Una historia de las teorías del éter y la electricidad es uno de los tres libros escritos por el matemático británico Sir Edmund Taylor Whittaker FRS FRSE sobre la historia de la teoría electromagnética , que abarca el desarrollo del electromagnetismo clásico , la óptica y las teorías del éter . La primera edición del libro, subtitulada Desde la era de Descartes hasta el cierre del siglo XIX , fue publicada en 1910 por Longmans, Green . El libro cubre la historia de las teorías del éter y el desarrollo de la teoría electromagnética hasta el siglo XX. Una segunda edición, ampliada y revisada, que consta de dos volúmenes fue publicada a principios de la década de 1950 por Thomas Nelson , ampliando el alcance del libro para incluir el primer cuarto del siglo XX. El primer volumen, subtitulado Las teorías clásicas , se publicó en 1951 y sirvió como edición revisada y actualizada del primer libro. El segundo volumen, subtitulado The Modern Theories (1900–1926) , se publicó dos años después en 1953, ampliando este trabajo cubriendo los años 1900 a 1926. A pesar de una notoria controversia sobre las opiniones de Whittaker sobre la historia de la relatividad especial, [1] tratada en el volumen dos de la segunda edición, los libros se consideran referencias autorizadas sobre la historia de la electricidad y el magnetismo [2] así como clásicos en la historia de la física . [3] [4]
El libro original fue bien recibido, pero se agotó a principios de la década de 1920. [5] Whittaker creía que una nueva edición debería incluir los avances en física que tuvieron lugar a principios del siglo XX y se negó a que se reimprimiera. [6] Escribió la segunda edición del libro después de su jubilación y publicó The Classical Theories en 1951, que también recibió elogios de la crítica. En el segundo volumen de 1953, The Modern Theories (1900-1926) , Whittaker argumentó que Henri Poincaré y Hendrik Lorentz desarrollaron la teoría de la relatividad especial antes que Albert Einstein , una afirmación que ha sido rechazada por la mayoría de los historiadores de la ciencia. [7] [8] [1] Aunque las críticas generales del libro fueron generalmente positivas, debido a su papel en esta disputa de prioridad de la relatividad , recibe muchas menos citas que los otros volúmenes, fuera de las referencias a la controversia. [4]
El libro fue escrito originalmente en el período inmediatamente posterior a la publicación de los artículos Annus Mirabilis de Einstein y varios años después del trabajo inicial de Max Planck ; fue un período de transición para la física, donde la relatividad especial y la antigua teoría cuántica estaban ganando terreno. El libro sirve para documentar los desarrollos de la electricidad y el magnetismo antes de la revolución cuántica y el nacimiento de la mecánica cuántica . Whittaker era un matemático establecido en el momento de la publicación de este libro, y aportó calificaciones únicas a su autoría. Como profesor en el Trinity College , comenzando después de su elección como miembro en 1896, Whittaker dio conferencias avanzadas en espectroscopia, astrofísica y electroóptica. [9] Su primer libro, Análisis moderno , se publicó inicialmente en 1902 y siguió siendo una referencia estándar para los matemáticos aplicados. [10] Su segundo gran lanzamiento, Analytical Dynamics , un libro de texto de física matemática, se publicó en 1906 y fue, según Victor Lenzen en 1952, "todavía la mejor exposición del tema al más alto nivel posible". [10]
Whittaker escribió la primera edición en su tiempo libre cuando tenía treinta y siete años, tiempo durante el cual se desempeñó como astrónomo real de Irlanda desde 1906 en adelante. [4] [9] La relativa facilidad del puesto le permitió dedicar tiempo a la lectura para el proyecto, en el que trabajó hasta su lanzamiento en 1910. [9] Durante este mismo período, Whittaker también publicó el libro The theory of optical instruments en 1907, así como también publicó ocho artículos, seis de ellos en astronomía, durante el mismo período. [9] También continuó realizando investigaciones fundamentales en dinámica analítica en el Trinity College de Dublín durante este período. [4]
La versión original del libro fue elogiada universalmente y se consideró una obra de referencia autorizada en la historia de la física, a pesar de su dificultad para obtenerse después de la década de 1920. [11] Cuando la primera edición del libro se agotó, hubo un largo retraso antes de la publicación de la edición revisada en 1951 y 1953. El retraso se debió, en palabras del propio Whittaker, a su opinión de que "cualquier nueva cuestión debería describir los orígenes de la relatividad y la teoría cuántica, y su desarrollo desde 1900". [6] La tarea requería más tiempo del que su carrera como matemático le permitía, por lo que el proyecto quedó en suspenso hasta que se jubiló de su cátedra en la Universidad de Edimburgo en 1946. [5] [6] [12]
La primera edición del libro, escrita en 1910, ofrece un relato detallado de las teorías del éter y su desarrollo desde René Descartes hasta Hendrik Lorentz y Albert Einstein , incluidas las contribuciones de Hermann Minkowski . El volumen se centra en gran medida en las teorías del éter , Michael Faraday y James Clerk Maxwell , dedicando a cada uno uno o más capítulos. Fue bien recibido y estableció a Whittaker como un respetado historiador de la ciencia. [5] El libro se agotó y no estuvo disponible durante muchos años antes de la publicación de la segunda edición, ya que Whittaker se negó a reimprimirlo. Publicado en los Estados Unidos antes de 1925, el libro ahora es de dominio público en los Estados Unidos y ha sido reimpreso por varios editores.
El libro consta de doce capítulos que comienzan con una discusión sobre las teorías del éter en el siglo XVII, centrándose principalmente en René Descartes , y terminan con una discusión de la electrónica y las teorías del éter a fines del siglo XIX, cubriendo ampliamente las contribuciones de Isaac Newton , René Descartes, Michael Faraday , James Clerk Maxwell y JJ Thomson . El libro sigue secuencias lógicas de desarrollo, por lo que los capítulos son algo independientes; el libro no es completamente cronológico. [13] El libro utiliza análisis vectorial en todo momento y hay una tabla explicativa al comienzo del libro para aquellos que no están familiarizados con la notación vectorial. [14] [15]
El primer capítulo cubre el desarrollo del siglo XVII de la teoría del éter. Comenzando con las conjeturas de Descartes, el capítulo se centra en las contribuciones de Christiaan Huygens e Isaac Newton [13] mientras destaca el trabajo de Petrus Peregrinus , William Gilbert , Pierre de Fermat , Robert Hooke , Galileo y Ole Rømer . El capítulo 2 cubre el desarrollo matemático inicial del campo magnético antes de la introducción del potencial vectorial y el potencial escalar , cubriendo la acción a distancia. [13] El tercer capítulo cubre el galvanismo , comenzando con Luigi Galvani y extendiéndose a través de la teoría del circuito de Georg Ohm . El capítulo 4 cubre los primeros desarrollos de las teorías del éter luminífero que se extienden desde James Bradley hasta Augustin-Jean Fresnel . El quinto capítulo cubre los desarrollos que tienen lugar principalmente durante la primera mitad del siglo XIX, con algunas contribuciones de Joseph Valentin Boussinesq y Lord Kelvin . Aquí se modela la idea del éter luminífero como un sólido elástico. El capítulo 6 se centra casi exclusivamente en los experimentos de Michael Faraday . El capítulo siete analiza los matemáticos que trabajaron después de Faraday pero antes de James Clerk Maxwell y que adoptaron puntos de vista de la acción a distancia sobre las líneas de fuerza de Faraday . [13] El capítulo incluye una discusión de las contribuciones realizadas por Franz Neumann , Wilhelm Eduard Weber , Bernhard Riemann , James Prescott Joule , Hermann von Helmholtz , Lord Kelvin, Gustav Kirchhoff y Jean Peltier . El capítulo 8 se centra en las contribuciones de Maxwell al electromagnetismo y el capítulo 9 detalla desarrollos posteriores a los modelos de éter realizados después de las publicaciones de Maxwell. Contribuciones de Lord Kelvin, Carl Anton Bjerknes , James MacCullagh , Bernhard Riemann, George Francis FitzGerald y William Mitchinson Hicks . El décimo capítulo trata de los físicos que siguieron los pasos de Maxwell a mediados del siglo XIX, con contribuciones de Helmholtz, Fitzgerald, Weber, Hendrik Lorentz , HA Rowland y JJ Thomson., Oliver Heaviside , John Henry Poynting , Heinrich Hertz y John Kerr . El capítulo 11 cubre la conducción en sólidos y gases que se extiende desde el trabajo de Faraday, cubierto en el capítulo seis, hasta el de JJ Thomson, mientras que el capítulo final da cuenta de las teorías del éter a fines del siglo XIX, y termina con el trabajo de Owen Willans Richardson a principios del siglo.
El libro recibió varias reseñas en 1911, incluida una del físico CM Sparrow. [16] Sparrow escribió que el libro está a la altura del legado dejado por Un curso de análisis moderno y Un tratado sobre la dinámica analítica de partículas y cuerpos rígidos de Whittaker . [16] Luego señaló varias áreas expandibles del libro antes de continuar afirmando: "Es de esperar que algunos pequeños errores o inexactitudes se cuelen en un libro de esta naturaleza, pero los uno o dos que hemos observado son de un carácter demasiado trivial para merecer mención, y no afectan de ninguna manera la excelencia general de la obra. El libro está impreso de manera atractiva y notablemente libre de errores de imprenta". [16] Otra reseña del libro de 1911 lo calificó como un "volumen excelente" y predijo que "será recibido por todos los físicos como una valiosa contribución". [17] Una tercera reseña del libro en 1911 lo elogió por su cuidadosa descripción de los avances, afirmando que "el tratamiento de los avances más importantes, sin ser [exhaustivo], es suficientemente adecuado para definirlos claramente en su contexto histórico". [18]
Entre otros críticos, EB Wilson , en una reseña de 1913, señaló una teoría que Whittaker pasó por alto antes de continuar diciendo: "Es innecesario entrar en más detalles con respecto al contenido de esta Historia, que debería y será ampliamente leída. Baste decir que un estudio cuidadoso de toda la obra dos veces, y de muchas partes de ella varias veces, deja solo una resolución, a saber, continuar el estudio indefinidamente; porque siempre hay algo nuevo que aprender cuando tanto material está tan bien presentado". [13] Una segunda reseña de 1913, por Herbert Hall Turner escribió que el "libro es probablemente el mayor acto de piedad hacia el pasado que se ha producido en esta generación" [19] y que "parecería aconsejable mantener el libro en uno de los estantes de fácil acceso del estudio, donde se pueda consultar constantemente". [19] El libro también recibió una reseña positiva en italiano en 1914. [20]
Varios críticos del primer volumen de la segunda edición elogiaron esta edición en sus reseñas. AM Tyndall escribió en 1951 que recordaba lo placentera y esclarecedora que había sido la lectura de esta edición cuarenta y un años antes. [21] Carl Eckart escribió en 1952 que el libro "ha sido la obra de referencia autorizada para los aspectos históricos de las teorías de la óptica, el electromagnetismo y el [a]éter". [11] En 1952, Victor Lenzen escribió que el libro "no tenía rival en su campo". [10] En su reseña de 1952, WH McCrea escribió que "ofrecía una descripción magníficamente bien elaborada de su tema". [5]
En 1951 (Vol. 1) y 1953 (Vol. 2), Whittaker publicó una edición ampliada y revisada de su libro en dos volúmenes. El primer volumen es una revisión del libro original de 1910, mientras que el segundo volumen, publicado dos años después, contiene una extensión de la historia hasta el siglo XX, abarcando los años 1900 a 1926. Los libros se consideran textos autorizados sobre los desarrollos del electromagnetismo clásico [2] y siguen siendo citados por libros de texto ampliamente adoptados sobre el tema . [22] [2] Se prometió un tercer volumen, que abarca los años 1925 a 1950, en la segunda edición, pero nunca se publicó, ya que Whittaker murió en 1956. [4] Los dos volúmenes proporcionan un relato del desarrollo histórico de las teorías fundamentales de la física y se dice que "contienen la esencia destilada de la lectura y el estudio de su autor durante un período de más de medio siglo". [12]
El primer volumen, subtitulado The Classical Theories , fue publicado inicialmente en 1951 por Thomas Nelson and Sons . El libro es una revisión del libro original de 1910, con un capítulo adicional sobre la teoría clásica de la radiación, algo de material nuevo, pero sigue centrado en la física anterior a 1900. [11] El libro tiene un alcance similar al de la primera edición, aunque ocasionalmente modificado hacia el principio con ediciones más extensas hacia el final. [21] [5] Un crítico señaló que aproximadamente el 80 por ciento del libro es una reproducción de la edición original, con revisiones que dan cuenta de los desarrollos durante los primeros cuarenta años del siglo XX. [23] La obra cubre el desarrollo de la óptica, la electricidad y el magnetismo, con algunas tramas secundarias en la historia de la termodinámica y la gravitación, a lo largo de tres siglos, hasta finales del siglo XIX. [24]
El capítulo uno del primer volumen fue renombrado como la teoría del éter a la muerte de Newton después de ser reescrito en su mayor parte, aunque todavía se centra en René Descartes , Isaac Newton , Pierre de Fermat , Robert Hooke y Christiaan Huygens , entre otros. [5] [23] El capítulo comienza con una discusión de la física desde las formulaciones iniciales del espacio por René Descartes, que evolucionaron hacia las teorías del éter , hasta la muerte de Newton, siendo testigo de los primeros intentos de una teoría ondulatoria de la luz por parte de Hooke y Huygens. [10] El nuevo volumen rastrea el desarrollo temprano de las teorías del éter hasta la época de Aristóteles. [25]
Si bien hay muchos párrafos nuevos, referencias y notas al pie ampliadas en los capítulos dos al once, gran parte del contenido sigue siendo el mismo que en la primera edición. [5] Los capítulos dos y tres, como en la primera edición, inician el tema de la electricidad y el magnetismo, incluido el galvanismo . [10] El capítulo dos traza la historia de la electrostática y la magnetostática desde los primeros desarrollos hasta el trabajo de George Green sobre la teoría del potencial y su introducción del potencial vectorial y el potencial escalar . [5] El capítulo tres, sobre el galvanismo, analiza la historia de la corriente eléctrica , centrándose en Galvani, Ohm y Ampere. [10] El cuarto capítulo, sobre el medio luminífero , incluye los descubrimientos de las aberraciones ópticas , la polarización y la interferencia . [10] Este es el período de transición, desde cuando la teoría corpuscular de la luz de Newton fue ampliamente aceptada hasta el establecimiento de la teoría ondulatoria después de los experimentos de Fresnel y Young. [5] El quinto capítulo registra el desarrollo de teorías que modelan el éter como un sólido elástico. [10]
Los capítulos seis a ocho presentan el desarrollo del electromagnetismo como una línea desde Faraday a Maxwell, incluido el desarrollo de teorías de la electricidad y el magnetismo modeladas en la mecánica newtoniana . [10] El capítulo se amplió en gran medida a partir de su contraparte de 1910. [23] Los capítulos siete y ocho fueron reescritos extensamente con nuevo material en todo momento. [23] El capítulo nueve, sobre los modelos del éter, analiza, entre otros, las contribuciones de Maxwell, William Thomson , James MacCullagh , Riemann, George Francis FitzGerald y Hermann von Helmholtz , los físicos preeminentes del siglo XIX. [5]
Los últimos tres capítulos preparan el terreno para los desarrollos del siglo XX, que se describirán en el segundo volumen. [10] El capítulo once fue renombrado como conducción en soluciones y gases, desde Faraday hasta el descubrimiento del electrón en la nueva edición. El capítulo doce, titulado teoría clásica de la radiación, es completamente nuevo y se centra en el desarrollo empírico de las series espectrales , así como en el desarrollo histórico de la física de la radiación del cuerpo negro . [5] El capítulo final, el capítulo ocho, fue renombrado como teoría clásica en la era de Lorentz y contiene material nuevo, aunque omite varios detalles, guardándolos para el segundo volumen. [5] El capítulo se centra principalmente en la conducción eléctrica y térmica y en la teoría de Lorentz de los electrones . [5] La tabla de contenidos ha sido elogiada por ser "extremadamente útil" para dividir los capítulos en secciones que resaltan los desarrollos clave. [26]
Arthur Mannering Tyndall , William Hunter McCrea y Julius Miller revisaron el libro tras su lanzamiento en 1951. Arthur Tyndall señaló su preferencia por la configuración de la nueva edición y escribió que "si hay errores u omisiones en él, el crítico estaba demasiado inmerso en la atmósfera del libro como para notarlos". [21] Tyndall recomendó el libro para los profesores que buscan desarrollar el interés de los estudiantes en los antecedentes históricos de la óptica y la electricidad, ya que cree que gran parte del contenido se puede incorporar directamente en las conferencias y que se puede recomendar a los estudiantes que lean partes del libro en sus estudios de pregrado. [21] En una segunda reseña de 1951, William McCrea afirmó que Whittaker había tenido éxito, "posiblemente más que cualquier otro historiador de la ciencia", en impartir "una impresión completa y auténtica de aquello en lo que los grandes pioneros fueron verdaderamente grandes", lo que permite al lector "ver su trabajo, con su falta de precedentes, en el contexto de datos experimentales extrañamente variados y de conceptos físicos generales contemporáneos conflictivos" y "ver cómo contribuyeron cada uno con su parte a lo que estamos obligados a reconocer como progreso permanente". [27] McCrea elogió el libro diciendo que "no existe un mejor relato factual para mostrar cuán difícilmente se ha logrado este progreso". [27] En una segunda reseña, publicada en 1952, McCrea afirmó que "de las riquezas de su erudición matemática e histórica, Sir Edmund Whittaker nos ha dado un libro muy bueno". [5] En su reseña, Julius Miller afirmó que el libro estaba más allá de toda crítica, diciendo que bastaba con señalar que "es el trabajo de un erudito destacado de este siglo y del pasado: un físico, filósofo y matemático". [28] Miller señaló que si bien es principalmente un libro de historia, también es "filosofía, física y matemáticas de primer orden" y que ofrece un "examen elegante y penetrante de Las teorías clásicas". [28] También señaló que, aunque es una "lectura pesada", la obra es "deliciosamente clara" y que la "documentación es asombrosa". [28]
Entre otros, Carl Eckart , Victor Lenzen , John Synge , Stephen Toulmin , Edwin C. Kemble e I. Bernard Cohen reseñaron el libro en 1952. Carl Eckart abrió su reseña elogiando la primera edición del libro y escribiendo: "Esta segunda edición casi con certeza seguirá ocupando la misma posición durante muchos años más". [11] Eckart señaló que el libro era ambicioso, pero se llevó a cabo con "éxito inusual" utilizando la misma claridad y elegancia que había hecho famoso a Whittaker. [11] Continuó diciendo que el libro es una "verdadera historia de las ideas" que ha sido y seguirá siendo un "libro muy influyente". [11] En su reseña, Victor Lenzen afirmó que "no conoce ningún trabajo sobre teorías físicas que sea comparable al presente en la discusión analítica y crítica de la formulación matemática de las teorías". [10] Su reseña termina afirmando que el libro es un testimonio de la "curiosidad intelectual ilimitada" que impulsa a la humanidad a comprender el universo en el que vivimos. [10] En una tercera reseña de 1952, John Synge señaló que el libro está "respaldado por una vasta erudición", pero no es abrumador y que "el estilo es vivaz y el autor tiene un éxito singular en ponerse a sí mismo y al lector en el lugar de cada físico". [24] Synge continúa diciendo que Whittaker, con gran habilidad, fue capaz de "mezclar la atmósfera de confusión contemporánea que siempre acompaña al progreso científico con una apreciación de lo que realmente está sucediendo, visto a la luz del conocimiento posterior". [24] Stephen Toulmin, en su reseña, se refiere a la edición original de Whittaker como una referencia estándar, pero señaló que casi de inmediato se requirió un suplemento para cubrir los desarrollos posteriores. [29] Toulmin continuó afirmando que los físicos en la primera mitad del siglo XX tuvieron dificultades para "mantenerse a flote en la marea de nuevas teorías y descubrimientos" y que la posición de Whittaker como historiador de la ciencia había sido "bastante inaccesible", y por eso "tenemos suerte de tener al profesor Whittaker una vez más como nuestro guía". [29] Edwin Kemble, en una quinta reseña de 1952, afirmó que el libro era "único en su clase" y lo resumió como un "relato de alto nivel" de los pasos en el desarrollo de la teoría clásica del electromagnetismo que está "bien documentado y es extraordinariamente completo". [30] En su reseña, I. Bernard Cohen escribió que no conocía "ninguna otra historia de la electricidad que sea tan sólida como la de Whittaker",Aunque señaló varias mejoras que deseaba que Whittaker hubiera hecho al actualizar el clásico de 1910. [31]
Arthur Tyndall , en su reseña de 1951, afirmó que el libro es "rico en hechos experimentales", con comparativamente menos secciones matemáticas, con notables excepciones como las de Lorentz y Maxwell, diciendo que "este nuevo volumen no es un tratado pesado de física teórica, como tal vez su nombre podría sugerir". [21] William McCrea señaló que el libro es "una historia de teorías ", pero también proporciona "declaraciones muy claras de los descubrimientos experimentales en todas las etapas". [5] Continúa señalando que el libro se centra en los desarrollos de las teorías del éter y la electricidad, que McCrea afirma que son las partes más fundamentales de la física, pero también es informativo en otras áreas relevantes de la física, como la elasticidad y la termodinámica. [5] Algunos revisores comentaron sobre el nuevo capítulo sobre la teoría clásica de la radiación, incluyendo Tyndall, quien señala que el material apenas fue cubierto en la primera edición y fue una adición natural que ayuda a allanar el camino para el segundo volumen [21] y Cart Eckart, quien dice que la historia de los espectros y la radiación térmica "tiene el lugar que le corresponde en la perspectiva histórica". [11]
Varios críticos criticaron el libro por ciertas omisiones, incluido Eckart, quien criticó a Whittaker por dejar fuera a Euclides y Lobatchewsky y señala esto y el hecho de que Whittaker continuó escribiendo sobre el éter desde una perspectiva del siglo XIX como defectos que habría ignorado en un volumen menor. [11] Victor Lenzen afirma que no está de acuerdo con Whittaker en un punto de énfasis, especialmente en lo que se relaciona con no mencionar a Joseph Henry fuera de una sola nota a pie de página. [10] También menciona la distinción de Whittaker entre las filosofías platónica y aristotélica donde dice que Whittaker se pone del lado de los métodos empíricos de Aristóteles, mientras que cree que Platón fue más profético sobre el futuro de los métodos matemáticos en la ciencia. [10]
El segundo volumen, subtitulado The Modern Theories (1900–1926) , fue publicado originalmente en 1951 por Thomas Nelson and Sons . El libro es la continuación del estudio de Whittaker sobre la historia de la física en el período 1900-1926 y describe la revolución en la física durante el primer cuarto del siglo XX. [32] Los principales desarrollos históricos cubiertos en el libro incluyen la teoría especial de la relatividad , la antigua teoría cuántica , la mecánica matricial y la ecuación de Schrödinger y su uso en la mecánica cuántica , conocida como "mecánica ondulatoria". [32]
El segundo capítulo del libro es muy controvertido y constituye el papel principal de Whittaker en la disputa sobre la prioridad de la relatividad . La opinión de Whittaker sobre la historia de la relatividad especial es que Lorentz y Poincaré habían desarrollado con éxito la teoría antes que Einstein y que la prioridad les pertenecía a ellos. A pesar de la objeción de Whittaker, el consenso científico sigue estando firmemente a favor de la prioridad de Einstein sobre la teoría, y los autores señalan que, si bien las teorías de Poincaré y Lorentz son matemática y experimentalmente equivalentes a la teoría de Einstein, no se basan en los postulados relativistas y no constituyen lo que ahora se conoce como la relatividad de Einstein. Si bien partes del libro han recibido elogios notables, debido a su papel en la controversia histórica, se ha dicho que el libro en general no está a la altura de los estándares de los demás y, históricamente, ha recibido muchas menos citas.
El primer capítulo, La era de Rutherford , analiza el estado de la física empírica a principios del siglo XX. [33] El capítulo dos analiza los orígenes de la relatividad especial y es muy controvertido, y es la base del papel de Whittaker en la disputa sobre la prioridad de la relatividad . En este capítulo, como sugiere el título, Whittaker da prioridad a la relatividad especial a Hendrik Lorentz y Henri Poincaré en oposición a la generalmente aceptada atribución a Albert Einstein , un punto por el que Whittaker ha sido reprendido por muchos académicos. [1]
Los capítulos tres y cuatro detallan los desarrollos de la antigua teoría cuántica y tratan principalmente de "hechos experimentales complicados y sus explicaciones preliminares". [33] El capítulo tres cubre los desarrollos tempranos en la antigua teoría cuántica, discutiendo las contribuciones de Max Planck a la física y tocando a Einstein y Arnold Sommerfeld . El capítulo cuatro, sobre la espectroscopia en la antigua teoría cuántica, analiza muchos de los precursores de Niels Bohr , incluidos Arthur W. Conway , Penry Vaughan Bevan, John William Nicholson y Niels Bjerrum . [33] El capítulo cinco cambia a la gravitación, discutiendo la historia de la cosmología y la teoría general de la relatividad . El capítulo seis regresa a la teoría cuántica y describe la conexión entre conceptos más antiguos y más modernos en física, discutiendo fenómenos y teorías como las ondas de materia de Louis de Broglie , las estadísticas de Bose y las estadísticas de Fermi . [33] Los dos capítulos finales dan cuenta del nacimiento de la mecánica cuántica . [33] La mecánica de matrices se analiza en el capítulo ocho, incluida la imagen de Heisenberg y la introducción de operadores físicos . Erwin Schrödinger , la imagen de Schrödinger y la ecuación de Schrödinger se analizan en el capítulo final.
En una reseña del libro de 1954 del segundo volumen, Max Born elogió ambos volúmenes de la segunda edición ampliada y revisada, diciendo que "[e]ste segundo volumen es una obra magnífica, excelente no sólo por su brillante estilo y claridad de expresión, sino también por su increíble erudición" y que "esta obra nos hace esperar con ansias el prometido tercer volumen". [33] Born cree que un libro como este es una "contribución esencial a nuestra literatura y debería ser leído por todo estudiante de física y de todas las ciencias relacionadas con la física, incluyendo la historia científica y la filosofía". [33] Born destaca los capítulos tres y cuatro sobre el desarrollo de la antigua teoría cuántica, llamándolos "las hazañas más asombrosas de aprendizaje, comprensión y discriminación". [33] También destaca el capítulo cinco, sobre la gravitación, como "perfecto" debido a la propia erudición de Whittaker en el campo, y continúa diciendo que es "la presentación breve más legible y esclarecedora de la relatividad general y la cosmología". [33] En su libro de 1956 La física en mi generación , Born continúa llamándolo un "libro excelente" y habla sobre el uso de la primera edición como referencia cuando era estudiante. [34]
Freeman Dyson , en una reseña de 1954, dijo que el segundo volumen es "más limitado y profesional en su alcance" que el primero, y que ofrece un "relato claro y lógico de la secuencia de acontecimientos en las luchas intelectuales que llevaron a la relatividad y la mecánica cuántica". [35] Llama al volumen un "libro de texto matemático" sobre la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, haciendo hincapié en un enfoque histórico, ya que explica todas las matemáticas necesarias. [35] Afirma que "los dos volúmenes de Whittaker reflejan fielmente los diferentes climas de la ciencia en los dos períodos que cubren" y continúa diciendo que, aunque no puede comentar la precisión histórica del libro, cree que "es probable que esta sea la historia más académica y generalmente autorizada de su período que jamás obtendremos". [35]
En las palabras de apertura de su discurso del 30 de noviembre de 1954 ante la Royal Society , el presidente Edgar Adrian afirma que Whittaker es quizás el matemático británico más conocido de la época, debido a sus "numerosas, variadas e importantes contribuciones" y los cargos que había ocupado, pero que de todas sus obras, esta Historia es probablemente la más importante, mientras que señala que los libros de Whittaker sobre dinámica analítica y análisis moderno han sido ampliamente influyentes tanto en el Reino Unido como a nivel internacional. [36] Destaca el segundo volumen recientemente publicado como un "gran trabajo" que da "una apreciación crítica del desarrollo de la teoría física hasta el año 1925". [36] Continúa diciendo que todos los escritos de Whittaker muestran sus "poderes de ordenación y exposición" que son de "un orden muy inusual". Concluye diciendo que "la asombrosa cantidad y calidad de su trabajo probablemente no tenga paralelo en las matemáticas modernas y es muy apropiado que la Royal Society le confiera a Whittaker su premio más distinguido", refiriéndose a la recepción por parte de Whittaker de la Medalla Copley en 1954. [36]
En una reseña de 1954, Rolf Hagedorn afirma que "basta con leer unas pocas páginas del libro para percibir la minuciosidad y la conciencia de todo el trabajo". Afirma que el libro es una referencia inestimable y que es "esencial para cualquier biblioteca". [37] Continúa diciendo que Whittaker "lleva al lector a una comprensión real mediante una descripción matemática coherente que le permite seguir el desarrollo paso a paso" y que la "claridad y la construcción didáctica hacen que sea un placer seguirlo". [37] En otra, William Fuller Brown Jr. señala que el libro es una historia de los artículos publicados en lugar de una historia de los científicos que los publicaron, pero continúa diciendo que el libro es esclarecedor y que el lector "obtendrá de él una mejor apreciación del proceso de descubrimiento científico". [38] Entre otros, Science publicó una reseña del libro que comenzaba con: "El presente volumen no es, como sugiere el título, simplemente una extensión de 26 años del trabajo escrito originalmente por Sir. Edmond Whittaker bajo el mismo título en 1910. Es, más bien, una crónica completa y autorizada del desarrollo de la física teórica en el período 1900-1926, incluyendo la estructura atómica , la relatividad especial , la [antigua] teoría cuántica , la relatividad general , la mecánica matricial y la mecánica ondulatoria ". [39]
En una reseña de PW Bridgman en 1956 se dice: "Creo que la primera impresión que los lectores tendrán ante este formidable tratado será casi invariablemente de estupefacción ante la industria y versatilidad del autor, que ha sido capaz de asimilar y revisar críticamente tanto". [8] Continúa diciendo que los físicos más veteranos también "lo encontrarían como un epítome" de su "propia experiencia", y que les contaría "muchas situaciones críticas". [8]
En una carta de septiembre de 1953 a Albert Einstein publicada en 1971, Max Born escribe que, aparte de las cuestiones de prioridad de la relatividad, le resultó "particularmente desagradable" que Whittaker "hubiera entretejido todo tipo de información personal en su explicación de la mecánica cuántica", mientras que se "ensalzaba" el papel de Born en el desarrollo. [7] Pero afirma en el comentario de 1971 que el libro es "una obra filosófica brillante e histórica" que encontró "extremadamente útil" en sus primeros años. [40] En una reseña del libro de 1954, Born elogia el libro por su registro "extremadamente cuidadoso" de "artículos oscuros u olvidados que contienen alguna idea nueva esencial, aunque tal vez en una forma imperfecta". Y señala que los dos últimos capítulos del libro dan un "relato detallado y animado del nacimiento de la mecánica cuántica en sus dos formas, mecánica matricial y mecánica ondulatoria". [33] También elogia a Whittaker por dejar de lado sus intereses filosóficos, diciendo que "Whittaker, el historiador concienzudo de la ciencia, tiene la ventaja sobre Whittaker, el metafísico, y es precisamente esta característica la que hace del libro una guía segura a través de la maraña de acontecimientos". [33] Born afirma que el título del segundo capítulo, o "la visión histórica expresada en él", es el único punto en el que Born no comparte la opinión de Whittaker. [33] Born también señala que el libro va más allá de lo que pueden hacer los libros de texto ordinarios, que, en su opinión, ofrecen a los estudiantes "la forma más corta y sencilla de obtener conocimiento y comprensión", [33] y "en algunos casos no sólo son ahistóricos sino una distorsión de la historia". [33]
Freeman Dyson , en su reseña de 1954, comenta que el segundo volumen tiene, por necesidad, un "estilo muy diferente del primero" debido al rápido desarrollo matemático a principios del siglo XX. [35] Resume el primer volumen como una descripción de "accidentes históricos", que resultaron en cambios en la forma en que los científicos pensaban sobre los problemas, con discusiones sobre las conexiones entre la física y el clima filosófico más general de la época, mientras dice que el segundo volumen cubre la historia de la física cuando el progreso estaba determinado por la "velocidad con la que las observaciones podían entenderse y expresarse en términos matemáticos exactos". [35]
En su reseña de 1954 en Nature, Rolf Hagedorn señala que los lectores deberían estar familiarizados con el libro cálculo diferencial , integral y álgebra lineal , diciendo que "no está escrito para el profano interesado en la historia de la ciencia, y ciertamente no pertenece a la categoría de libros de ciencia popular". [37] Elogia el libro por justificar cada afirmación con "al menos una cita", afirmando que estima que el total es mayor a mil. Continúa diciendo que "es inconcebible que un autor con un conocimiento tan profundo de sus fuentes pudiera haber pasado por alto algún hecho importante". [37] También reconoce que el libro a veces es difícil de leer debido al "estilo condensado" así como "al hecho de que a menudo emplea la nomenclatura utilizada en el trabajo original en lugar de la que se usaría hoy en día". [37]
En su reseña del libro de 1956, PW Bridgman afirma que "sin duda" la parte más controvertida del libro es la de dar prioridad a Lorentz y Poincaré para la relatividad especial, pero opta por no defender la prioridad de Einstein, remitiendo a los lectores a las respuestas de Max Born. [8] Afirma que "hay que recordar, sin embargo, que Whittaker estaba en el meollo de las cosas durante el desarrollo de la teoría, y hay mucha historia olvidada". Elogia a Whittaker por destacar la "prehistoria poco conocida" de la relación masa-energía . [8] Bridgman también señala que el volumen no discute si el "éter" debe considerarse superfluo a la luz de las teorías especial y general de la relatividad, pero señala que el prefacio de la edición original argumenta mantener la palabra éter para describir el vacío cuántico . [8]
En relación con el desarrollo temprano de la relatividad general y el principio de equivalencia , Roberto Torretti , en su libro de 1983, criticó a Whittaker por atribuir a Max Planck la implicación de que "toda la energía debe gravitar" a pesar de que el artículo de Planck de 1907 "decía lo contrario" según Torretti. [41]
En el segundo volumen, un capítulo titulado "La teoría de la relatividad de Poincaré y Lorentz" acredita a Henri Poincaré y Hendrik Lorentz por desarrollar la relatividad especial , y aludió especialmente al artículo de Lorentz de 1904 (fechado por Whittaker como 1903), el discurso de Poincaré en St. Louis (Los principios de la física matemática) de septiembre de 1904 y el artículo de Poincaré de junio de 1905. [42] Atribuyó al artículo de relatividad especial de Einstein solo poca importancia, que dijo "expuso la teoría de la relatividad de Poincaré y Lorentz con algunas ampliaciones, y que atrajo mucha atención". [43] Roberto Torretti afirma, en su libro de 1983 Relatividad y geometría , "las opiniones de Whittaker sobre el origen de la relatividad especial han sido rechazadas por la gran mayoría de los académicos", [1] citando a Max Born , [44] Gerald Holton , [45] [46] [47] Charles Scribner , [48] Stanley Goldberg, [49 ] [50] Elie Zahar, [51] Tetu Hirosige, [52] Kenneth F. Schaffner , [53] y Arthur I. Miller . [54] Mientras que señala que GH Keswani [55] [56] se pone del lado de Whittaker, aunque "modera un poco la visión de este último". [1] Miller, en su libro de 1981, escribe que la "falta de credibilidad histórica" [57] del segundo capítulo había sido "demostrada efectivamente" por el artículo de Holton de 1960 [45] sobre los orígenes de la relatividad especial.
Born escribió una carta a Einstein en septiembre de 1953 en la que le explicaba que Whittaker, un amigo suyo, estaba publicando el segundo volumen, que es "peculiar en el sentido de que a Lorentz y Poincaré se les atribuye" el desarrollo de la relatividad especial, mientras que los artículos de Einstein son tratados como "menos importantes". [7] Continúa diciéndole a Einstein que había hecho todo lo que pudo durante los tres años anteriores para "disuadir a Whittaker de llevar a cabo su plan", mencionando que Whittaker "apreciaba" la idea y "le encantaba hablar" de ella. [7] Le dijo a Einstein que Whittaker insiste en que todas las características importantes fueron desarrolladas por Poincaré, mientras que Lorentz "claramente tenía la interpretación física". [7] Born dijo que esto lo molestó ya que Whittaker es una "gran autoridad en los países de habla inglesa" y estaba preocupado de que "mucha gente le va a creer". [7] Einstein le asegura a Born que no hay nada de qué preocuparse en una respuesta de octubre, diciendo "No pierdas el sueño por el libro de tu amigo. Cada uno hace lo que considera correcto o, en términos deterministas, lo que tiene que hacer. Si logra convencer a los demás, eso es asunto de ellos". [58] Afirma que no le parece sensato defender los resultados de su investigación como si de alguna manera le pertenecieran. [58] En el comentario de 1971 sobre esta respuesta, Born dice que la respuesta de Einstein simplemente demuestra su "total indiferencia hacia la fama y la gloria". [59]
En su reseña del libro de 1954, Born afirma que "hay mucho que decir a favor del juicio de Whittaker. Desde el punto de vista matemático, las transformaciones de Lorentz contienen toda la relatividad especial, y no parece haber duda de que Poincaré, quizás un poco por delante de Einstein, era consciente de la mayoría de las consecuencias físicas importantes". [33] Aunque continúa apoyándose en el "uso generalizado de nombrar la relatividad en honor a Einstein", [33] aunque "sin ignorar las grandes contribuciones de Lorentz y Poincaré". [33] Born amplía estas ideas en su libro de 1956, donde señala [60] una respuesta de Einstein a Carl Seelig en la que se le preguntaba a Einstein sobre la literatura científica que más influyó en su teoría especial de la relatividad. [61] Einstein señala que solo conocía el trabajo de Lorentz de la década de 1890. Born dice que esto "deja la situación perfectamente clara". [62] Señala que los artículos de 1905 sobre la relatividad y el cuanto de luz estaban conectados, y que la investigación era independiente del trabajo posterior de Lorentz y Poincaré. [62] Continúa destacando la "audacia" de Einstein al "desafiar la filosofía establecida de Isaac Newton, los conceptos tradicionales de espacio y tiempo". [63] Esto, para Born, "distingue el trabajo de Einstein de sus predecesores y nos da el derecho a hablar de la teoría de la relatividad de Einstein, a pesar de la opinión diferente de Whittaker". [63]
En su refutación explícita de 1960, Holton señala que el artículo de Einstein "fue de hecho una de varias contribuciones de muchos autores diferentes", [45] pero continúa señalando que la evaluación de Whittaker era deficiente y claramente errónea en algunos lugares. Señala que atribuir a Lorentz un artículo de 1903 en lugar de 1904 "no fue simplemente un error", sino más bien es al menos un "error simbólico" que es "simbólico de la forma en que las preconcepciones de un biógrafo interactúan con su material". [45] Continúa diciendo que Whittaker insinuó que el trabajo de Einstein se basaba en el de Lorentz a pesar de las declaraciones de Einstein y sus colegas de lo contrario, y que había múltiples pruebas en el artículo de 1905 que implicaban que Einstein no conocía el trabajo posterior de Lorentz, incluido el hecho de que Einstein derivó la transformada de Lorentz mientras que Lorentz la asumió y que Einstein fue agudo al dar crédito a otros cuyo trabajo influyó en el suyo. [45] También señala una diferencia clave entre los artículos en los que Einstein argumenta que las "leyes de la electrodinámica y la óptica" eran "válidas en todos los marcos de referencia" hasta el orden de v / c , mientras que Lorentz afirmó, como un "punto clave" en su artículo de 1904, "haber extendido la teoría hasta el segundo orden en v / c ". [45] Finalmente, señala que Planck había señalado en 1906 que la expresión de Einstein para la masa de partículas cargadas era "mucho menos adecuada que la de Lorentz". [45] Holton continúa señalando el "hecho igualmente significativo" de que el artículo de Lorentz "no era sobre la relatividad especial como entendemos el término desde Einstein", ya que sus "suposiciones fundamentales no son relativistas". [45] Continúa diciendo que Lorentz nunca se atribuyó el mérito de la relatividad y, de hecho, se refirió a ella como la relatividad de Einstein. Finalmente, señala que la formulación de Lorentz era válida sólo para valores pequeños de v / c , pero el objetivo de la teoría de Einstein era la validez general. [45] Holton también ha escrito otros trabajos sobre la historia de la relatividad especial, defendiendo la prioridad de Einstein. [46] [47]
Roberto Torretti , en su libro de 1983, señala que la teoría establecida por Poincaré y Lorentz era "experimentalmente indistinguible y matemáticamente equivalente" a la de Einstein Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento , pero su filosofía es muy diferente a la relatividad especial de Einstein. [1] Torretti señala que su teoría, en marcado contraste con la de Einstein, se basa en el supuesto de un éter que interactúa con los sistemas que se mueven a través de él, afectando a los cuerpos encogidos del reloj. Continúa señalando que es indudable que Einstein podría haberse inspirado en las obras de Poincaré, [64] Señala que la teoría de Poincaré no era universalmente aplicable como la de Einstein y que no se basa en una modificación de las nociones de espacio y tiempo. [65] También menciona que Lorentz se refería regularmente a la teoría como de Einstein, pero que Poincaré nunca se convirtió verdaderamente en un relativista, que se refería a la teoría como de Lorentz. [66] Torretti señala que el fracaso de Poincaré en triunfar se debió a su notorio convencionalismo y al hecho de que quizás era demasiado orgulloso para admitir que "había perdido la gloria de fundar la física del siglo XX ante un joven empleado de patentes suizo". [67]
Charles Scribner , en su artículo de 1984 Henri Poincaré y el principio de relatividad , manifestó su creencia de que la visión de Whittaker sobre el asunto "no hace justicia a la evidencia histórica disponible" y señala que también puede "crear obstáculos para los estudiantes". [48] Continúa diciendo que "Einstein jugó un papel único al establecer la validez universal del principio de relatividad y al revelar y capitalizar sus implicaciones radicales". [48] Señala varios de los puntos planteados posteriormente por Holton en su refutación de 1960, incluida la discrepancia en las potencias de v / c y que Poincaré nunca aceptó realmente la teoría en la forma en que Einstein la había propuesto.
La controversia también se menciona en otros libros sobre la historia de la ciencia. En su libro Subtle is the Lord , Abraham Pais escribió una crítica mordaz de Whittaker, escribiendo que el tratamiento de la relatividad especial "muestra lo bien que la falta de conocimiento físico del autor coincide con su ignorancia de la literatura", [68] frase que fue reprendida por al menos un crítico notable como "indignante" y "lamentable". [69] De manera algo paradójica, también afirma que tanto él como sus colegas creen que la edición original de Whittaker "es una obra maestra". [68] Además, señala que no habría sentido la necesidad de comentar si el libro no hubiera "planteado preguntas en muchas mentes sobre las prioridades en el descubrimiento de esta teoría". [68] Una reseña más comprensiva proviene de Clifford Truesdell , quien escribió que Whittaker "despertó un antagonismo colosal al intentar aclarar las cosas basándose en la imprenta y los registros en lugar de en los recuerdos, el folclore y la propaganda profesional...", en su libro de 1984 An Idiot's Fugitive Essays on Science [70].
En uno de los obituarios de Whittaker de 1958, William McCrea comentó que los libros son logros tan notables que "a medida que pasa el tiempo, el riesgo será que todos los otros grandes logros de Whittaker tiendan a ser pasados por alto en comparación". [71] Él predice que los lectores futuros "tendrían dificultad" en reconocer que fue sólo el resultado de "unos pocos años en ambos extremos de una carrera de la más alta distinción en otras actividades". [71] En un obituario de 1956, Alexander Aitken llama a la serie de libros "obra magna" de Whittaker, en medio de una carrera distinguida, y expresa pesar por el hecho de que Whittaker no pudo completar el tercer volumen prometido. [72] Otros obituarios incluyen uno que afirma que los dos volúmenes de la segunda edición "forman la obra magna de Whittaker ", entre muchas otras distinciones, incluyendo 4 obras estándar además de la Historia . [12] En un cuarto obituario se dice que la obra es "brillante" y una "empresa colosal que requiere una lectura amplia y una comprensión precisa". [73]
El libro fue incluido en una lista de "libros importantes sobre ciencia" seleccionada en 1958 en un artículo de Science escrito por Ivy Kellerman Reed y Alexander Gode , donde se dice que los volúmenes son la "primera historia exhaustiva de las teorías clásicas y modernas del éter y la electricidad". [74] En 1968, John L. Heilbron afirma que el "gran valor" del segundo volumen de Whittaker sobre mecánica cuántica radica en su capacidad para conectar los desarrollos en mecánica cuántica con los de otros campos, así como en sus "ricas citas", y continúa recomendando a los lectores este libro y varios otros sobre la historia de la ciencia. [75]
John David Jackson recomienda ambos volúmenes a sus lectores en el prefacio de la primera edición del famoso libro de texto de posgrado Classical Electrodynamics (1962), que ha sido reimpreso en todas las ediciones posteriores, incluida la tercera edición estándar de 1999. [76] Jackson da un breve relato de la historia del desarrollo matemático de la electrodinámica y dice que la "historia del desarrollo de nuestra comprensión de la electricidad y el magnetismo es, por supuesto, mucho más larga y rica de lo que indicaría la mención de unos pocos nombres de un siglo". [2] Continúa diciendo a sus lectores que consulten ambos volúmenes "autorizados" para un "relato detallado de la fascinante historia". [2]
En una reseña de Isis de 1988 de una reimpresión combinada de la segunda edición, que incluía tanto el primer como el segundo volumen encuadernados juntos, publicada en Nueva York por el Instituto Americano de Física y Tomash Publishers en 1981, el historiador de la ciencia Bruce J. Hunt dice que los libros resisten "notablemente bien" al tiempo y que es poco probable que otros intenten escribir libros similares en los tiempos modernos, ya que el "alcance enciclopédico es demasiado amplio" y el "enfoque puramente internalista demasiado estrecho" para las tendencias recientes, aunque dice que "podemos estar contentos de que alguien lo haya escrito" y que es, tal vez, una suerte que Whittaker lo haya hecho hace tanto tiempo. [4] Continúa expresando su agradecimiento por la nueva reimpresión. En contraste con el primer volumen sobre Las teorías clásicas, Hunt señala que el segundo volumen, Las teorías modernas , "raramente se cita hoy en día, excepto en relación con esta controversia" y que ha tenido "relativamente poca influencia" en publicaciones posteriores en la historia de la física moderna . [4] Hunt continúa diciendo que el primer volumen "sigue siendo una referencia estándar". [4] Dice que la mayor debilidad de ese libro es que carece de un "sentido histórico real", que pasa por alto contextos más amplios y, por lo tanto, está incompleto, ya que se centra en teorías en lugar de personas. [4] Hunt concluye señalando que el libro es, en muchos sentidos, una "reliquia de una época pasada", pero sigue siendo "muy útil" cuando se "aborda críticamente" y elogia a Whittaker como "uno de los últimos y más reflexivos de los grandes físicos matemáticos victorianos".
En una reseña de 2003 de un libro del historiador de la ciencia francés Olivier Darrigol, L. Pearce Williams compara el libro más reciente con la segunda edición de Whittaker, a la que llama "vieja pero aún valiosa". [77] En 2007, Stephen G. Brush incluyó el segundo volumen de la segunda edición en una lista seleccionada de libros sobre la historia de los desarrollos cuánticos de luz, como la radiación del cuerpo negro. [78] Otros académicos han destacado el volumen original, incluido Darrigol, quien, en un artículo de 2010, destacó el trabajo como una referencia autorizada [79] y Abraham Pais , quien afirma que tanto él como sus colegas creen que el libro es una "obra maestra" en su libro de 1982 sobre Einstein. [68]
El libro fue publicado originalmente en 1910 por Longmans, Green y compañía en Londres , Nueva York , Bombay y Calcuta , [80] y por Hodges, Figgis y compañía en Dublín . Estaba agotado en la década de 1920 [5] y era notoriamente difícil de conseguir a partir de entonces. [11] Fue parte de la serie de libros de Dublin University Press y Landmarks of Science . [81] Como fue registrado en la oficina de derechos de autor de los EE. UU. antes de 1925, el libro ahora es de dominio público en los Estados Unidos y se puede encontrar en Internet Archive [82] de forma gratuita y se puede reimprimir sin cargo.
El texto completo de Una historia de las teorías del éter y la electricidad en Wikisource
