, 2023-11-08. https://sabersenaccio.iec.cat/es/maquinas-e-instrumentos/.

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