Biografias

Richard C. Tolman

Tiempo de lectura estimado: 10 minutos

Richard Chace Tolman (4 de marzo de 1881 – 5 de septiembre de 1948) fue un físico, matemático y fisicoquímico estadounidense que realizó numerosas aportaciones a la mecánica estadística, así como importantes contribuciones a la cosmología teórica en los años inmediatamente posteriores al descubrimiento de la relatividad general por Einstein. Fue profesor de química física y física matemática en el Instituto Tecnológico de California (Caltech).

Richard Tolman. Físico, matemático y fisicoquímico estadounidense
Richard Tolman. Físico, matemático y fisicoquímico estadounidense

Infancia y educación

Richard Chace Tolman nació el 4 de marzo de 1881 en West Newton, Massachusetts, donde recibió su educación primaria y secundaria en las escuelas públicas de Newton. Su padre era un exitoso hombre de negocios y su madre provenía de la familia cuáquera Chace, con fuertes convicciones antiesclavistas. El hermano de su madre, Arnold Buffum Chace, que fue durante muchos años Canciller de la Universidad de Brown, ejerció una gran influencia en el desarrollo intelectual de Tolman.


Después de graduarse de la escuela secundaria, Tolman ingresó al Instituto de Tecnología de Massachusetts, donde obtuvo su título de Licenciado en Ciencias en Ingeniería Química en 1903. Pasó el año siguiente en Alemania, primero estudiando en la Technische Hochschule en Charlottenburg, Berlín, y luego en un laboratorio industrial en Crefeld, en el noroeste de Alemania.

Al regresar al Instituto de Tecnología de Massachusetts para realizar estudios de posgrado, se convirtió en Asistente de Investigación en Química Teórica (1907-1909) y Asociado de Investigación en Química Física (1909-1910). Durante este período, estuvo bajo la estimulante influencia de Arthur A. Noyes, quien fue pionero en la nueva ciencia de la química física en Estados Unidos.

Después de obtener su doctorado en 1910, se desempeñó como Instructor en Química Física en la Universidad de Michigan (1910-1911), como Profesor Asistente de Química Física en la Universidad de Cincinnati (1911-1912) y como Profesor Asistente de Química Física en la Universidad de California (1912-1916). En 1916, fue nombrado Profesor de Química Física en la Universidad de Illinois, donde permaneció durante dos años.

Primera guerra mundial

Durante la Primera Guerra Mundial, Tolman sirvió como Jefe de la Sección de Dispersoides del Servicio de Guerra Química con el rango de Mayor. Al final de la guerra, permaneció en el servicio gubernamental durante tres años, ocupando los cargos de Director Asociado y Director del Laboratorio de Investigación de Nitrógeno Fijo del Departamento de Agricultura. En 1922, fue nombrado Profesor de Química Física y Física Matemática en el Instituto de Tecnología de California. Aquí renovó su asociación con su amigo y maestro A. A. Noyes, quien en ese ínterin había llegado a California para participar en la fundación y desarrollo del nuevo instituto.

Como Decano de Estudios de Posgrado, cargo que ocupó hasta poco antes de su fallecimiento, Tolman desempeñó un papel importante en la administración del Instituto durante muchos años.

CALTECH

En el Instituto de Tecnología de California, Tolman comenzó una larga y productiva fase de su carrera científica. Durante este período, publicó numerosos artículos que informaban sobre los resultados de sus investigaciones experimentales y teóricas en física y química física. Escribió cuatro libros autoritarios, dos sobre Mecánica Estadística (1927, 1938) y dos sobre la Teoría de la Relatividad (1917, 1934). Sus conferencias sobre mecánica estadística, termodinámica y relatividad se destacaron por su claridad, precisión y profundo conocimiento de los temas.

En reconocimiento a sus logros científicos, Tolman recibió numerosos honores y distinciones académicas. Estos incluyeron la membresía en la Academia Nacional de Ciencias, la Sociedad Filosófica Americana y el título honorario de Doctor en Ciencias de la Universidad de Princeton en 1942.

Segunda guerra mundial

Tolman fue llamado nuevamente al servicio nacional en 1940. Como Vicepresidente del Comité de Investigación de Defensa Nacional y Presidente de la División de Blindaje y Artillería de ese Comité, desempeñó un papel importante en la organización y administración del vasto programa científico de la nación durante la Segunda Guerra Mundial. Como asesor científico del General Groves, estuvo estrechamente relacionado con el desarrollo de la bomba atómica.

Al final de la guerra, contribuyó al esfuerzo por resolver los problemas de control internacional de la energía nuclear como asesor científico del representante de Estados Unidos en la Comisión de Energía Atómica de las Naciones Unidas. Su distinguido servicio a la nación y al mundo durante la Segunda Guerra Mundial fue reconocido con la concesión de la Medalla al Mérito de los Estados Unidos y la Orden del Imperio Británico.

Terminados sus deberes durante la guerra y en la posguerra, Tolman regresó a Pasadena en 1947 para reanudar su trabajo científico. Después de un año tranquilo y productivo, en el que completó varios artículos importantes sobre la termodinámica de las fases superficiales, falleció el 5 de septiembre de 1948, después de sufrir una hemorragia cerebral sin previo aviso tres semanas antes.

Aportes científicos de Tolman

Los intereses científicos de Tolman eran amplios y variados. Su enfoque riguroso y lógico para los problemas científicos se reflejaba en la claridad de sus escritos y en la profundidad de su comprensión física, tal como se revela en ellos. Su legado científico es innegablemente impresionante y de valor permanente.

La primera contribución importante de Tolman a la ciencia fue la demostración del efecto de la aceleración centrífuga en la fuerza electromotriz de las celdas galvánicas en experimentos realizados en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. Aunque este trabajo surgió del interés en las aplicaciones de la termodinámica a la química característico de la época, vale la pena destacar que el primer artículo contenía tanto una derivación termodinámica como una cinética del efecto. De esta manera, incluso estas primeras investigaciones muestran el despertar del interés de Tolman en la mecánica estadística y presagian las tendencias posteriores de su pensamiento científico en las que el desarrollo de la mecánica estadística desempeñó un papel tan importante.

Fue precisamente su profunda comprensión del mecanismo cinético del fenómeno lo que sugirió a Tolman que no solo la aceleración centrífuga de los conductores en rotación puede producir una fuerza electromotriz (este hecho no era nuevo), sino también la aceleración angular. De esta manera, se descubrió un método nuevo y más poderoso para medir la inercia de las partículas portadoras de la corriente eléctrica. En la Universidad de California, realizó, en colaboración con Stewart, el famoso experimento que demostraba, mediante este método, la inercia de los electrones en los metales.

Las mediciones se refinaron y se ampliaron en precisión en el Laboratorio de Investigación de Nitrógeno Fijo en colaboración con Sebastian Karrer y E. W. Guernsey, y en el Instituto de Tecnología de California en trabajos conjuntos con Mott Smith. Al final del artículo en el que se describen los resultados del trabajo en el Laboratorio de Investigación de Nitrógeno Fijo, hay un reconocimiento característico de Tolman.

Cinética química

Otro trabajo en sus primeros años en el Instituto de Tecnología de California consistió en muchas contribuciones teóricas y experimentales importantes a la solución de problemas de cinética química. Sus artículos en este campo incluyeron un tratamiento del problema de las tasas de activación molecular adecuadas para explicar las tasas de reacción observadas. Aclararon en particular el significado de la energía de activación. Importante para este tratamiento fue el comportamiento de las reacciones monomoleculares de las cuales no se conocía un ejemplo completamente satisfactorio.

Tolman mostró un gran interés en las investigaciones de Farrington Daniels y sus colegas sobre la descomposición del pentóxido de nitrógeno, que reveló el hecho de que esta ahora famosa y muy estudiada reacción, en una amplia gama de condiciones, mantiene su aparente curso monomolecular.

Para dar cuenta físicamente de las tasas de activación molecular indicadas por las tasas de reacción observadas, se presentó una considerable dificultad y se discutió mucho el posible papel de la radiación en este proceso.

Varias de las contribuciones teóricas de Tolman se centraron en el análisis y desarrollo de la teoría de la radiación de la velocidad de reacción química. En gran medida, debido a esta aclaración, la insuficiencia de la hipótesis de la radiación se volvió bastante clara.

Estos artículos sobre la velocidad de reacción química señalaron el camino para futuras investigaciones experimentales, en particular las de Daniels y Tolman con sus estudiantes en los años siguientes. Especialmente significativo fue el trabajo adicional sobre la descomposición del pentóxido de nitrógeno con H. C. Ramsperger, en el cual esta reacción se estudió a presiones moderadamente bajas y finalmente a presiones muy bajas, donde se esperaba que la activación dependiente de procesos de colisión ocurriera a una velocidad mucho menor. Bajo estas últimas condiciones, se descubrió una disminución en la tasa de primer orden de esta reacción.

Reacciones fotoquímicas

Tolman también proporcionó un tratamiento teórico del coeficiente de temperatura de la reacción fotoquímica. En 1932, se publicaron los resultados de un estudio experimental único, con P. D. Brass, de la velocidad de reacción térmica de una reacción extremadamente rápida, la disociación del tetróxido de nitrógeno.

En sus monografías sobre la mecánica estadística, Tolman realizó el análisis más profundo de los fundamentos de este campo importante desde el trabajo de Willard Gibbs. En muchos artículos sobre el tema, contribuyó a la estructura de la mecánica estadística. Se vio influenciado por el trabajo de P. y A. Ehrenfest al enfatizar la necesidad de distinguir entre densidades de probabilidad de grano fino y grano grueso en la definición de entropía y en la prueba del teorema H de Boltzmann. Los intereses de Tolman en la mecánica estadística y la termodinámica iban de la mano. Poco antes de su muerte, completó una importante extensión de la teoría de Gibbs de las fases superficiales.

Interés en la relatividad

El interés temprano de Tolman en la teoría de la relatividad, que compartió con su amigo G. N. Lewis, creció con los años. En 1917, publicó un libro sobre la relatividad especial que puso a disposición del lector de habla inglesa este importante tema. Más tarde, se interesó en las implicaciones cosmológicas de la relatividad general.

En una serie de artículos, desarrolló resultados teóricos importantes que contribuyeron a establecer la teoría del universo en expansión. Este trabajo culminó en su monografía sobre la termodinámica relativista, donde resumió y extendió sus resultados. Las consecuencias de esta teoría y la interpretación de los resultados observacionales en términos de ella fueron trabajadas por Tolman en colaboración con E. P. Hubble.

Tolman y Albert Einstein en el Instituto Tecnológico de California, Pasadena, 1932
Tolman y Albert Einstein en el Instituto Tecnológico de California, Pasadena, 1932

Ciencias sociales

Tolman fue un hombre de amplios intereses intelectuales que se extendían mucho más allá de su campo de especialización. A través de su esposa, Ruth Sherman, con quien se casó en 1924, desarrolló un interés en la psicología y las ciencias sociales. Estaba profundamente preocupado por las implicaciones filosóficas, culturales y sociales de la ciencia. Su sabiduría y humanismo se expresan bien en la siguiente cita de un discurso que pronunció en la Universidad de Brown en 1947:

«Es mi fe que la percepción ética y la inteligencia científica del hombre son tales que el control del mal es posible. Estoy seguro de que la humanidad seguirá enfrentando grandes problemas, pero no creo que la civilización se destruirá a sí misma. Para superar nuestros problemas, necesitaremos coraje, paciencia, claridad de pensamiento y sinceridad en la defensa de cursos de acción justos y razonables. Por estas virtudes podemos orar, cada uno a su manera.»

Legado

Cada año, la sección del sur de California de la American Chemical Society honra a Tolman concediéndole su Medalla Tolman «en reconocimiento a sus destacadas contribuciones a la química».

Para más información Tolman Award

Print Friendly, PDF & Email

Como citar este artículo:

APA: (2024-03-04). Richard C. Tolman. Recuperado de https://quimicafacil.net/infografias/biografias/richard-c-tolman/

ACS: . Richard C. Tolman. https://quimicafacil.net/infografias/biografias/richard-c-tolman/. Fecha de consulta 2024-04-18.

IEEE: , "Richard C. Tolman," https://quimicafacil.net/infografias/biografias/richard-c-tolman/, fecha de consulta 2024-04-18.

Vancouver: . Richard C. Tolman. [Internet]. 2024-03-04 [citado 2024-04-18]. Disponible en: https://quimicafacil.net/infografias/biografias/richard-c-tolman/.

MLA: . "Richard C. Tolman." https://quimicafacil.net/infografias/biografias/richard-c-tolman/. 2024-03-04. Web.

Si tiene alguna pregunta o sugerencia, escribe a administracion@quimicafacil.net, o visita Como citar quimicafacil.net