Julio J. Fernández Sánchez y José Enrique Alvarellos, profesores del Dpto. de Física Fundamental.
A veces nos resulta complicado entender la forma en la que evolucionan las diferentes disciplinas científicas. Algunos piensan que los grandes avances se dan de forma casual, fruto de una inspiración divina o que surgen del inmenso ingenio de personas que son especialmente brillantes. La realidad es que unos descubrimientos se producen de una manera y otros de otra.
En este año 2025 se cumplen 250 años del nacimiento del físico y matemático francés André-Marie Ampère. A muchos de los lectores les sonará este nombre muy similar a la palabra Amperio, que se usa para denotar las unidades de la corriente eléctrica o incluso si han tenido algún acercamiento al estudio del magnetismo, a la ley que lleva su nombre, la ley de Ampère.
Ampère nació en Lyon (Francia) en el año 1775 y se crio en un ambiente profundamente racionalista y en el que la búsqueda de leyes descriptoras de los fenómenos físicos que nos rodean era constante.
Algunas biografías sobre Ampère indican que era un genio y que aprendió todas las matemáticas (que es el lenguaje en el que se expresan las leyes físicas) de forma autodidacta. Si bien parece que esto es cierto, hay que matizar estos hechos. Ampère era hijo de un reconocido comerciante de Lyon lo que nos indica que creció en un entorno protegido que le permitió dedicar su tiempo al estudio. Dentro de este entorno el pequeño Ampère fue capaz de aprender, según indican muchas de sus biografías, matemáticas y otras disciplinas por sí solo. Otras indican que en realidad Ampère fue educado en casa con paciencia y mimo por su propio padre, quien fue el artífice de las habilidades cognitivas del pequeño. Lo que sí parece cierto es que su padre le acompañó en toda su etapa formativa, siendo el máximo responsable de que llegase a adquirir profundos conocimientos tanto de Matemáticas como de Física.
La trayectoria académica de Ampère comienza de forma muy humilde. Al parecer se labró una sólida reputación como docente impartiendo clases de matemáticas a hijos de personas influyentes de Lyon, lo que le permitió posteriormente en 1801 obtener un puesto de profesor de Física y Química en Ain. Este primer puesto de Ampère se desarrolló en enseñanza secundaria. Sin embargo, parece que este periodo fue óptimo para el desarrollo de la posterior carrera académica del joven André-Marie ya que en él publicó un pequeño tratado, Consideraciones sobre la teoría matemática del juego. En esta su primera obra Ampère trataba de demostrar que cualquier juego de azar lleva a la ruina segura a largo plazo. El trabajo tuvo bastante impacto entre los matemáticos de la época y fue leído por figuras tan importantes como Pierre-Simon Laplace, quien le hizo correcciones previas a la publicación de su trabajo. Para Ampère la publicación de este trabajo fue muy importante ya que lo catapultó a la docencia a tiempo completo de la mano del matemático y astrónomo Jean Baptiste Joseph Delambre.
A raíz de ese trabajo, Ampère fue contratado en 1804 en la prestigiosa escuela central de trabajos públicos (École centrale de trabaux publics, hoy École polytechnique) que había sido fundada en 1794 y que era, y es hoy, una de las escuelas de ingeniería más prestigiosas del mundo. La época de Ampère en París fue una de sus etapas más importantes como científico. En el plano personal el físico francés encontró la estabilidad al contraer nupcias con su segunda esposa Jean Françoise Popot. En el plano profesional Ampère alcanzó las cotas más altas durante su periodo en París, donde permaneció el resto de su vida.
Dibujos y esquemas de los trabajos de Ampère
Al poco tiempo de haber llegado a la capital de Francia, en 1808, el emperador Napoleón Bonaparte lo puso al frente de la llamada Universidad Imperial Francesa, que era la administración del estado francés que se encargaba de la educación superior en todo el territorio. Esta administración era la encargada de unificar la educación y de ordenarla estableciendo para ello seis órdenes escolares, siendo de ellos el más alto el de la Universidad, en la que se impartían disciplinas tales como teología, derecho, algunos estudios de letras, medicina y algunas disciplinas científicas.
El siguiente gran paso profesional de Ampère se daría 6 años más tarde, en 1814, cuando consiguió ser admitido en la Academia de Ciencias de Francia tras presentar y defender una memoria sobre ecuaciones diferenciales en derivadas parciales, tesis que le llevó a obtener la plaza superando al mismísimo Cauchy.
Una vez repasada la trayectoria de Ampère es interesante acercarse a su obra científica, saber qué lo hizo ser uno de los más relevantes científicos de todos los tiempos y merecer que la unidad de una magnitud tan importante como la corriente eléctrica lleve su nombre.
Ampère desarrolló su actividad en dos campos: la Física y las Matemáticas. En la primera de las disciplinas su trabajo le llevó a establecer que la dirección que toma la aguja de una brújula que está al lado de un cable por el que circula una corriente eléctrica depende del sentido de esta. Esto le permitió deducir la llamada ley de Ampère que relaciona el valor del campo magnético con la intensidad de la corriente que circula por un circuito cerrado. Además, estudió las fuerzas que se dan entre dos conductores paralelos por los que circulan corrientes, siendo capaz de deducir que el carácter repulsivo/atractivo de la fuerza mutua depende de los sentidos relativos de sus corrientes. Sus trabajos fueron sumamente importantes y no se quedaron en el plano metodológico ya que forman la base sobre la que se fundamenta la electrodinámica clásica, que trata la evolución temporal de sistemas en los que existe una interacción entre cargas que se mueven y campos (eléctricos y magnéticos) externos a ellas.
Ampère fue un científico adelantado a su tiempo. En sus trabajos se deja entrever la idea de partículas cargadas como fuente de las corrientes eléctricas, haciendo una referencia indirecta a la posible existencia de los electrones, partículas que fueron descubiertas unos cien años tras su fallecimiento.
Ampère fue, además, un desarrollador de teorías destacado en el plano experimental. Inventó el galvanómetro, un aparato capaz de medir cuánta corriente eléctrica circula por un hilo. Inventó también una primera versión del telégrafo eléctrico y fue el principal impulsor de dos de los conceptos básicos en la electricidad actual: el de corriente eléctrica y el de tensión eléctrica.
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André-Marie Ampère, imagen tomada de Wikipedia.
