Fisica Experimental En El XVIII Calorimetria

La medición en la física del XVIII:
el caso de la calorimetría

Antonio León Sánchez
Curso de doctorado
“La precisión experimental en la física del siglo XVIII”
Departamento de Antropología, Lógica y Filosofía de la Ciencia
Facultad de Filosofía. UNED. Madrid
Junio de 2000

La medición en la física del siglo XVIII:
el caso de la calorimetría

Teoría de la medida
Las primeras medidasestandarizadas aparecieron en las culturas mediterráneas
primitivas, donde se utilizaban como unidades de referencia diferentes partes del cuerpo
Algunas de esas unidades fueron muy comunes en las civilizaciones babilónica y
egipcia, hace más de 3000 años. Pero la primera teoría de las magnitudes se desarrolló
en el siglo IV a. C. Sus autores fueron los matemáticos griegos Eudoxio y Thaeatetus.
La teoría fueincluida en los Elementos de Euclides. Aunque en algunas ciencias
clásicas como la astronomía y la mecánica se venían realizando observaciones
cuantitativas desde mucho antes, la medición en las ciencias experimentales se inicia en
el siglo XVI, y se consolida a partir de la segunda mitad del XVIII. Así, los primeros
estudios sistemáticos sobre el error en la medida fueron realizados en dichaépoca por el
matemático inglés T. Simpson y por los franceses Lagrange y Laplace.
La teoría de la medida estudia cómo pueden asignarse números a objetos y
fenómenos. Se ocupa de las clases de cosas que pueden ser medidas, de cómo las
diferentes medidas se relacionan entre sí, y de los errores que de forma inevitable se
producen en los procesos de medición. En general, hace falta un amplio trabajoprevio
de experimentación cualitativa y de desarrollo teórico. La correcta definición de las
magnitudes mensurables es una condición previa y necesaria para el diseño de los
instrumentos y de los protocolos para la observación cuantitativa. De esta forma la
precisión de las medidas guarda una estrecha dependencia con el marco teórico en el
que se llevan a cabo los procesos de medición.

Papel de lamedida en el desarrollo de las teorías científicas
Existe una cierta “imagen pública” de la ciencia de la que pudiera sacarse una idea
errónea acerca del papel que la observación cuantitativa desempeña en la elaboración de
las teorías científicas. De esa imagen parece, en efecto, desprenderse la idea de que son
los datos resultantes de las medidas los que proporcionan al científico las bases para eldescubrimiento de las leyes naturales. Pero eso pocas veces ha ocurrido así. La ley de
Boyle (presión y volumen de los gases), la de Hooke (elasticidad), o la de Joule (calor /
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electricidad) son más bien excepciones. Para que los datos cuantitativos cobren sentido
suele hacer falta una gran cantidad de teoría y de exploración cualitativa previa. En
primer lugar es necesario definir conprecisión qué magnitudes son las que se han de
medir. Y cuando esto se consigue, las regularidades, las leyes, suelen estar ya, como
mínimo, en la mente del científico. Pocas veces se descubren leyes naturales por el
simple análisis de los datos numéricos. Es más frecuente que sean las propias leyes las
que determinen las regularidades que se han de buscar y de medir..
El papel de la medida en eldesarrollo científico es al menos tan complejo como el
propio proceso de medición. Y ni siquiera existe un consenso general sobre cual ha sido
y es la función de la medida. De acuerdo con Kuhn [Kuhn, 1993] la mayor parte de los
datos ni siquiera sirven para confirmar las teorías. Ni para abrir nuevos campos de
exploración. Simplemente definen intervalos de concordancia razonable entre los
propios datos ylas teorías. A veces los nuevos instrumentos permiten la definición de
nuevos intervalos de concordancia, incluso de nuevas áreas en las que establecer nuevas
concordancias entre los datos y las teorías. Una buena parte del trabajo científico tendría
que ver con esa labor. En situaciones excepcionales, una teoría completamente nueva y
radicalmente distinta viene a sustituir a la previamente...