Podemos considerar ahora las grandes ventajas de que disfrutamos al examinar las combinaciones de fenómenos cuando las cosas están a nuestro alcance y son susceptibles de ser experimentadas.

Se dice que experimentamos cuando reunimos sustancias bajo diversas condiciones de temperatura, presión, perturbación eléctrica, acción química, etc., y luego registramos los cambios observados.

Nuestro objetivo en la investigación inductiva es averiguar exactamente el grupo de circunstancias o condiciones que, al estar presentes, harán que les siga otro grupo determinado de fenómenos.

Si denotamos por A al grupo antecedente y por X a los fenómenos subsecuentes, nuestro objetivo por lo general será descubrir una ley de la forma A = AX, cuyo significado es que allí donde esté A ocurrirá X.

Las circunstancias que podrían enumerarse como presentes en el experimento más simple son muy numerosas, de hecho casi infinitas. Frote dos palos y considere cuál sería una exposición exhaustiva de las condiciones. Están la forma, la dureza, la estructura orgánica y todas las cualidades químicas de la madera; la presión y la velocidad del frotamiento; la temperatura, la presión y todas las cualidades químicas del aire circundante; la proximidad de la tierra con sus poderes atractivos y eléctricos; la temperatura y otras propiedades de las personas que producen el movimiento; la radiación del sol, y hacia y desde el cielo; la excitación eléctrica que posiblemente exista en cualquier nube suspendida; incluso deben mencionarse las posiciones de los cuerpos celestes. Por razones a priori no es seguro asumir que alguna de estas circunstancias carece de efecto, y solo mediante la experiencia podemos distinguir esas condiciones precisas de las cuales procede el calor observado por fricción.

El gran método del experimento consiste en eliminar, una a una, cada una de aquellas condiciones de las que pueda suponerse que ejercen influencia sobre el resultado.

Nuestro objetivo en el experimento de frotar palos es descubrir las circunstancias exactas bajo las cuales aparece el calor. Ahora bien, la presencia de aire puede ser indispensable; por lo tanto, prepárese un vacío y frótese los palos en todos los aspectos igual que antes, excepto que se hace en el vacío.

Si el calor aún aparece, podemos decir que el aire no es, en presencia de las demás circunstancias, una condición indispensable.

La conducción de calor procedente de los cuerpos vecinos puede ser una condición. Evítese esto haciendo que todos los cuerpos circundantes estén fríos como el hielo, que es lo que buscaba Davy al frotar dos trozos de hielo entre sí.

Si el calor todavía aparece, habremos eliminado otra condición, y así podemos continuar hasta que se haga evidente que el gasto de energía en la fricción de dos cuerpos es la única condición para la producción de calor.

La gran dificultad del experimento surge del hecho de que no debemos suponer que las condiciones son independientes.

Antes del experimento no tenemos derecho a afirmar que la fricción de dos palos producirá calor de la misma manera en ausencia de aire que antes. Podemos tener calor producido de un modo cuando el aire está presente, y de otro cuando está ausente.

La investigación se ramifica en dos direcciones, y debemos comprobar en ambos casos si cortar el suministro de calor por conducción impide su evolución en la fricción.

La misma ramificación de la investigación ocurre con respecto a cada circunstancia que interviene en el experimento.

Respecto a solo cuatro circunstancias, digamos A, B, C, D, debemos probar no solo las combinaciones ABCD, ABCd, ABcD, AbCD, aBCD, sino que realmente debemos recorrer el conjunto de las combinaciones dadas en la quinta columna del Alfabeto Lógico.

El efecto de la ausencia de cada condición debe comprobarse tanto en presencia como en ausencia de cualquier otra condición, y de cada selección de dichas condiciones.

La experimentación perfecta y exhaustiva consistiría, en suma, en examinar los fenómenos naturales en todas sus combinaciones posibles y registrar todas las relaciones entre condiciones y resultados que se descubra que son capaces de existir. Se asemejaría así a la exclusión de combinaciones contradictorias llevada a cabo en el Método Indirecto de Inferencia, excepto en que la exclusión de combinaciones no se fundamenta en premisas lógicas previas, sino en los resultados à posteriori de la prueba real.

El lector advertirá, sin embargo, que una investigación tan exhaustiva es prácticamente imposible, debido a que el número de experimentos necesarios sería inmensamente grande.

Cuatro antecedentes tan solo requerirían dieciséis experimentos;
doce antecedentes requerirían 4096, y el número aumenta como las potencias de dos.

El resultado es que el experimentador tiene que recurrir a su propio tacto y experiencia para seleccionar aquellos experimentos que tengan más probabilidades de arrojarle hechos significativos. Es en este punto donde las reglas y formas lógicas empiezan a dejar de prestar ayuda.

La regla lógica es: pruebe todas las combinaciones posibles; pero, siendo esto impracticable, el experimentalista abandona necesariamente el método lógico estricto y confía en su propia perspicacia.

La analogía, como veremos, presta cierta ayuda, y la atención debe concentrarse en aquellos tipos de condiciones que se ha descubierto que son importantes en casos similares. Pero nos encontramos ahora enteramente en el ámbito de la probabilidad, y el experimentador, mientras persigue con confianza lo que cree que es la pista correcta, puede estar pasando por alto la única condición de importancia.

Es una lección impresionante, por ejemplo, que Newton llevara a cabo todas sus exquisitas investigaciones sobre el espectro sin sospechar el hecho de que, si hubiera reducido el orificio de la contraventana a una rendija estrecha, todos los misterios de las líneas claras y oscuras habrían estado a su alcance, siempre que, por supuesto, sus prismas fueran lo suficientemente buenos para definir los rayos. De igual manera, no sabemos qué ligera alteración en los experimentos más familiares puede abrir el camino hacia reinos de nuevos descubrimientos.

Dificultades prácticas también obstaculizan el progreso del físico. A menudo es imposible alterar una condición sin alterar otras al mismo tiempo; y así es posible que no obtengamos el efecto puro de la condición en cuestión.

Algunas condiciones pueden ser absolutamente incapaces de alteración; otras pueden ser eliminables con gran dificultad, o solo en cierto grado. Una fuente de error muy traicionera es la existencia de condiciones desconocidas, que por supuesto no podemos eliminar excepto por accidente. A continuación consideraremos estas dificultades sucesivamente.

Es hermoso observar cómo la alteración de una sola circunstancia explica a veces de manera concluyente un fenómeno.

Un ejemplo se encuentra en la investigación de Faraday sobre el comportamiento de las esporas de licopodio dispersas sobre una placa vibrante. Se observó que estas diminutas esporas se acumulaban en los puntos de mayor movimiento, mientras que la arena y todas las partículas pesadas se acumulaban en los nodos, donde el movimiento era menor.

A Faraday se le ocurrió felizmente probar el experimento en el recipiente vacío de una máquina neumática, y entonces se descubrió que el polvo ligero se comportaba exactamente igual que el polvo pesado. Se obtuvo así una prueba concluyente de que la presencia de aire era la condición determinante, sin duda porque este era arrastrado en remolinos por el movimiento de la placa y transportaba el licopodio hasta los puntos de mayor agitación. La arena era demasiado pesada para ser transportada por el aire.

# Exclusión de Circunstancias Indiferentes.

De lo que ya se ha dicho se desprende que la detección y exclusión de las circunstancias indiferentes es una labor de importancia, porque permite concentrar la atención en aquellas circunstancias que contienen la condición principal.

Se pueden citar muchos ejemplos hermosos en los que se ha demostrado que todos los antecedentes más obvios no desempeñan parte alguna en la producción de un fenómeno. Una persona podría suponer que los peculiares colores de la madreperla se debían a las cualidades químicas de la sustancia. Podría haberse dedicado mucho esfuerzo a investigar dicha noción comparando las cualidades químicas de diversas sustancias irisadas.

Pero Brewster tomó accidentalmente una impresión de una pieza de madreperla en un cemento de resina y cera de abeja, y al comprobar que los colores se repetían sobre la superficie de la cera, procedió a tomar otras impresiones en bálsamo, metal fusible, plomo, goma arábiga, cola de pescado, etc., y siempre halló que los colores irisados eran los mismos. Probó así que la naturaleza química de la sustancia es un asunto indiferente, y que la forma de la superficie es la condición real de tales colores.‍¹

Casi lo mismo puede decirse de los colores que exhiben las láminas y películas delgadas. Los anillos y las líneas de color serán casi los mismos en su carácter cualquiera que sea la naturaleza de la sustancia; es más, un espacio vacío, tal como una grieta en el vidrio, los produciría aun cuando se extrajera el aire mediante una máquina neumática. Las condiciones son simplemente la existencia de dos superficies reflectoras separadas por un espacio muy pequeño, aunque debe añadirse que el índice de refracción de la sustancia interpuesta tiene cierta influencia en la naturaleza exacta del color producido.

Cuando un rayo de luz pasa cerca del borde de un cuerpo opaco, una porción de la luz parece desviarse hacia él y produce franjas de colores dentro de la sombra del cuerpo. Newton atribuyó esta inflexión de la luz a la atracción del cuerpo opaco sobre las supuestas partículas de luz, aunque era consciente de que la naturaleza del medio circundante, ya fuera aire u otra sustancia lúcida, no ejercía ninguna influencia aparente sobre los fenómenos.

Gravesande probó, sin embargo, que la naturaleza de las franjas es exactamente la misma, ya sea el cuerpo denso o raro, compuesto o elemental. Un hilo produce exactamente las mismas franjas que un cabello del mismo grosor. Incluso se demostró posteriormente por Fresnel que la forma del borde obstructivo es indiferente, y el espectro de interferencia, o el espectro que se observa cuando la luz pasa a través de una rejilla fina, es absolutamente el mismo cualquiera que sea la forma o la naturaleza química de las barras que forman la rejilla.

Así pues, resulta que la interrupción de una porción de un haz de luz es la única condición necesaria para la difracción o inflexión de la luz, y se demuestra que el fenómeno no guarda ninguna analogía con la refracción de la luz, en la cual la forma y la naturaleza de la sustancia son de suma importancia.

Es interesante observar cuán cuidadosamente Newton, en sus investigaciones sobre el espectro, comprobó mediante la experimentación la indiferencia de muchas circunstancias. Él dice:‍² “Ahora bien, la diferente magnitud del agujero en la contraventana, y el diferente grosor del prisma por donde pasaban los rayos, y las diferentes inclinaciones del prisma respecto al horizonte, no produjeron cambios sensibles en la longitud de la imagen. Tampoco los produjo la diferente materia de los prismas: pues en un vaso hecho de placas de vidrio pulidas, unidas en forma de prisma y lleno de agua, el éxito del experimento es semejante según la cantidad de refracción”. Pero en esta última afirmación, como observaré más adelante (p. 432), Newton supuso una indiferencia que no existe, y cayó en un desafortunado error.

En la ciencia del sonido se demuestra que la altura de un sonido depende únicamente del número de impulsos en un segundo, y el material que excita dichos impulsos carece de importancia.

Cualquier fluido, aire o agua, gas o líquido, que se introduzca a la fuerza en la sirena, produce el mismo sonido; y el material del que está construido un tubo de órgano no afecta en absoluto a la altura de su sonido.

En la ciencia de la electricidad estática, un principio importante es que la naturaleza del interior de un cuerpo conductor no tiene ninguna importancia. La carga eléctrica se limita a la superficie conductora, y el interior permanece en un estado neutro. Una esfera hueca de cobre adquiere exactamente la misma carga que una esfera maciza del mismo metal.

Algunas de las investigaciones más elegantes y exitosas de Faraday se dedicaron a la exclusión de condiciones que experimentadores anteriores habían considerado esenciales para la producción de fenómenos eléctricos. Davy afirmó que ningún fluido conocido, excepto aquellos que contienen agua, podía servir como medio de conexión entre los polos de una batería; y algunos químicos creían que el agua era un agente esencial en la descomposición electroquímica. Faraday aportó abundantes experimentos para demostrar que otros fluidos permitían la electrólisis, y atribuyó la opinión errónea al uso muy generalizado del agua como disolvente y a su presencia en la mayoría de los cuerpos naturales.‍³ Fue, de hecho, sobre el tipo más débil de evidencia negativa que se había fundamentado tal opinión.

Muchos experimentadores atribuyeron poderes peculiares a los polos de una batería, comparándolos con imanes que, mediante sus fuerzas atractivas, desgarran los elementos de una sustancia.

Mediante una hermosa serie de experimentos,‍⁴ Faraday demostró de manera concluyente que, por el contrario, la sustancia de los polos carece de importancia, ya que es meramente el camino a través del cual la fuerza eléctrica llega al líquido sobre el que se actúa.

Polos de agua, carbón y muy diversas sustancias, incluso el aire mismo, produjeron resultados similares; si la naturaleza química del polo intervenía de algún modo en la cuestión, era en calidad de agente perturbador.

Es parte esencial de la teoría de la gravitación que la proximidad de otras partículas atractivas no produzca efecto alguno sobre la atracción existente entre dos moléculas cualesquiera.

Dos pesas de una libra pesan juntas lo mismo que por separado. Todo par de moléculas en el mundo mantiene, por así decirlo, una comunicación privada, al margen de sus relaciones con todas las demás moléculas.

Otro resultado indudable de la experiencia señalado por Newton‍⁵ es que el peso de un cuerpo no depende en lo más mínimo de su forma o textura. Puede añadirse que la temperatura, la condición eléctrica, la presión, el estado de movimiento, las cualidades químicas y todas las demás circunstancias relativas a la materia, excepto su masa, son indiferentes en lo que respecta a su poder gravitatorio.

A medida que la ciencia natural progresa, los físicos adquieren una especie de perspicacia y tacto para juzgar qué cualidades de una sustancia es probable que intervengan en cualquier clase de fenómenos.

El astrónomo físico trata la materia desde un punto de vista, el químico desde otro, y los estudiosos de la óptica física, el sonido, la mecánica, la electricidad, etc., hacen un reparto equitativo de las cualidades entre ellos.

Pero surgirán errores si se confía demasiado en esta independencia de los diversos tipos de fenómenos, por lo que es conveniente de vez en cuando, especialmente cuando se advierten discrepancias inexplicables, cuestionar la indiferencia que se supone que existe y comprobar su existencia real mediante experimentos apropiados.

# Simplificación de Experimentos.

Una de las precauciones más indispensables en la experimentación es variar una sola circunstancia a la vez, y mantener todas las demás circunstancias estrictamente inalteradas.

Hay dos razones distintas para esta regla, siendo la primera y más obvia que si variamos dos condiciones a la vez, y encontramos algún efecto, no podemos saber si el efecto se debe a la una o a la otra condición, o a ambas conjuntamente.

Una segunda razón es que si no se produce ningún efecto, no podemos concluir con seguridad que ninguna de ellas sea indiferente; pues la una puede haber neutralizado el efecto de la otra.

En nuestra lógica simbólica se demostró que AB ꖌ Ab es idéntico a A (p. 97), de modo que B denota una circunstancia que está presente o ausente de manera indiferente. Pero si B siempre va acompañada de otro antecedente C, no podemos mostrar la misma independencia, ya que ABC ꖌ Abc no es idéntico a A y ninguno de nuestros procesos lógicos nos permite reducirlo a A.

Si queremos demostrar que el oxígeno es necesario para la vida, no debemos meter un conejo en un recipiente del cual se haya agotado el oxígeno mediante una vela encendida. En ese caso no solo tendríamos una ausencia de oxígeno, sino también una adición de ácido carbónico, que bien pudo haber sido el agente destructor.

Por una razón similar, Lavoisier evitó el uso de aire atmosférico en los experimentos sobre la combustión, porque el aire no era una sustancia simple, y la presencia de nitrógeno podría impedir o incluso alterar el efecto del oxígeno. Como señala Lavoisier,‍⁶ «Al realizar experimentos, es un principio necesario, del cual nunca se debe apartar, que estos se simplifiquen tanto como sea posible, y que se elimine cuidadosamente toda circunstancia capaz de hacer complejos sus resultados».

También ha dicho acertadamente Cuvier‍⁷ que el método de la investigación física consiste en aislar los cuerpos, reducirlos a su máxima simplicidad y poner en acción cada una de sus propiedades por separado, ya sea mentalmente o mediante la experimentación.

El electroimán ha prestado un servicio inestimable en la investigación de las propiedades magnéticas de la materia, al permitir la producción o eliminación de una fuerza magnética sumamente potente sin alterar ninguna de las demás disposiciones del experimento. Muchos de los experimentos más valiosos de Faraday habrían sido imposibles de haber sido necesario introducir un imán permanente pesado, el cual no podía moverse repentinamente sin sacudir todo el aparato, perturbar el aire, producir corrientes debidas a cambios de temperatura, etc. El electroimán está perfectamente bajo control, y su influencia puede ponerse en acción, invertirse o interrumpirse con tan solo pulsar un botón. Así, Faraday pudo demostrar la rotación del plano de la luz polarizada circularmente mediante el hecho de que cierta luz dejaba de ser visible cuando se cortaba la corriente eléctrica del imán, y reaparecía cuando se establecía la corriente. «Estos fenómenos», dice, «podían invertirse a voluntad, en cualquier instante y en cualquier ocasión, mostrando una perfecta dependencia entre causa y efecto».‍⁸

Fue la omisión de Newton de obtener el espectro solar en las condiciones más simples lo que le impidió descubrir las líneas oscuras. Utilizando un haz ancho de luz que había pasado a través de un agujero redondo o una rendija triangular, obtuvo un espectro brillante, pero uno en el que muchos rayos de diferentes colores se solapaban entre sí.

En la historia reciente de la ciencia del espectro, una dificultad principal ha consistido en la mezcla de las líneas de varias sustancias diferentes, que normalmente se encuentran en la luz de cualquier llama o chispa. Raramente es posible obtener la luz de un elemento de manera perfectamente simple.

Ångström hizo avanzar enormemente esta rama de la ciencia al examinar la luz de la chispa eléctrica cuando se formaba entre polos de varios metales, y en presencia de varios gases. Variando únicamente el polo, o únicamente el medio gaseoso, pudo distinguir correctamente entre las líneas debidas al metal y aquellas debidas al gas circundante.‍⁹

# Fracaso en la simplificación de experimentos.

En algunos casos parece ser imposible llevar a cabo la regla de variar una sola circunstancia a la vez. Cuando intentamos obtener dos casos o dos formas de experimento en los cuales una única circunstancia esté presente en un caso ausente en el otro, puede descubrirse que dicha circunstancia conlleva otras.

Es muy conocido el experimento de Benjamin Franklin sobre el poder de absorción comparativo de diferentes colores. «Tomé —dice— varios pedacitos cuadrados de paño de la tarjeta de muestras de un sastre, de varios colores. Eran negro, azul oscuro, azul más claro, verde, púrpura, rojo, amarillo, blanco y otros colores y matices de color. Los extendí todos sobre la nieve en una mañana brillante y soleada. En pocas horas el negro, al ser el más calentado por el sol, se hundió tanto que quedó por debajo de la incidencia de los rayos solares; el azul oscuro quedó casi igual de bajo; el azul más claro no tanto como el oscuro; los demás colores, menos cuanto más claros eran. El blanco permaneció en la superficie de la nieve, sin haber penetrado en ella en absoluto».

Este es un experimento muy elegante y aparentemente sencillo; pero cuando Leslie hubo completado su serie de investigaciones sobre la naturaleza del calor, llegó a la conclusión de que el color de una superficie tiene muy poco efecto sobre el poder de radiación, y parece ser que la naturaleza mecánica de la superficie ejerce mayor influencia. Señala‍¹⁰ que «la cuestión es incapaz de resolverse de manera positiva, ya que no se puede hacer que ninguna sustancia adopte diferentes colores sin cambiar al mismo tiempo su estructura interna».

Una investigación reciente ha demostrado que el tema es de considerable complejidad, debido a que el poder de absorción de una superficie puede ser diferente según la naturaleza de los rayos que inciden sobre ella; pero no cabe duda acerca de la agudeza con la que Leslie señala la dificultad.

En las investigaciones de Wells sobre la naturaleza del rocío, nos encontramos de nuevo con condiciones muy complejas. Si exponemos placas de diversos materiales, como hierro rugoso, vidrio, metal pulido, al cielo nocturno, se cubrirán de rocío en diversos grados; pero dado que estas placas difieren tanto en la naturaleza de la superficie como en la capacidad de conducción del material, no estaría claro si una u otra circunstancia —o ambas— eran importantes. Evitamos esta dificultad exponiendo el mismo material pulido o barnizado, de modo que presente diferentes condiciones de superficie;‍¹¹ y, de nuevo, exponiendo diferentes sustancias con el mismo tipo de superficie.

Cuando somos totalmente incapaces de aislar las circunstancias, debemos recurrir al procedimiento descrito por Mill bajo el nombre de Método Conjunto de Concordancia y Diferencia.

Debemos recopilar tantos casos como sea posible en los que una circunstancia dada produzca un resultado dado, y tantos como sea posible en los que la ausencia de la circunstancia vaya seguida de la ausencia del resultado. Para aducir su ejemplo, no podemos experimentar sobre la causa de la doble refracción en el espato de Islandia, porque no podemos alterar su condición cristalina sin alterarla por completo, ni podemos encontrar sustancias exactamente iguales al espato calcáreo en todas las circunstancias excepto en una. Recurrimos por tanto al método de comparar entre sí todas las sustancias conocidas que poseen la propiedad de refractar doblemente la luz, y encontramos que coinciden en ser cristalinas.‍¹²

Esto en verdad no es más que un proceso ordinario de inducción perfecta o probable, ya descrito parcialmente, y que se discutirá más a fondo bajo el epígrafe de Clasificación. Puede añadirse que el tema sí admite un tratamiento experimental perfecto, ya que el vidrio, al ser comprimido en una dirección, se vuelve capaz de refractar doblemente la luz, y como probablemente no hay otra alteración en el vidrio que el cambio de elasticidad, aprendemos que el poder de la doble refracción se debe probablemente a una diferencia de elasticidad en distintas direcciones.

Eliminación de las Condiciones Habituales.

Uno de los grandes objetivos del experimento es permitirnos juzgar el comportamiento de las sustancias bajo condiciones muy distintas de aquellas que prevalecen en la superficie de la tierra.

Vivimos en una atmósfera que no varía más allá de ciertos límites estrechos en temperatura o presión. Muchos de los poderes de la naturaleza, como la gravedad, que actúan constantemente sobre nosotros, tienen una magnitud casi fija.

Ahora bien, más adelante se demostrará que no podemos aplicar una ley cuantitativa a circunstancias muy diferentes de aquellas en las que fue observada. En los otros planetas, el sol, las estrellas o partes remotas del Universo, las condiciones de existencia deben ser a menudo muy diferentes de lo que comúnmente experimentamos aquí.

De ahí que nuestro conocimiento de la naturaleza deba seguir siendo restringido e hipotético, a menos que podamos someter las sustancias a condiciones inusuales mediante experimentos adecuados.

El arco eléctrico es un medio inestimable para exponer los metales u otras sustancias conductoras a la temperatura más alta que se conoce. Con su ayuda aprendemos no solo que todos los metales pueden vaporizarse, sino que todos emiten rayos de luz distintivos.

En el otro extremo de la escala, la mezcla refrigerante sumamente potente ideada por Faraday, compuesta de ácido carbónico sólido y éter mezclados in vacuo, nos permite observar la naturaleza de las sustancias a temperaturas inmensamente inferiores a cualquiera que encontremos de forma natural en la superficie de la tierra.

Apenas podemos concebir hoy la importancia de la invención de la bomba de vacío, antes de la cual era sumamente difícil experimentar excepto bajo la presión ordinaria de la atmósfera. El vacío de Torricelli había sido empleado por los filósofos de la Accademia del Cimento para mostrar el comportamiento del agua, el humo, el sonido, los imanes, las sustancias eléctricas, etc., in vacuo, pero sus experimentos a menudo fracasaban debido a la dificultad de excluir el aire.‍¹³

Entre las circunstancias más constantes bajo las cuales vivimos se encuentra la fuerza de gravedad, la cual no varía, excepto por una ligera fracción de su magnitud, en ninguna parte de la corteza terrestre o de la atmósfera a la que podamos acceder. Esta fuerza es suficiente para doblegar y disimular diversas acciones, por ejemplo, la gravitación mutua de los cuerpos pequeños.

Fue un interesante experimento de Plateau neutralizar la acción de la gravedad colocando sustancias en líquidos de exactamente la misma gravedad específica.

Así, una cantidad de aceite vertida en el centro de una mezcla adecuada de alcohol y agua adquiere una forma esférica; al hacerla girar, se vuelve esferoidal y luego se separa sucesivamente en un anillo y un grupo de esférulas.

Así tenemos una ilustración del modo en que pudo haberse producido el sistema planetario,‍¹⁴ aunque la extrema diferencia de escala nos impide argumentar con confianza desde el experimento hacia las condiciones de la teoría nebular.

Es posible que los llamados elementos sean elementales solo para nosotros, porque estamos restringidos a temperaturas en las que son fijos. Lavoisier definió cuidadosamente un elemento como una sustancia que no puede descomponerse por ningún medio conocido; pero parece casi seguro que algunas series de elementos, por ejemplo, el Yodo, el Bromo y el Cloro, son en realidad compuestos de una sustancia más simple.

Debemos esperar la producción de temperaturas intensamente altas, aunque totalmente fuera de nuestro alcance, para la descomposición de estos llamados elementos. Posiblemente en esta era y parte del universo la disipación de energía ha avanzado tanto que no existen fuentes de calor suficientemente intensas como para efectuar la descomposición.

# Interferencia de afecciones imprevistas.

Puede suceder que no seamos conscientes de todas las condiciones bajo las cuales se realizan nuestras investigaciones. Alguna sustancia puede estar presente o alguna fuerza puede estar en acción, lo cual escapa al examen más vigilante.

No siendo conscientes de su existencia, somos incapaces de tomar las medidas adecuadas para excluirla, y así determinar la parte que tiene en los resultados de nuestros experimentos.

No cabe duda de que los alquimistas fueron descarriados y alentados en sus vanos intentos por la presencia insospechada de trazas de oro y plata en las sustancias que se proponían transmutar.

El plomo, tal como se extrae del horno de fundición, casi siempre contiene algo de plata, y el oro está asociado con muchos otros metales.

Así, pequeñas cantidades de metal noble aparecerían a menudo como resultado del experimento y harían surgir esperanzas ilusorias.

En más de una ocasión, la presencia insospechada de sal común en el aire ha causado grandes problemas. En los primeros experimentos sobre electrólisis se descubrió que, al descomponer el agua, se producían un ácido y un álcali en los polos, junto con oxígeno e hidrógeno.

A falta de cualquier otra explicación, algunos químicos se apresuraron a concluir que la electricidad debía de tener la capacidad de generar ácidos y álcalis, y uno de ellos creyó haber descubierto una nueva sustancia llamada ácido eléctrico.

Pero Davy procedió a una investigación sistemática de las circunstancias mediante la variación de las condiciones. Al cambiar el vaso de vidrio por uno de ágata u oro, descubrió que se producía mucho menos álcali; al excluir las impurezas mediante el uso de agua cuidadosamente destilada, comprobó que las cantidades de ácido y álcali disminuían aún más; y habiendo obtenido así una pista sobre la causa, completó la exclusión de impurezas evitando el contacto con sus dedos y colocando el aparato bajo un recipiente enrarecido, sin que entonces se detectara ningún ácido ni álcali.

Sería difícil encontrar un caso más elegante de la detección de una condición previamente insospechada.‍¹⁵

Es notable que la presencia de sal común en el aire, cuya existencia demostró Davy, continuara siendo sin embargo un obstáculo en la ciencia del análisis espectral, y probablemente impidiera que hombres como Brewster, Herschel y Talbot se anticiparan en treinta años a los descubrimientos de Bunsen y Kirchhoff. Como señalé,‍¹⁶ la utilidad del espectro era conocida a mediados del siglo pasado por Thomas Melvill, un talentoso físico escocés que falleció a la temprana edad de 27 años.‍¹⁷

Pero Melvill quedó impresionado, al examinar las llamas coloreadas, por el extraordinario predominio de la luz amarilla homogénea, la cual se debía a alguna circunstancia que escapaba a su atención. Wollaston y Fraunhofer quedaron igualmente impresionados por la prominencia de la línea amarilla en el espectro de casi todos los tipos de luz. Talbot recomendó expresamente el uso del prisma para detectar la presencia de sustancias mediante lo que hoy llamamos análisis espectral, pero descubrió que todas las sustancias, por muy diferente que fuera la luz que emitían en otros aspectos, eran idénticas en lo que respecta a la producción de luz amarilla.

Talbot sabía que las sales de soda producían esta luz coloreada, pero a pesar de las dificultades previas de Davy con la sal en la electrólisis, no se le ocurrió afirmar que donde está la luz, allí debe estar el sodio. Sugirió que el agua era la fuente más probable de la luz amarilla, debido a su frecuente presencia; pero incluso las sustancias que aparentemente carecían de agua daban la misma luz amarilla.‍¹⁸

Brewster y Herschel experimentaron con llamas casi al mismo tiempo que Talbot, y Herschel formuló inequívocamente el principio del análisis espectral.‍¹⁹ Sin embargo, Brewster, tras numerosos experimentos acompañados de gran trabajo y desilusión, descubrió que se podía obtener luz amarilla a partir de la combustión de casi cualquier sustancia. No fue sino hasta 1856 cuando Swan descubrió que una cantidad casi infinitesimal de cloruro de sodio, digamos la millonaria parte de un grano, era suficiente para teñir una llama de un color amarillo brillante.

La difusión universal de las sales de sodio, unida a este insólito poder productor de luz, demostró ser así la condición imprevista que había destruido la confianza de todos los experimentadores anteriores en el uso del prisma. A continuación se ofrecen algunas referencias relativas a la historia de este curioso punto.‍²⁰

En la ciencia del calor radiante, los primeros investigadores llegaron a la conclusión de que la radiación procedía únicamente de la superficie de un sólido, o de una profundidad muy pequeña por debajo de ella.

Pero dio la casualidad de que experimentaron con superficies cubiertas por capas de barniz, que es altamente atérmano u opaco al calor. Si hubieran variado adecuadamente la naturaleza de la superficie, utilizando una sustancia muy diatérmana como la gema de sal, habrían obtenido resultados muy diferentes.‍²¹

Uno de los ejemplos más extraordinarios de una opinión errónea debida a pasar por alto agentes interferentes es el concerniente al aumento de la precipitación pluvial cerca de la superficie terrestre.

Hace más de un siglo se observó que los pluviómetros colocados en los campanarios de las iglesias, en los tejados y en otros lugares elevados registraban considerablemente menos lluvia que si estuvieran en el suelo, y recientemente se ha demostrado que la variación es más rápida en las inmediaciones del suelo.‍²²

Se han propuesto todo tipo de teorías para explicar este fenómeno; pero yo he demostrado‍²³ que se debe simplemente a la interferencia del viento, el cual desvía una mayor o menor cantidad de lluvia de todos los pluviómetros que están expuestos a él.

El gran poder magnético del hierro lo convierte en una fuente de perturbación en los experimentos magnéticos. Al construir un observatorio magnético, debe tenerse por tanto un gran cuidado de que no se emplee hierro en la construcción y de que no haya masas de hierro cerca. En algunos casos, las observaciones magnéticas se han visto gravemente perturbadas por la existencia de masas de mineral de hierro en las inmediaciones.

En los experimentos de Faraday sobre sustancias débilmente magnéticas o diamagnéticas, este tomó las mayores precauciones contra la presencia de sustancias perturbadoras en el hilo de cobre, la cera, el papel y otros artículos utilizados para suspender los objetos de prueba. Era su costumbre probar el efecto del imán sobre el aparato en ausencia del objeto de experimento, y sin esta prueba preliminar no se podía depositar ninguna confianza en los resultados.‍²⁴

Tyndall también ha empleado el mismo método para comprobar la ausencia de hierro en las bobinas electromagnéticas, y así pudo obtenerlas desprovistas de cualquier causa de perturbación.‍²⁵

Es digno de mención que, en la misma infancia de la ciencia del magnetismo, el agudo experimentalista Gilbert explicó correctamente la opinión existente en su época de que los imanes atraían la plata, al señalar que la plata contenía hierro.

Aun cuando no tengamos consciencia por experiencia previa de la probable presencia de un agente perturbador especial, no debemos dar por supuesta la ausencia de una interferencia insospechada.

Si un experimento es de verdadera gran importancia, de modo que una rama considerable de la ciencia se base en él, debemos repetirlo una y otra vez, en condiciones tan variadas como sea posible. Debemos perturbar intencionadamente el aparato de diversas maneras, para así, si es posible, dar por accidente con cualquier punto débil.

Especialmente cuando nuestros resultados sean más regulares de lo que tenemos motivos razonables para prever, debemos sospechar alguna peculiaridad en el aparato que haga que este mida algún otro fenómeno en lugar del que nos ocupa, tal como el péndulo de Foucault casi siempre indica el movimiento de los ejes de su propia trayectoria elíptica en lugar de la rotación del globo.

Con este espíritu cauto actuó Baily en sus experimentos sobre la densidad de la tierra. La precisión de sus resultados dependía de la eliminación de todas las influencias perturbadoras, de modo que la oscilación de su balanza de torsión midiera únicamente la gravedad. De ahí que variara el aparato de muchas maneras, cambiando las pequeñas bolas sometidas a atracción, cambiando la varilla de conexión y los medios de suspensión. Observó el efecto de las perturbaciones, como la presencia de visitantes, la ocurrencia de tormentas violentas, etc., y como no se produjo ninguna alteración real en los resultados, los atribuyó con confianza a la gravedad.‍²⁶

Newton probablemente habría descubierto el modo de construir lentes acromáticas, de no ser por el efecto imprevisto de algo de acetato de plomo que se supone disolvió en el agua de un prisma. Intentó, mediante un prisma de vidrio combinado con un prisma de agua, producir dispersión de luz sin refracción, y de haber tenido éxito habría existido un modo evidente de producir refracción sin dispersión. Su fracaso se atribuye a que añadió acetato de plomo al agua con el propósito de aumentar su poder refractivo, ya que el plomo poseía un alto poder dispersivo que frustró su objetivo.‍²⁷ A juzgar por las observaciones de Newton en las Philosophical Transactions, parecería como si no hubiera abandonado, sin muchos intentos infructuosos, la esperanza de construir lentes acromáticas.‍²⁸

Los Académicos del Cimento, en sus tempranos e ingeniosos experimentos sobre el vacío, se vieron a menudo inducidos a error por las imperfecciones mecánicas de sus aparatos. Concluyeron que el aire no tenía nada que ver con la producción de sonidos, evidentemente porque su vacío no era lo suficientemente perfecto.

Otto von Guericke cayó en un error semejante al utilizar su bomba de aire recién construida, sin duda debido a la presencia imprevista de aire lo suficientemente denso como para transmitir el sonido de la campana.

Apenas es necesario señalar que la doctrina de la generación espontánea se debe a la presencia imprevista de gérmenes, incluso después de los esfuerzos más cuidadosos por excluirlos, y en el caso de muchas enfermedades, tanto de animales como de plantas, los gérmenes que todavía no tenemos medios de detectar son indudablemente la causa activa.

Ha sido durante mucho tiempo objeto de disputa, asimismo, si las plantas que brotan de la tierra recién cavada crecen a partir de semillas enterradas desde hace tiempo en esa tierra, o a partir de semillas traídas por el viento.

La argumentación es afilosófica cuando se puede aplicar fácilmente una prueba directa; pues al cavar un poco de tierra vieja y cubrir una porción de ella con una campana de vidrio, se puede impedir por completo el transporte de semillas por el viento, y si aparecen las mismas plantas dentro y fuera de la campana, quedará claro que las semillas están en la tierra.

Por un descuido imperdonable, algunos experimentadores han creído en el pasado que habían brotado cosechas de centeno donde se había sembrado avena.

Experimentos Ciegos o de Prueba.

Todo experimento concluyente consiste necesariamente en la comparación de resultados entre dos combinaciones diferentes de circunstancias.

Para conferir una probabilidad razonable de que A es la causa de X, debemos mantener invariables todos los objetos y condiciones circundantes, y debemos demostrar entonces que donde está A está X, y donde A no está X tampoco está. En realidad, esto no puede lograrse en una sola prueba.

Si, por ejemplo, un químico coloca cierta sustancia sospechosa en el aparato de prueba de Marsh y descubre que produce un pequeño depósito de arsénico metálico, no puede estar seguro de que el arsénico provenga realmente de la sustancia sospechosa; la impureza del cinc o del ácido sulfúrico puede haber sido la causa de su aparición.

Por consiguiente, es práctica de los químicos realizar lo que denominan un experimento a ciegas, es decir, comprobar si el arsénico aparece en ausencia de la sustancia sospechosa. La misma precaución debe tomarse en todas las operaciones analíticas importantes. De hecho, no es meramente una precaución, sino una parte esencial de cualquier experimento.

Si no se realiza la prueba a ciegas, el químico simplemente da por sentado que sabe lo que sucedería. Siempre que afirmamos que, debido a que A y X se encuentran juntos, A es la causa de X, suponemos que si A estuviera ausente, X estaría ausente. Pero siempre que sea posible, no debemos aceptar esto como una mera suposición, ni siquiera como una cuestión de deducción.

La experiencia es en última instancia la base de todas nuestras deducciones, pero si podemos aportar experiencia inmediata sobre el punto en cuestión, no debemos confiar en nada más remoto y propenso al error. Cuando Faraday examinó las propiedades magnéticas del aparato de soporte, en ausencia de la sustancia con la que iba a experimentar, realizó en realidad un experimento a ciegas (p. 431).

Debemos también comprobar la exactitud de un método experimental siempre que podamos, introduciendo cantidades conocidas de la sustancia o fuerza que se ha de detectar. Un nuevo proceso analítico para la estimación cuantitativa de un elemento debe ponerse a prueba aplicándolo a una mezcla compuesta de tal modo que contenga una cantidad conocida de dicho elemento.

La exactitud del proceso de ensayo del oro depende en gran medida de la precaución de ensayar aleaciones de oro de composición exactamente conocida.‍²⁹

Las obras de Gabriel Plattes dan muestra de un gran espíritu científico y, al debatir sobre los supuestos méritos de la varilla de zahorí para el descubrimiento de tesoros subterráneos, sugiere sensatamente que se pruebe la varilla en lugares donde se sepa que existen vetas de metal.‍³⁰

# Resultados negativos del experimento.

Cuando prestamos la debida atención a la imperfección de todos los instrumentos de medición y a la posible exigüidad de los efectos, hallaremos sobradas razones para interpretar con cautela los resultados negativos de los experimentos.

Podemos no lograr descubrir la existencia de un efecto esperado, no porque tal efecto sea realmente inexistente, sino porque es de una magnitud inapreciable para nuestros sentidos, o se halla confundido con otros efectos de una proporción mucho mayor.

Como no existe un límite a priori para lo pequeño que pueda ser un fenómeno, jamás podremos, mediante un único experimento, demostrar la inexistencia de un supuesto efecto. Siempre tenemos la libertad de suponer que una cierta magnitud del efecto podría haberse detectado con una mayor precisión en la medición.

No podemos afirmar con seguridad que la Luna carezca por completo de atmósfera. Sin duda podemos demostrar que la atmósfera, de estar presente, es menos densa que el aire en el llamado vacío de una máquina neumática, tal como hizo De Séjour.

Es igualmente imposible demostrar que la gravedad no insume tiempo alguno en su transmisión. Laplace, en verdad, averiguó que la velocidad de propagación de la influencia era al menos cincuenta millones de veces mayor que la de la luz;‍³¹ pero de ello no se deduce realmente que sea instantánea; y si hubiera algún medio para detectar la acción de una estrella sobre otra estrella extremadamente distante, posiblemente hallaríamos un intervalo apreciable ocupado en la transmisión del impulso gravitatorio.

Newton no pudo demostrar la ausencia de toda resistencia a la materia que se mueve a través del espacio vacío; pero averiguó, mediante un experimento con el péndulo (p. 443), que de existir tal resistencia, su magnitud era inferior a la quinuentésima milésima parte de la resistencia externa del aire.‍³²

Un curioso ejemplo de inferencia falsa negativa lo proporcionan los experimentos sobre la luz.

Euler rechazó la teoría corpuscular basándose en que las partículas de materia que se movieran con la inmensa velocidad de la luz poseerían un momento, del cual no existía evidencia. Bennet había intentado detectar el momento de la luz concentrando los rayos del sol sobre un cuerpo delicadamente equilibrado. Al no observar ningún resultado, se consideró demostrado que la luz no tenía momento.

El Sr. Crookes, sin embargo, habiendo suspendido finas aspas, ennegrecidas por un lado, en un globo casi vacío, descubrió que se mueven bajo la influencia de la luz. Ahora se admite que este efecto puede explicarse de acuerdo con la teoría ondulatoria de la luz y la teoría molecular de los gases.

Se reduce a esto: que Bennet no pudo detectar un efecto que podría haber detectado con un mejor método de experimentación; pero si lo hubiera encontrado, el fenómeno habría confirmado, no la teoría corpuscular de la luz, como se esperaba, sino la teoría ondulatoria rival. La conclusión extraída del experimento de Bennet fue erróneamente extraída, pero era, sin embargo, verdadera en los hechos.

Muchos incidentes en la historia de la ciencia tienden a demostrar que fenómenos que una generación no ha logrado descubrir, pueden llegar a ser conocidos con exactitud por una generación posterior.

La compresibilidad del agua, que los académicos de Florencia no pudieron detectar porque a baja presión el efecto era demasiado pequeño para ser percibido, y a alta presión el agua se filtraba a través de su recipiente de plata,‍³³ es hoy objeto de medición exacta y cálculo preciso.

Independientemente de Newton, Hooke abrigó ideas muy notables acerca de la naturaleza de la gravitación. En este y otros temas mostró, en verdad, un genio para la investigación experimental que lo habría situado en la primera plana en cualquier otra época que no fuera la de Newton. Concibió correctamente que la fuerza de la gravedad disminuiría a medida que nos alejáramos del centro de la tierra, y trató audazmente de demostrarlo mediante experimentos.

Habiendo contrapesado exactamente dos pesos en los platillos de una balanza, o más bien un peso frente a otro peso y un trozo largo de cuerda fina, trasladó su balanza a lo alto de la cúpula de la catedral de San Pablo, y probó si la balanza permanecía en equilibrio después de permitir que uno de los pesos pendiera hasta una profundidad de 240 pies. No se pudo percibir diferencia alguna cuando los pesos estaban al mismo nivel y a niveles distintos, pero Hooke sostuvo con razón que el fallo se debía a la insuficiente altura. Dice: “No obstante, me inclino a pensar que se podría descubrir alguna diferencia a mayores alturas”.‍³⁴

Siendo el radio de la tierra de unos 20.922.000 pies, hoy podemos calcular fácilmente a partir de la ley de la gravedad que una altura de 240 no produciría una diferencia mayor que una parte en 40.000 del peso. Semejante diferencia sería sin duda inapreciable en las balanzas de aquella época, aunque hoy en día puede detectarse fácilmente con balanzas que se construyen con frecuencia.

Por otra parte, la gravitación mutua de los cuerpos en la superficie de la tierra es tan pequeña que Newton parece no haber hecho ningún intento de demostrar su existencia experimentalmente, limitándose a señalar que era demasiado pequeña para caer bajo la observación de nuestros sentidos.‍³⁵ Desde entonces ha sido detectada y medida con éxito por Cavendish, Baily y otros.

La pequeñez de las cantidades que a veces podemos observar es asombrosa.

Una balanza pesa hasta la millonésima parte de la carga.
Whitworth puede medir hasta la millonésima parte de una pulgada.
El doctor Joule ha detectado un aumento de temperatura de la 8800.ª parte de un grado centígrado.
El espectroscopio ha revelado la presencia de la 10.000.000.ª parte de un gramo.
Se dice que el ojo puede observar el color producido en una gota de agua por la 50.000.000.ª parte de un gramo de fucsina, y aproximadamente la misma cantidad de cianina.
Mediante el sentido del olfato podemos percibir probablemente cantidades aún menores de materia olorosa.‍³⁶

Debemos recordar, sin embargo, que deben existir efectos cuantitativos de una magnitud muy inferior a estos, y debemos formular nuestros resultados negativos con la cautela correspondiente. Solo podemos refutar la existencia de un fenómeno cuantitativo demostrando deductivamente a partir de las leyes de la naturaleza que, de estar presente, equivaldría a una cantidad perceptible. Como en el caso de otros argumentos negativos (p. 414), debemos demostrar que el efecto aparecería allí donde los experimentos demuestran que no aparece.

# Límites de la experimentación.

Será obvio que hay muchas operaciones de la naturaleza que somos totalmente incapaces de imitar en nuestros experimentos.

Nuestro objetivo es estudiar las condiciones bajo las cuales se produce un determinado efecto, pero una de esas condiciones puede requerir un gran período de tiempo.

Existen casos registrados de experimentos que se extienden a lo largo de cinco o diez años, e incluso de gran parte de una vida; pero tales intervalos de tiempo no son casi nada en comparación con el tiempo durante el cual la naturaleza puede haber estado obrando.

El contenido de una veta mineral en Cornualles puede haber experimentado un cambio gradual durante cien millones de años. Todas las rocas metamórficas han soportado indudablemente altas temperaturas y una presión enorme durante períodos de tiempo inconcebibles, de modo que la geología química queda generalmente fuera del alcance de la experimentación.

Se han esgrimido argumentos contra la teoría de Darwin, fundamentados en la ausencia de cualquier caso claro de producción de una especie nueva. Durante un intervalo histórico de quizá cuatro años mil, ningún animal, se dice, ha sido tan domesticado como para diferenciarse en especie.

Tan podría argumentarse que no se están produciendo cambios geológicos, porque ninguna montaña nueva se ha alzado en Gran Bretaña dentro de la memoria del hombre. Nuestra experiencia real de los cambios geológicos es como un punto en la progresión infinita del tiempo. Cuando sabemos que el agua de lluvia que cae sobre la piedra caliza se llevará una porción diminuta de la roca en disolución, no dudamos en multiplicar esa cantidad por millones, e inferir que con el tiempo una montaña puede quedar disuelta. Tenemos experiencia real sobre la elevación de tierra en algunas partes del globo y su descenso en otras hasta la extensión de algunos pies. ¿Acaso dudamos en inferir lo que así puede hacerse en el curso de las eras geológicas?

Como Gabriel Plattes remarcó hace mucho tiempo: «El mar, que nunca descansa sino que perpetuamente gana tierra en un lugar y la pierde en otro, muestra lo que puede hacerse en un largo período de tiempo mediante una operación continua, no sujeta a cese o intermitencia».‍³⁷

La acción de las circunstancias físicas sobre las formas y caracteres de los animales por selección natural está sujeta exactamente a las mismas observaciones. En lo que respecta a los animales que viven en estado natural, el cambio de circunstancias que puede constatarse que ha ocurrido es tan leve que no podríamos esperar observar cambio alguno en dichos animales. La naturaleza no ha hecho experimento alguno para nosotros dentro de los tiempos históricos.

El hombre, sin embargo, al domesticar perros, caballos, bueyes, palomas, etc., ha producido un cambio considerable en sus circunstancias, y encontramos también un cambio considerable en sus formas y caracteres. Suponiendo que el estado de domesticación continúe sin cambios, estas nuevas formas seguirían siendo permanentes hasta donde sabemos, y en este sentido son permanentes.

Así pues, los argumentos contra la teoría de Darwin, fundamentados en la no observación de cambios naturales dentro del periodo histórico, son de la índole más débil, al ser puramente negativos.