Màquines i instruments

—L’impacte de la tècnica i la cultura material de les ciències fisicoquímiques en la producció del coneixement científic.—

Sentia respecte pel carbó, pel ferro perfilat, per les matèries primeres adormides i per tots els productes semi-facturats; però el que realment estimava i sentia eren els productes manufacturats, transformats ja pel treball de l’home i preparats per viure la seva pròpia vida. […] Les màquines eren per a ell éssers humans, que li despertaven constantment sensacions, pensaments i desitjos. La rampa del davant de la locomotora, anomenada topall, el va obligar a interessar-se per la infinitud de l’espai. Sortia exprés per la nit, per observar les estrelles i assegurar-se que el món era tan vast com perquè les rodes poguessin viure i rodar eternament.

Andréi Platonov, Chevengur (1927)

A mitjan dècada del 1970, l’historiador diplomàtic Vincent Ilardi va descobrir que, a la correspondència entre el Ducat de Milà i el seu ambaixador a la República de Florència, s’insistia en l’encàrrec d’un número ingent de lents o ulleres (fins a dos centenars d’elles). El volum i les especificacions mostraven que va existir un comerç ampli i comú d’aquest tipus d’objecte, que el seu epicentre a Europa va ser a Florència i que cap a mitjan segle XV ja es fabricaven lents còncaves per corregir la miopia.

Ja era conegut que des de finals del segle XIII es preparaven lents convexes per corregir la presbícia. Però el descobriment d’Ilardi —posteriorment aprofundit en un estudi sobre la producció no només d’ulleres sinó també del primers telescopis i microscopis simples— va invalidar el que fins llavors havien afirmat els historiadors en base a l’estudi de tractats renaixentistes (impresos o manuscrits) d’òptica. Gràcies al treball en equip sobre una multitud d’arxius, es va aconseguir documentar una cinquantena de tallers de fabricants d’ulleres i un comerç amb nombrosos clients al continent europeu i encàrrecs que podien arribar fins a desenes de milers de peces. La producció de lents en aquest context ofereix característiques preindustrials, atès que va suposar importants inversions de capital i de treball, alguna divisió de tasques entre artesans de diferents gremis, un producte amb segell d’origen encara que no estandarditzat i una economia mercantilista.

Venda d’ulleres en un mercat. Gravat de la sèrie Nova Reperta: Conspicilla per Joannes Stradanus (Brujas, 1523 – Florència, 1605). Biblioteca Albertina, Viena.

És també un cas paradigmàtic per a la història de la ciència, la tècnica i la medicina perquè ha permès discutir acarnissadament sobre els orígens i dinàmiques d’invents com les lents i els telescopis. Debats de prioritat sobre els llocs i inventors, les teories de la visió i les pràctiques i epistemologies del fenomen de la invenció o el descobriment. Durant diversos segles els artesans ullerers van fabricar lents còncaves i convexes per millorar o amplificar la vista, mitjançant la seva destresa i intel·ligència manual i sense cap recurs a teories formalitzades mitjançant tractats d’òptica. El seu treball va inspirar a filòsofs, matemàtics i enginyers com el mateix Galileu, que van ser també els seus clients.

Al segle XVII algunes de les més grans exportacions florentines de lents de vidre polit d’alta qualitat (per a ús en microscopis i telescopis) es van dirigir a Anglaterra, on estava emergint una important indústria de fabricació d’instruments científics. El negoci internacional d’instruments d’astronomia va estar dominat pels tallers anglesos fins a inicis del segle XIX. Amb el sorgiment i consolidació de la filosofia natural i el seu peculiar ús de l’experiment, la producció de vidre a Europa es dirigiria també a la manufactura de peces per construir termòmetres, baròmetres, màquines pneumàtiques, màquines elèctriques i una àmplia gamma de recipients i tubs emprats en l’estudi fisicoquímic de líquids i gasos i els agents de la natura que van ser anomenats “fluids imponderables” a finals del segle XVIII.

Detall de la màquina de Morin (segle XIX) pertanyent a la col·lecció de l’IES Lluís Vives, València. Dissenyada per Arthur Morin (director del Conservatoire des Arts et Métiers) com a eina didàctica per mostrar gràficament les característiques del moviment rectilini uniformement accelerat. Consta d’un cilindre recobert de paper sobre el que el cos en caiguda marca el seu recorregut amb tinta. El moviment de rotació del cilindre (corresponent al pas del temps) és activat per la caiguda d’una pesa. Per aconseguir que sigui uniforme, a la part superior un mecanisme d’aspes gira i el regula per amortiment amb l’aire. Aquest mecanisme va ser habitual als grans rellotges públics fins entrat el segle XX.

Durant l’edat moderna, abans de la configuració de les disciplines i professions científiques contemporànies, la inspiració científica va venir clarament del món tècnic quotidià dels cultivadors de la ciència, en el que sovint confluïen, de manera indistingible, matemàtics pràctics, tecnòlegs o enginyers d’antany. La navegació va convertir els mapes en veritables instruments més enllà del seu paper simbòlic. També va introduir l’ús de la brúixola, va perfeccionar la mesura del temps mitjançant la combustió de varetes d’encens, rellotges de sorra i cronòmetres. Es van aprofitar així mateix els desenvolupaments “terrestres” de l’astronomia gràcies a instruments com l’astrolabi. La producció de rellotges mecànics des de l’edat mitjana per a edificis religiosos i cívics no només va tenir un important impacte sociopolític, sinó que va contribuir al desenvolupament de la mecànica i les seves aportacions a la construcció de màquines i instruments per a l’enginyeria i la física. Les ulleres de llarga vista es van dissenyar en conjunció amb les necessitats de la guerra. La famosa màquina pneumàtica dels laboratoris de filosofia natural va sorgir en un medi en què ja abundaven bombes hidràuliques per a l’evacuació d’aigua a les mines i el subministrament d’aigua provinent de pous. Les recerques sobre l’equivalent mecànic de la calor (unes investigacions vitals per a la unificació teòrica de la física a finals del segle XIX) van fer un intens ús dels coneixements de termometria acumulats per la indústria cervesera.

A mitjan segle XX, existia una historiografia dominant que presentava la ciència grega i renaixentista com una empresa del pensament, marcada per la intel·ligència de les matemàtiques i el coneixement filològic davant l’experiència, caracteritzada així amb una superba reticència a qualsevol treball manual, indigne de l’estatus intel·lectual i sociopolític del cultivador de les ciències. La reivindicació de la tècnica i els seus practicants, que van realitzar alguns investigadors contemporanis dedicats a l’estudi de la cultura material de la ciència, especialment aquells involucrats en la gestió i l’ús de museus i col·leccions, va tenir un paper fonamental per anar mudant aquesta imatge platònica. Avui sabem que la fabricació de màquines i models mecànics va ser molt més important a l’antiga Grècia del que es pensava fa dècades, tal com ha mostrat la recuperació i l’estudi de les poques restes arqueològiques conservades. La imatge actual de Galileu és el d’un enginyer cortesà i ja fa temps que es va demostrar mitjançant treball d’arxiu, encara que també replicacions experimentals, que sí va realitzar experiments reals per avançar en les seves investigacions.

Als orígens concatenats de manufactures i itineraris de recerca, va cobrar una rellevància capital el problema de la replicació dels experiments que, en investigacions com les realitzades per Robert Boyle sobre el buit o Antoine Lavoisier sobre la composició de l’aigua, duria a grans polèmiques sobre la legitimitat dels resultats científics, en base a la dificultat de reproduir instruments, muntatges i procediments experimentals. La historiografia de la ciència ha emfasitzat especialment la precisió i l’habilitat d’alguns cultivadors de la ciència en les seves recerques, però progressivament ha admès que aquestes mateixes qualitats s’han d’aplicar al col·lectiu cada vegada més nombrós i organitzat —i, tanmateix, sovint invisibilitzat— dels artesans i fabricants d’instruments científics. Així mateix, s’ha acceptat que ni la teoria sempre precedeix a l’experiment, ni la ciència a la tecnologia. Avui s’admet que molts dels majors invents tecnològics van ser resultat de la pràctica, sense teoritzacions prèvies i sense a penes comprensió dels seus mecanismes, si bé alguns es van convertir posteriorment en objecte d’estudi per a la ciència.

Model de locomotora (finals s. XIX) conservat a les Escuelas San José — Jesuitas de València. Signatura ESJ-0304. Peça catalogada per Lucía Coll Peinado en el marc del seu Treball Final de Màster Catalogació i estudi dels instruments científics de les Escoles San José de València (segles XIX-XX) (Universitat de València, 2020).

Actualment, la replicació experimental ha esdevingut una metodologia més de la història de la ciència i la tècnica. Té com a objectius comprendre les recerques del passat, fomentar l’aprenentatge de la ciència contemporània o promoure la comunicació de la ciència als museus científics. Historiadors com Otto Sibum i Lawrence Principe han demostrat la complexitat pràctica de dur a terme experiments del passat, alhora que han reflexionat sobre les seves virtuts epistèmiques i interès cognitiu. Terje Brundtland ha discutit les dificultats tècniques de tornar a fabricar màquines genuïnes, per la dificultat de trobar artesans amb les mateixes capacitats que les d’antany, per exemple per dominar la tècnica de bufar esferes de vidre en la fabricació de màquines electrostàtiques. Per la seva part, Peter Heering ha mostrat les potencialitats didàctiques de l’ús d’experiments històrics com a procés de recerca per a la formació actual de professors de ciències.

Fàbrica de l’empresa Zeiss d’instruments d’òptica, Jena, 1914. Extret d’Auberbach, Felix. Das Zeisswerk und die Carl-Zeiss-Stiftung in Jena. Jena: Gustav Fischer (1914).

Juntament amb les fonts impreses i manuscrites, les col·leccions dels gabinets de física i química conservades als museus, escoles i universitats han estat fonamentals per encaminar aquest tipus de tasques. El gabinet de física i química, com a espai i col·lecció organitzada d’instruments científics i experiments, té una història que, arrencant a finals del segle XVII i esdevenint al segle XVIII un medi important de cultura cortesana i pública (en salons, teatres i espais urbans oberts), s’integra al segle XIX en el context de l’ensenyament formal d’aquestes disciplines escolars, amb un arsenal estandarditzat d’eines d’aprenentatge i persuasió didàctica. Als gabinets trobem des d’instruments dissenyats expressament per comunicar la ciència en situacions d’aprenentatge fins a instruments que prèviament van ser punters en l’àmbit de la recerca, així com models de màquines i tecnologies rellevants en el món industrialitzat del que formen part les escoles.

Accelerador Van de Graaff de grans dimensions, utilitzat per a espectacles al Museum of Science de Boston. Va ser dissenyat per Robert Van der Graaff, que va establir una empresa i va comercialitzar internacionalment els seus models. Utilitzat per a la investigació durant dues dècades al Massachusetts Institute of Technology, a mitjan segle XX va ser traslladat al museu on segueix actualment. Fotografia de l’autor.

Amb les transformacions introduïdes per la revolució industrial en el processament de les matèries primeres, la inversió de capitals i la organització del treball a la fàbrica, el negoci de la producció d’instruments científics es va transformar. Els tallers amb no més d’una dotzena d’empleats, que eren encara comuns en algunes ciutats a mitjan segle XIX, van deixar pas a conglomerats autònoms de fàbriques organitzades mitjançant una divisió del treball i de la producció de parts i acabats. En la societat industrial, el vapor i l’electricitat van constituir noves fonts d’energia i d’organització del temps i l’autonomia de les classes treballadores. Aquesta autonomia va ser progressivament limitada per les màquines imposades per la direcció de fàbrica per controlar i multiplicar una producció expandida i estandarditzada. La màquina com a símbol va il·luminar utopies que van configurar noves visions del món, però alhora va introduir relacions cada vegada més desiguals entre patrons i treballadors, marcades per la plusvàlua del producte industrial capitalista. El poder transformador de la indústria d’instruments científics es va visualitzar també en la seva capacitat de transformar i articular ciutats senceres al voltant del seus complexes fabrils, o de crear ciutats noves mitjançant projectes de paternalisme filantròpic amb la intenció de reformular la classe treballadora.

A la vegada, en el pas del segle XIX al segle XX, la ciència es va industrialitzar. Es va introduir no només una nova organització del treball sinó també instal·lacions de grans dimensions amb requeriments arquitectònics i urbanístics especials. Així, a mitjan segle XX, en la creació d’algunes de les ciutats universitàries més avantguardistes, a Ciutat de Mèxic i São Paulo, els acceleradors de partícules van tenir un protagonisme essencial en l’articulació i comunicació no només dels projectes de construcció sinó també de les comunitats i disciplines que habitaran en aquests nous medis. En la creació coetània de l’Organització Europea de Recerca Nuclear (CERN) als afores de Ginebra, es va reconfigurar radicalment el territori en inserir en un espai rural i de baixa densitat demogràfica un complex internacional de recerca en ciències físiques. Mentre que els primers acceleradors del CERN mesuraven una quinzena de metres de circumferència, els acceleradors actuals poden arribar a ocupar més de 50 kilòmetres quadrats de superfície. Els primers acceleradors de partícules van a morir, com a velles màquines, a les instal·lacions dels centres de ciències, on renaixen en un nou món de llum i de color en el qual la ciència, l’instrument i la màquina es veuen despullats del seu atzarós recorregut social, polític i econòmic, per il·luminar-nos amb noves utopies i renovar instantàniament la fe de la nostra vocació per la ciència.

Josep Simon
IILP-UV

Com citar aquest article:
Simon, Josep. Màquines i instruments. Sabers en acció, 08-11-2023. https://sabersenaccio.iec.cat/maquines-i-instruments/.

Per a saber-ne més

Pots ampliar la informació amb la bibliografia i recursos disponibles.