Los relojes en la Revolución Científica

Medir el tiempo con exactitud resultó ser un objetivo en extremo esquivo a lo largo de los siglos. La fabricación de relojes más precisos, con errores de medición reducidos a segundos, en vez de minutos por día, comenzó en la segunda mitad del siglo XVII, durante el período de la Revolución Científica ocurrida entre 1500 y 1700. El reloj de péndulo de Huygens de 1657 y el perfeccionamiento a partir de 1675 de las versiones de bolsillo que empleaban el muelle en espiral o resorte, introdujeron un enorme progreso en la medición del tiempo.

La entrada en escena de los relojes de péndulo y los accionados por muelles produjo efectos de enorme magnitud. Para los astrónomos, agrimensores, cartógrafos, navegantes y otros científicos que se dedicaban a observar, medir y registrar los fenómenos naturales resultaba esencial poder determinar el tiempo con precisión. La complejidad de los relojes, primera entre las maquinarias que en lo sucesivo se inventarían, cautivó la imaginación de las gentes, lo cual ocasionó que el reloj se empleara a menudo como figura metafórica para explicar la nueva interpretación mecanicista del mundo.

El problema de la medición del tiempo

La invención de los relojes de sol y los accionados por agua posibilitó llevar cuenta del tiempo desde épocas remotas. El problema era que estos dispositivos solo eran fiables para determinar la hora del día, pero no el minuto exacto. Los relojes mecánicos se inventaron hacia finales del siglo XIII, lo cual mejoró la medición del tiempo, aunque por lo general su uso se circunscribía a aparecer en los campanarios de las iglesias y en los ayuntamientos. Los relojes mecánicos presentaban apreciables desviaciones en la determinación de la hora, por lo cual era común que requirieran de un ajuste diario por parte de sus propietarios, quienes para ello tomaban como referencia la posición del sol a mediodía. Además, era habitual tener que elevar cada 24 horas el peso que al caer actuaba como regulador del reloj. La mayoría de los relojes del período resultaban muy caros, debido a que eran dispositivos complicados, cargados de ornamentos, e imposibles de trasladar de un sitio a otro, en los que el diseño se priorizaba sobre la función.

Hacia finales de la Edad Media era frecuente que los relojes se emplearan para medir largos intervalos de tiempo como las fases de la Luna, o los períodos del zodíaco. También se utilizaban para indicar el comienzo y la terminación de actividades comunitarias, entre las cuales se contaban los oficios religiosos y las ventas en los mercados. Ninguna de estas labores necesitaba cronometrarse con exactitud de minutos. A los nuevos investigadores de la Revolución Científica les resultaban inútiles estos relojes, en particular a los astrónomos, topógrafos y navegantes, quienes requerían dispositivos de precisión cuyas variaciones no fueran mayores que unos segundos por día. La respuesta al problema arribó con la invención del reloj de péndulo.

El reloj de péndulo

El italiano Galileo Galilei (1564-1642) realizó uno de los primeros diseños de reloj que incorporaba el empleo del péndulo. Galileo había identificado el isocronismo del péndulo, es decir, la repetición de sus oscilaciones en intervalos regulares, en el que la rapidez del balanceo aumenta con la disminución de la longitud de la péndola. Otros pensadores, entre ellos Leonardo da Vinci (1452-1519) ya habían descubierto el fenómeno, pero la clave para fabricar un reloj que incorporara un péndulo consistía en ingeniar una maquinaria en que la oscilación controlara con precisión la caída de un peso. Con anterioridad el reloj empleaba ruedas giratorias, pero el artilugio resultaba poco confiable y propenso a variaciones en el cronometraje.

En 1657 el holandés Christiaan Huygens (1629-1695) fabricó el primer reloj de péndulo capaz de funcionar. Su aparato presentaba inexactitudes de unos 15 segundos por día, lo cual significó que el neerlandés había logrado un dramático incremento de precisión en la medición del tiempo. Esto resultaba de gran importancia para los astrónomos, en particular para Galileo y Huygens, especializados en este campo, puesto que les permitía calcular con mayor precisión los movimientos de los cuerpos celestes. Como ocurre con la mayoría de los inventos, se produjeron reclamaciones acerca de la autoría original de la invención del reloj de péndulo. Uno de los requirentes fue Salomon Closter, pero debido a su anterior cooperación con Huygens, parece poco probable que fuera el legítimo inventor. Huygens describió a un amplio mundo científico su reloj de péndulo, en el libro Horologium (1657), que en su prefacio acreditaba la idea original a Galileo. Otra obra importante de Huygens acerca de esa clase de relojes fue Horologium Oscillatorium, la cual se publicó en 1673.

La resolución provista por el reloj de péndulo posibilitó la realización de una extensa gama de nuevos experimentos científicos. El incremento de exactitud en la medición del tiempo tuvo un impacto crucial para los investigadores de distintas localidades debido a que les proporcionaba la capacidad de comparar los resultados de sus respectivos experimentos con mucha mayor definición.

Relojes y observatorios

La astronomía fue la ciencia que impulsó la Revolución Científica, al abrir la posibilidad de que con instrumentos tan originales como el telescopio se pudiera observar y medir objetos hasta entonces inexplorados. Se acometió el estudio permanente del cielo con la construcción de observatorios, en los que uno, o de preferencia varios relojes de precisión, formaban parte esencial de su equipamiento. En 1641 Johannes Hevelius (1611-1687) financió de su peculio el establecimiento de un observatorio en Danzig (Gdańsk), Polonia. Hevelius combinó un sextante, un cuadrante y dos relojes de péndulo para medir con exactitud el movimiento a largo plazo de los cuerpos celestes.

El Real Observatorio de Greenwich, fundado en 1675 con una tecnología avanzada para la época, incluía dos relojes de péndulo, cada uno con una gigantesca péndola de casi cuatro metros (13 pies) de longitud. Ambos dispositivos se instalaron en nichos construidos para ese propósito en la Gran Sala, desde donde se realizaban las principales observaciones con el empleo del telescopio. Los dos cronógrafos fueron fabricados por el famoso relojero londinense Thomas Tompion (1639-1713). Cada reloj contaba con un tipo de mecanismo diferente para garantizar que los astrónomos pudieran conocer la hora exacta en que efectuaban sus observaciones celestes. Además existía otro reloj en la sala del sextante y pronto se añadió a la Gran Sala un cuarto dispositivo que tenía un péndulo de 2 metros de largo. El costo de los cuatro relojes alcanzó las 100 guineas, unos 25.000 dólares estadounidenses al valor actual. Los relojes requerían de un mantenimiento constante. Por desdicha, uno de los aparatos dejó de funcionar pocos meses después de instalado, es probable que a causa de una lubricación deficiente o de que su delicada maquinaria se atascara por la penetración de polvo.

Se establecieron muchos observatorios temporales a los cuales entidades como la Royal Society enviaban instrumentos con el objetivo de llevar a cabo estudios puntuales. A modo de ilustración de la utilidad y valor que tenía una pieza de relojería de calidad, a lo largo de la década de 1760 la Royal Society envió en distintas oportunidades, con carácter transitorio, un reloj de péndulo fabricado por John Shelton a la isla de Santa Helena, en el Atlántico central; a Barbados, en el Caribe; y al Cabo de Buena Esperanza, en el extremo sur de África.

Relojes de muelle espiral

Aunque el reloj de péndulo originó un importante desarrollo en el cómputo del tiempo, el aparato aún no contaba con suficiente precisión como para utilizarlo en la navegación. Varios inventores como Huygens efectuaron ingentes esfuerzos, por lo general fallidos, por construir relojes de péndulo capaces de resistir las condiciones de humedad y movimiento impuestas por las travesías marítimas. El origen del problema radicaba en que la imprecisión de entre 10 a 15 segundos por día de la que adolecían estos relojes no satisfacía los requerimientos exigidos por la navegación para determinar sin errores la longitud, o posición este-oeste. En esencia, para calcular la longitud el navegante necesitaba conocer la hora local del lugar donde se encontraba y compararla con una hora de referencia, que de manera típica era la de un sitio conocido, por lo general el puerto de origen. Debido a que los buques navegaban alrededor del mundo, disponer de un reloj poco preciso significaba que durante una expedición la hora del puerto de origen indicada por el reloj podía diferir una enormidad de la real. Para muchos países la medición correcta de la longitud adoptó el carácter de proyecto nacional, por lo que se ofrecían premios en efectivo al inventor que fabricara un cronómetro de gran exactitud. Empresas privadas como la Compañía de las Indias Orientales, ofrecían financiamiento a los inventores para que crearan un reloj de precisión.

Huygens logró construir un pequeño cronómetro de mano en 1675, en el que empleó la novedosa idea del muelle espiral. El resorte reproduce con efectividad la acción del péndulo, no resulta afectado por los movimientos externos al reloj portátil, y ocupa poco espacio. Cuando Huygens trazó los primeros esquemas del reloj accionado por muelles, escribió en su diario “Eureka, lo encontré” (Jardine, 144). Huygens presentó a la Real Academia de París un modelo en funcionamiento de su nuevo reloj. Por desdicha, se complicó entonces con el científico y notorio litigante inglés Robert Hooke (1673-1703) en una disputa acerca de quién había inventado primero el mecanismo de muelle del reloj.

Hook aseveraba haber concebido la idea original ya en 1658, aunque manifestaba que no la había puesto en práctica debido a que no le había sido posible hallar inversores para el proyecto. Robert Murray (1608-1673), amigo mutuo de Huygens y de Hooke, pudo haberle comunicado a este último los planes del holandés. En 1675 Hooke, como prueba sustanciadora de su reclamación, construyó un reloj accionado por resortes con la asistencia de Tompion, fabricante de los primeros relojes del Observatorio de Greenwich. Un tercer inventor, el relojero parisino Isaac Thuret, también reivindicaba la invención del nuevo tipo de reloj. Huygens había empleado a Thuret para que le fabricara un modelo de su diseño, por lo que la aseveración del francés acerca de su derecho de precedencia resultaba en extremo sospechosa.

Al final ningún inventor obtuvo la patente, y por todas partes surgieron relojeros que elaboraban relojes de muelles. El uso del resorte espiral aumentaba la precisión y reducía el tamaño de los relojes. A partir de entonces el nivel de exactitud de los dispositivos permitió colocarles manecillas indicadoras de minutos y segundos en sus esferas. Empero, aún no cumplían con los requerimientos exigidos para la navegación, en la que una divergencia de unos pocos segundos entre la hora verdadera y la mostrada podía implicar grandes distancias geográficas. Por esta causa el problema de la longitud no se resolvió de manera definitiva hasta 1770 con el cronómetro marino inventado por John Harrison (1693-1776), cuya nueva variante al fin arribaba tras varias décadas de comprobaciones, durante las cuales distintos modelos de menor fiabilidad habían sido incapaces de satisfacer las exigencias de los ensayos marítimos realizados por el Almirantazgo.

El amplio impacto de la medición precisa del tiempo

De la invención del reloj de péndulo derivaron varios artefactos. El ingenio había permitido el desarrollo del instrumento conocido como metrónomo, mencionado por primera vez en un texto de 1602 por un médico veneciano. Los médicos empleaban este pulsilogium para determinar el pulso del paciente con mucha mayor exactitud. Isaac Newton (1642-1727) empleó relojes de péndulo para cronometrar con minuciosidad sus experimentos sobre la gravedad. El continuo incremento de la precisión proporcionada por los relojes de péndulo y de muelles posibilitó la realización de mediciones de velocidad, así como de los cambios experimentados por ésta en distintas condiciones de altura, vacío, y fluctuaciones de presión atmosférica. El principio de funcionamiento del reloj, con sus engranes, volantes y pesos, se aplicó también a muchas otras máquinas durante la Revolución Industrial británica ocurrida más adelante en el siglo XVIII.

Los relojes se hicieron más comunes, al igual que la atención que se prestaba al tiempo. Hacia la segunda mitad del siglo XVII Gran Bretaña lideraba la fabricación de relojes. Sin embargo, los relojeros británicos priorizaban la funcionalidad frente a la fastuosidad preferida por su contraparte europea, que a menudo incluía materiales preciosos y figuras mecánicas móviles en sus relojes. El énfasis que se colocó en la función pudo haber sido reflejo de la exigencia británica por conocer la hora exacta. Por supuesto, el desarrollo del reloj de péndulo y el impacto creciente de su introducción causó que casi todo el mundo redefiniera el concepto de lo que constituía una medición precisa del tiempo, lo cual condujo a la reconversión de los numerosos pero anticuados relojes mecánicos. Además, se hizo muy popular el reloj de bolsillo accionado por resortes, debido a la ubicua proliferación de relojeros que copiaban las ideas de Huygens y de Hooke.

El perfeccionamiento de los relojes fijos y portátiles prosiguió con la notable introducción de joyas para disminuir la posibilidad de detención de la maquinaria por motivo del polvo que se acumulaba en los lubricantes. Alrededor de 1704 dos hermanos franceses, Pierre y Jacob Debaufre, en colaboración con el inventor suizo Nicolas Fatio de Duillier solicitaron la patente del primer reloj de bolsillo que empleaba cojinetes y paletas de áncora hechos de rubíes tallados. En la actualidad aún se emplean joyas con ese propósito en los relojes de pulsera.

El reloj como metáfora

Para muchos pensadores del siglo XVII, en especial para los partidarios de una explicación mecanicista de la vida, los relojes pasaron a emplearse como figura metafórica, o incluso como modelo del universo. El filósofo mecanicista René Descartes (1596-1650) escribió en una oportunidad en su Discurso del Método, publicado en 1637: “Observamos que los relojes han sido construidos por el hombre, pero no por ello carecen de la capacidad de moverse por sí mismos.” (Wright, 206). Descartes propuso la idea de que el mundo era similar a un reloj, que creado por un divino Creador, era capaz de funcionar por sí mismo sin requerir intervención sobrenatural alguna. El astrónomo Johannes Kepler (1571-1630) concordó: “Mi propósito es demostrar que la máquina celestial no es como una criatura divina, sino como un reloj… en tanto que casi toda la diversidad de movimientos es causada por una fuerza simple, magnética y corpórea, así como todos los movimientos de un reloj son causados por un peso sumamente simple.” (Wootton, 485).

En similar cuerda, los médicos y estudiosos de la anatomía como William Harvey (1578-1657), Robert Boyle (1627-1691), y Marcello Malpìghi (1628-1694) adoptaron idéntico enfoque respecto al cuerpo humano, que explicaban como una maravillosa y compleja máquina, parecida a un complejo reloj. A menudo se comparaba el corazón humano con un reloj que gobernaba los mecanismos del cuerpo. La metáfora se extendió también a la política, donde el noble soberano que velaba por el buen funcionamiento del mecanismo del estado se comparaba a un maestro relojero. Esta metáfora política tenía dos caras, ya que para algunos podía significar una influencia positiva en la sociedad, y para otros representaba la insensibilidad y autoritarismo del gobierno. Al decir del historiador J. Henry, la opinión dependía del sistema político al cual se refiriera: “Por lo tanto, las actitudes contrastantes hacia la metáfora del reloj reflejaban diferentes concepciones del orden: autoritarias en el continente europeo y liberales en Gran Bretaña” (106).