El Universo de Maxwell / El genio olvidado
Primeros años
El telegrafista
Aportaciones
El legado
Rodolfo.Echavarria@nau.edu
Las opiniones vertidas en este artículo son responsabilidad de quien las emite y no de esta casa editorial. Aquí se respeta la libertad de expresiónExisten algunos científicos cuyos nombres quedan guardados para siempre en la memoria colectiva de la gente, tales como Newton, Einstein y Edison. Sin embargo, hay otros que pese a haber realizado grandes aportaciones al progreso de nuestra civilización, no cuentan con el reconocimiento general, excepto de aquellos dedicados a la ciencia y la tecnología.
En esta ocasión hablaremos de Oliver Heaviside, un gran científico autodidacta; sin sus aportaciones no tendríamos el desarrollo de la ingeniería eléctrica, y no hubiera sido posible disfrutar del telégrafo, las llamadas de larga distancia por teléfono, las transmisiones de radio y televisión, o del internet inalámbrico (Wi-Fi).
Oliver Heaviside nació el 18 de mayo de 1950 en Camden Town, al norte de Londres. Fue el menor de los cuatro hijos del matrimonio formado por Thomas y Rachel Heaviside, una familia de clase media. Debido a que los ingresos de su marido no eran constantes y habían venido a menos, Rachel decide aprovechar su experiencia como institutriz y abrir una escuela para niñas, lo que alivió la situación económica familiar.
En esos años Londres era una ciudad muy insalubre donde abundaban las enfermedades, y la población especialmente vulnerable eran los niños. Muchos morían en sus primeros años debido a la viruela o tifoidea, entre otros padecimientos. Oliver contrae fiebre escarlatina y, aunque sobrevive, queda parcialmente sordo. Esta condición le afecta en el desarrollo de las habilidades sociales –que lo marcó para toda su vida–, ya que le era muy difícil participar en los juegos con otros niños.
A los cinco años comienza sus estudios en la escuela de su mamá, y tres años después es enviado a una escuela de niños. Bajo la tutela de un buen profesor, destaca en las clases, aunque comienza a detestar la educación tradicional (odiaba la geometría euclidiana, por ejemplo).
Un suceso aparentemente sin relación tuvo una gran importancia en la vida académica de Oliver y sus hermanos: su tía Emma comienza a trabajar en la cocina para el físico y empresario Charles Wheatstone (quien desarrolló el circuito que lleva su nombre para conocer el valor de las resistencias). El gran hombre de negocios e inventor queda prendado de su joven cocinera y se casan en unos meses.
Wheatstone lo anima a continuar con sus estudios, primero en la escuela tradicional, y posteriormente de forma autodidacta. Sus padres no podían costearle la universidad, así que Oliver dedica dos años de su vida a estudiar por su cuenta en casa. Aprende sobre ciencia, así como los idiomas alemán y danés, además del código Morse, con el fin de encontrar un buen empleo.
Con las recomendaciones de su hermano Arthur y de Wheatstone, consigue un empleo como telegrafista en una importante empresa con un sueldo de ciento cincuenta libras al año. El telégrafo era el invento más asombroso de la época, ya que después de siglos en que la comunicación entre ciudades tardaba días o semanas, ahora podía ser de forma instantánea.
Sin embargo, en los primeros años del telégrafo existían muchos problemas técnicos por superar, y es aquí donde Oliver comienza a destacar debido a sus conocimientos científicos adquiridos de forma autodidacta. Entre estas dificultades estaban la distorsión de los mensajes enviados, y que en ocasiones se traslapaban. Dichos problemas aumentaban con la distancia de las líneas tendidas, y llegaron a su punto máximo con el desarrollo de una de los mayores logros de ingeniería en el Siglo XIX: el cable transatlántico que uniría a Europa con América.
Entre los científicos llamados a resolver las fallas técnicas se encontraban William Thomson (Lord Kelvin) y Michael Faraday, quien descubrió que el cable había que analizarlo no sólo como una resistencia eléctrica, sino que se tenía que incluir su capacitancia (debido a la gran longitud). Oliver estableció que también era necesario agregar el valor de la inductancia. Esto es, el análisis de las líneas telegráficas debe ser con un modelo completo como resistencia-capacitor-inductor.
A la edad de veinticuatro años Oliver renuncia a su empleo y decide dedicarse por completo a ser un científico, por lo que regresa a vivir a casa de sus padres. Sus primeros pasos como investigador son en el estudio de las teorías electromagnéticas de James Maxwell (uno de los más grandes científicos de la historia y, por cierto, también casi desconocido para la mayoría de la población).
Maxwell estableció las ecuaciones que rigen el comportamiento del electromagnetismo; sin embargo, la nomenclatura y el número de ecuaciones que utilizó las volvía casi imposible de entender para los demás científicos. Oliver usó una notación diferente con la ayuda del cálculo vectorial, y las redujo a sólo cuatro ecuaciones, ahora ampliamente conocidas por físicos e ingenieros.
Respecto a las líneas telegráficas y telefónicas, Oliver definió la ecuación para fabricar un cable libre de distorsión en 1887; y en 1893 estableció que la solución práctica consistía en agregarle bobinas. Debido a este descubrimiento, la industria telefónica despegó, ya que ahora era posible establecer comunicación entre ciudades a miles de kilómetros de distancia. Sin embargo, nunca recibió regalías por este invento, mientras que un ingeniero norteamericano, Michael Pupin, y la empresa AT&T obtuvieron inmensas ganancias. Esto debido a que una corte determinó que, aunque la idea original era de Oliver, quien la había desarrollado y agregado otras mejoras había sido Pupin.
Otra de sus grandes aportaciones fue el desarrollo del cálculo operacional, con el que fue posible convertir las difíciles ecuaciones diferenciales en ecuaciones algebraicas mas sencillas de resolver. Basado en esto, unos años después el matemático alemán Gustav Doetsch desarrolló el sistema de la transformada de Laplace, que ahora es una herramienta básica en la ingeniería. Asimismo, estableció el uso de la función escalón unitario utilizada en el modelado y análisis de sistemas.
Oliver vivió casi toda su vida en la pobreza, aunque recibía el apoyo económico de su hermano Arthur para él y sus padres. Únicamente recibía ingresos por la publicación de sus artículos en revistas y libros, lo cual no le alcanzaba para vivir bien, obviamente. Con el tiempo ganó una excelente reputación entre la comunidad científica internacional. Sin embargo, mantuvo toda su vida un carácter antisocial: rechazaba asistir a reuniones de sociedades académicas, así como reconocimientos, y menos aceptaba la ayuda económica que sus amigos le ofrecían.
Sus teorías y desarrollos catapultaron el uso del electromagnetismo para las comunicaciones por cable e inalámbricas. No habríamos disfrutado del telégrafo, el teléfono, la radio, la televisión y en los últimos años del Wi-Fi sin sus aportaciones. Además, estableció las bases matemáticas de la ingeniería eléctrica.
Después de la muerte de sus padres, se muda a otra casa, y en sus últimos años se vuelve muy excéntrico y rehúye aún más el contacto con la gente. Su salud –que siempre había sido frágil– se va deteriorando con la edad. Días después de sufrir una caída de una escalera, Oliver Heaviside fallece el 3 de febrero de 1925. Su inmenso legado se encuentra en gran parte de la tecnología que utilizamos actualmente.