En consecuencia, una de las precauciones más importantes en la investigación consiste en mantener todas las condiciones constantes, excepto aquella que ha de ser estudiada. Como lo expresó aquel admirable filósofo experimental, Gilbert,5 > “Siempre hay necesidad de una preparación semej一边, de una figura semejante y de una magnitud igual, pues en circunstancias disímiles y desiguales el experimento resulta
En el experimento decisivo de Newton se previeron condiciones similares, con la sencillez que caracteriza al arte supremo.
Los péndulos cuyas oscilaciones se compararon consistían en cajas de madera iguales, suspendidas por hilos iguales y llenas de sustancias diferentes, de modo que los pesos totales fuesen iguales y los centros de oscilación estuviesen a la misma distancia de los puntos de suspensión.
De este modo, la resistencia del aire pasó a ser aproximadamente indiferente; pues, al ser el tamaño exterior y la forma de los péndulos idénticos, la fuerza absoluta de resistencia sería la misma, siempre que los péndulos vibrasen con igual velocidad; y, al ser los pesos iguales, la resistencia disminuiría la velocidad por igual.
Por consiguiente, si se hubiese observado alguna desigualdad en las vibraciones de los dos péndulos, esta habría debido surgir de la única circunstancia que era diferente, a saber, la naturaleza química de la materia contenida en las cajas. Al no observarse ninguna desigualdad, la naturaleza química de las sustancias no puede tener una influencia apreciable sobre la fuerza de gravedad.6
El Dr. Joule ideó un hermoso experimento con el fin de demostrar que la ganancia o pérdida de calor por parte de un gas no está relacionada con el mero cambio de su volumen y densidad, sino con la energía recibida o cedida por el gas. Dos recipientes resistentes, conectados por un tubo y una llave de paso, se colocaron en agua después de haber extraído el aire de uno de los recipientes y haberlo condensado en el otro hasta alcanzar las veinte atmósferas. Una vez que todo el aparato alcanzó una temperatura uniforme agitando el agua, y tras haber observado la temperatura con exactitud, se abrió la llave de paso de modo que el aire se expandió de inmediato y llenó ambos recipientes de manera uniforme. Al volver a registrar la temperatura del agua, se constató que estaba casi inalterada. A continuación, el experimento se repitió de un modo exactamente igual, salvo que los recipientes resistentes se colocaron en porciones separadas de agua. Entonces se produjo frío en el recipiente del cual salió el aire, y apareció una cantidad de calor casi exactamente igual en aquel hacia el cual se condujo. De este modo, el Dr. Joule demostró claramente que la rarefacción produce tanto calor como frío, y que solo cuando hay una desaparición de energía mecánica habrá producción de calor.7 Lo que debemos observar, sin embargo, no es tanto el resultado del experimento como la sencilla manera en que un solo cambio en el aparato —la separación de las porciones de agua que rodean los recipientes de aire— logra proporcionar indicios de la máxima importancia.
Experimentos colectivos.
Hay una clase interesante de experimentos que nos permiten observar una serie de resultados cuantitativos en un solo acto. En términos generales, cada experimento nos arroja un solo número, y antes de poder abordar los procesos reales de razonamiento debemos repetir laboriosamente medición tras medición, hasta poder trazar una curva de la variación de una cantidad en función de otra.