La memoria elemental “Sobre los nuevos pesos y medidas fundados en la naturaleza”, de Gabriel Císcar, documento germinal de la metrología española

Francisco González de Posada
Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Ldo. Ciencias Físicas.
Catedrático de Fundamentos Físicos. UPM

I. EN TORNO A GABRIEL CÍSCAR Y CÍSCAR (OLIVA, VALENCIA, 1760; GIBRALTAR, 1829)

1. Notas biográficas usuales

Queremos abordar este trabajo para e-medida, Revista Española de Metrología, iniciándolo con unas notas, por escuetas que fueren, dedicadas al autor de la obra objeto de análisis histórico-científico, aparte de la lógica referencia, dado que se trata de un personaje al que hemos otorgado una especial atención y a quien prestamos una cierta devoción científica, patriótica y moral.

Císcar, a nuestro juicio, representa a la generación de científicos españoles siguiente a la educada directamente por Jorge Juan y Louis Godin en el Cádiz ‘emporio del orbe’ donde dirigieron el ‘decenio intelectualmente prodigioso’ de la ciudad atlántica: Bails (n. 1730), Tofiño (n. 1732) y Mutis (n. 1732). Marino, matemático y finalmente político. Sobrino del considerado ilustrado español de renombre Gregorio Mayans y Císcar.

Su cargo central en la época de ‘marino matemático’ fue el de profesor y Director de la Academia de Guardias Marinas de Cartagena. Aquí estudió los libros de Juan y Godin y alcanzó un notable relieve en el ámbito, tan escaso en aquella centuria, de las ciencias físico-matemáticas.

Desde el punto de vista que aquí interesa destacar, la condición de matemático en la onda de Jorge Juan, debe fijarse que se le pidió recluirse en Madrid durante unos años, 1791-93, para que preparara una segunda edición de la ‘obra cumbre’ de la Ilustración española, el Examen Marítimo de Jorge Juan, tarea a la que estuvo dedicado durante unos tres años. La nueva edición, muy ‘ampliada y anotada’, pondría de manifiesto su alta preparación en matemáticas y mecánica tanto para los fundamentos, primer volumen, como para la teoría del buque y de la navegación, segundo volumen. Sus anotaciones, con las que introdujo P. Lévêque a la edición francesa de la obra original, se insertaron en la edición italiana de 1819^[1].

Por otra parte, en 1796 publicaría Tratado de cosmografía para la instrucción de los Guardias Marinas.

Y, a los efectos actuales, participaría a finales del siglo XVIII, 1798-99, en representación de España, en las reuniones en París para el establecimiento de un sistema unificado de medidas con la pretensión de que fuera universal por su interés económico, político y científico. Al regreso, escribió la Memoria elemental sobre los nuevos pesos y medidas decimales fundados en la Naturaleza^[2] acerca de los nuevos patrones de medida con la intención de su difusión, obra objeto de análisis crítico histórico-científico en el presente trabajo.

Císcar formaría parte de la Regencia de España durante el dominio francés en la Guerra de la Independencia y de nuevo durante el Trienio Liberal. Exiliado en Gibraltar los últimos años de su vida, escribió Poema Físico-Astronómico, en 1828, poco antes de su fallecimiento. Fue una de las personalidades de mayor relieve de la España del primer tercio del siglo XIX.

2. Consideraciones especiales

Parece conveniente, también a modo de introducción, señalar algunas características relativas a Gabriel Císcar y sus circunstancias por las que puede considerarse de especial interés el abordaje crítico histórico-científico de su obra Memoria elemental. A nuestro juicio, son relevantes las siguientes.

1. Gabriel Císcar es el pionero de la Metrología en España, resultando muy adelantado al tiempo español, en consonancia con la práctica totalidad de los aconteceres intelectuales y culturales que tuvieron lugar en la Europa de los siglos XVII y XVIII.

2. La Memoria elemental, documento de 1800^[3], puede considerarse como la obra germinal para el conocimiento y establecimiento correcto de la historia de la Metrología en España.

3. Se presenta como un deber proceder a la invitación a la lectura del documento original, previamente a este análisis, para así complementariamente facilitar dicha lectura con estos comentarios críticos. Y posteriormente se sugiere que de manera continuada se proceda a la lectura de los Apuntes sobre Medidas, Pesos y Monedas …_[4]del propio Císcar, editados en 1821, que constituyeron “una segunda parte de la Memoria elemental sobre los nuevos pesos y medidas decimales, fundados en la Naturaleza, publicada en 1800”.

4. Para una valoración histórica de la Memoria, en el marco del devenir de la ciencia española, conviene establecer de manera concreta las fechas primordiales de las creaciones de las instituciones básicas frutos de la ciencia moderna, en relación, al menos, con las correspondientes francesas, dado que la obra a comentar tuvo su origen precisamente en el marco francés.

En anteriores trabajos^[5] hemos elaborado unos cuadros del siguiente talante que aquí ampliamos a la Metrología, tal como se sitúa en la última fila. La concreción cronológica admite pequeñas variantes, según dónde se quiera poner el acento, pero en todo caso jugamos a favor de elegir, como sucede con el mito de la antigüedad que proclaman de ordinario las instituciones, la más beneficiosa. En síntesis, ‘sólo’ llevaríamos en este campo, ‘metrología-sistema métrico decimal’ unos 60 años de retraso respecto de la nación vecina del norte.

Institución francesa	Año	Institución española	Año
Académie française	1635	Academia Española	1713
Académie des inscriptions et belles-lettres	1663
Académie des Sciences	1666	Academia de Ciencias	1847
Académie royale de chirurgie	1751	Real Colegio de Cirujanos Real Colegio de Cirugía de Cádiz	1746 1748
Société royale de médecine	1778	Real Academia Médica Matritense	1734
Académie des sciences morales et politiques	1795	Academia de Ciencias Morales y Políticas	1857
Académie de peinture et de sculpture, 1648 Académie de musique, 1669 Académie d’architecture, 1671 Académie des beaux-arts, 1816	1648	Academia de Bellas Artes	1744
Académie nationale de médecine	1820	Academia Nacional de Medicina	1861
INSTITUT DE FRANCE	1795	INSTITUTO DE ESPAÑA	1938
Sistema Métrico Decimal	1795	Ley de pesas y medidas	1849

5. Gabriel Císcar: culminación de la ciencia básica española del siglo XVIII en el seno de la Armada.

La Armada española constituyó el recinto, propiamente único, de la generación, expansión y difusión de la matemática y la física que dieron soporte básico a la ‘ciencia moderna’ y con ella a la Ilustración española.

La figura central, orto y cénit de la Ilustración española fue Jorge Juan, ilustre marino que se formó en el Ecuador con la expedición científica para la determinación de la forma y tamaño de la Tierra organizada por la Académie des Sciences de París, dirigida por Louis Godin con Pierre Bouguer y Charles Marie de La Condamine, y a la que fueron, por parte de España, Jorge Juan y Antonio de Ulloa^[6].

Jorge Juan fue nombrado Comandante de la Real Compañía de Caballeros Guardias Marinas de Cádiz y solicitó y consiguió del Marqués de la Ensenada, a la sazón tetra Secretario de Estado de Fernando VI, que se contratara a Louis Godin como director de la Escuela de Caballeros Guardiamarinas, cargo que ejerció desde 1751 a 1760, en que murió en la ciudad de Cádiz. En estos años, Juan y Godin modificaron los planes de estudio introduciendo una visión notablemente más científica con predominio de matemáticas y mecánica, las ciencias más características de la Modernidad.

Ante la necesidad de oficiales en la Armada se crearon otras Academias de Guardias Marinas en Cartagena y Ferrol, cabezas, con Cádiz, de los Departamentos Marítimos establecidos. En la estela de los epígonos de Jorge Juan y Godin, en el último tercio del siglo XVIII, destacan Vicente Tofiño, Benito Bails, Celestino Mutis, formados en Cádiz, y Gabriel Císcar, de manera autodidacta, en el estudio de los libros gaditanos^[7] y de los europeos ya asequibles en España.

En su extraordinaria tarea científica Jorge Juan había dejado como obra cumbre, su ‘grande obra’ como él decía, el Examen Marítimo teórico práctico.  Ante el éxito internacional de esta obra se le pidió a Gabriel Císcar la preparación de una segunda edición, tarea a la que se dedicó durante dos años con añadidos personales, de análisis y complementos.

Director de la Academia de Guardiamarinas de Cartagena. En la Memoria recuerda su condición de profesor en ella^[8] “como se practicó por la primera vez en el Tratado de Aritmética escrito para la instrucción de los Guardias Marinas”.

A finales del siglo XVIII sería designado como “Miembro de la Comisión de Pesos y Medidas del Instituto Nacional de Francia por parte de Su Majestad Católica” (Carlos IV). Concluidos los trabajos de esta Comisión escribió su Memoria elemental sobre los nuevos pesos y medidas decimales fundados en la Naturaleza, que se editaría en la Imprenta Real en 1800.

6. Autor de diferentes obras de matemáticas y física, al modo de Jorge Juan y Louis Godin en Cádiz, para la enseñanza de los Caballeros Guardias Marinas de Cartagena, tales como: Curso de Estudios Elementales de Marina, Tomo I, que contiene el “Tratado de Aritmética”, y el Tomo II, que contiene el “Tratado de Geometría”, anteriores a su revisión del Examen Marítimo de Jorge Juan, y posteriormente Tratado de cosmografía para la instrucción de los Guardias Marinas (1796) y Tratado de trigonometría esférica para la instrucción de los Guardias Marinas (1796).

En la etapa final de su vida, enmarcada en el ámbito político a partir de su representación en París para la Comisión del Metro, escribió: Memoria elemental sobre los nuevos pesos y medidas fundados en la naturaleza (1800) y Apuntes sobre medidas, pesos y monedas, que pueden considerarse como una segunda parte de la Memoria Elemental. (1821).

Finalmente escribiría, durante su exilio en Gibraltar, el Poema físico-astronómico (1828).

7. En síntesis, Gabriel Císcar es el español mejor formado, por conocimientos, capacidad crítica y relaciones internacionales científicas, en la actualización matemática y física. En el gozne del cambio de siglo XVIII-XIX sólo hay otro español a su altura: Agustín de Bethencourt, más orientado a la técnica, precursor de los Ingenieros de Caminos y Canales y fundador de la Escuela del Cuerpo, que desempeñaría posteriormente un extraordinario papel como ingeniero en San Petersburgo.

II. EN TORNO A LA MEMORIA ELEMENTAL

1. Análisis básico de la obra a la luz del título

Tres aspectos sustantivos, sobre todos los demás, que conviene destacar por el valor intrínseco de la Memoria, son los siguientes.

Primero, “Nuevo” sistema. Se trata de nuevas unidades de medidas espaciales (longitud, superficie y volumen) y de pesos. La novedad se refería no tanto al hecho de ser nuevos sino de constituir novedad radical, por la pretensión de validez de uso universal común. A fin de cuentas, relativo al marco de las ya tradicionales magnitudes básicas establecidas por Newton de espacio y masa. En este marco queda pendiente la tercera de las concebidas como categorías fundamentales desde Aristóteles a Newton, el tiempo.

Segundo, carácter “Decimal” de las nuevas unidades. Será el logro máximo, en perspectiva matemática, considerado desde este momento inicial: la organización de las unidades según un sistema decimal, tanto en el sentido creciente como en el decreciente para todas las magnitudes.

 La representación introductoria que ofrece en las Advertencias iniciales es significativa de la pretensión que se persigue en cuanto a las longitudes, y en ella se observa la inexistencia de lenguaje español apropiado (dado que no se considera el metro -que a estas alturas será sólo francés- aunque a él esté referida, y se descubre la necesidad de ampliación del lenguaje preciso en español para estas novedades). La figura es harto representativa, aunque no se introduce el término ‘metro’ que Císcar estima como reducto para Francia.

 Esta decimalización conquistará las magnitudes del espacio (longitud, superficie y volumen) y de la materia, pero lo intentará sin éxito: 1) en la graduación geométrica del círculo, que mantendrá los 360º; y 2) el tiempo, en años, días de 24 horas, horas de 60 minutos y minutos de 60 segundos. La temperatura se acomodará a los grados centígrados, ‘termómetro centígrado’, es decir “termómetro dividido en cien grados ó gradiles desde la temperatura del hielo que se liquida hasta la del agua que hierve estando el barómetro en 76 céntimas (art. 7) con corta diferencia”^[9].

Para que se pueda formar alguna idea de las nuevas medidas se señalará al poco mas ó ménos la extensión de un décimo de la medidera, dividido en céntimas y mílimas^[10].

Se reproduce a continuación su figura.

La ‘medidera’ (o vara decimal) es la castellanización que hace Císcar del metro. Así, las expresiones castellanas ciscarianas (en relación con las finalmente establecidas) fueron: medidera (metro), décima (decímetro), céntima (centímetro) y mílima (milímetro).

Las expresiones de las unidades más complejas, de superficie, volumen y capacidad, carecen aquí ya de sentido, acomodados como estamos en la actualidad en nuestro marco de adopción del sistema métrico. Las explicaciones necesarias entonces hacen que hoy se presenten como sumamente engorrosas y carentes de sentido, dada la sencillez que ofrecen para nosotros los tránsitos de la línea a la superficie y al volumen.

Tercero, sistema “fundado en la Naturaleza”, logro máximo desde la perspectiva de la Física.

El trabajo de la Comisión, en la que se integró Gabriel Císcar en el Instituto Nacional de Francia, constituyó el alborear del actual Comité Internacional de Pesas y Medidas, con sede en París. Trabajo pionero cuyas líneas maestras, que hemos señalado, permanecen fijas en la actualidad, enriqueciéndose la novedad al paso de los tiempos y permaneciendo con la fijación de las ideas básicas de referencia matemática (sistema decimal) y física (fundadas en la Naturaleza).

2. Consideraciones de origen: la Comisión de Pesos y Medidas

 La Comisión de Pesos y Medidas, del Instituto Nacional de Francia, se reúne en los años 1798 y 99 en París. A nuestro juicio resultan de interés las consideraciones siguientes de naturaleza histórica.

Primera. La intención de establecer un sistema internacional de pesas y medidas podría considerarse como culminación de la Ilustración constituida tras el establecimiento del sistema newtoniano cosmológico.

Segunda. Se desarrolla en el inicio del período propiamente de gobierno de Napoleón, 1799, que pone de manifiesto la necesidad, y no sólo conveniencia, de un ‘sujeto político’ supranacional.

Tercera. Se convoca a representantes de numerosos países, neutrales y aliados de Francia, y junto a ellos participa un nutrido grupo de miembros del Instituto Nacional de Francia. Esta llamada expresa la clara manifestación de búsqueda de una cierta uniformación con deseos internacionales, a modo de intento de universalización. Conviene señalar que España se encuentra en paz con Francia tras la Guerra de la Convención.

Cuarta. El objetivo lógico del Congreso era prioritariamente comercial, y no propiamente científico, aunque estaría determinado propiamente por el saber científico alcanzado en la época.

Quinta. Se constata la lógica ausencia de Inglaterra, enemiga tradicional de Francia, no sólo en Europa sino también en América, por el contencioso Canadá-EE UU, y en las colonias asiáticas. Quizás en este hecho se asiente la no integración, aún hoy día, en el sistema métrico decimal del mundo inglés, alejado del ‘sistema métrico decimal’.

Sexta. La representación española recae en Gabriel Císcar y en Pedrayes, en su condición de diputados del Rey de España.

3. Estructura de la Memoria

La estructura de la Memoria o Índice, que no se explicita formalmente en el texto, pero que conviene señalar, queda constituida de la manera siguiente:

Advertencias
Introducción
Capítulo Primero. Del origen e imperfecciones de las medidas y pesas actuales.
Capítulo II. Exposición del nuevo sistema de medidas y pesos decimales.
Capítulo III. De la nueva nomenclatura métrica de los franceses, y de las razones que hay para substituirle otra castellana.
Capítulo IV. Exposición de las razones que hay para adoptar el nuevo sistema métrico.
Capítulo V. Se satisface a las objeciones que pueden hacerse contra el nuevo sistema métrico, y se indican los modos de facilitar su introducción.
Nota primera. De las variaciones a que están expuestos los prototipos y los modelos secundarios de las medidas que no tiene su fundamento en la Naturaleza.
Nota II. Sobre los péndulos.
Nota III. Para la inteligencia de las Tablas que contienen las relaciones entre las medidas decimales y las de Castilla.
Adiciones.

4. La introducción de la Memoria

De la Introducción conviene destacar algunas consideraciones de especial interés, como las siguientes.

Primera. Rigor, precisión, reconocimiento político y fe científica en la Naturaleza, que manifiesta como primicia en el párrafo inicial:

La Nación Francesa fue la primera que oyendo las reclamaciones de los sabios decretó la abolición del monstruoso sistema existente de pesos y medidas, sustituyéndoles otras deducidos de la naturaleza misma, y tan constantes é invariables como ella.

¡Qué síntesis más portentosa! ¡Qué reflexión de permanente actualidad! Veamos con algo de comentario crítico: 1) la audición de las reclamaciones de los sabios; 2) la primicialidad de ejercicio de esta conducta por Francia; 3) La utilización de lo que ofrece la naturaleza; y 4) la creencia de la ciencia del momento en que los valores naturales son constantes (digamos en el tiempo) e invariables (digamos en el espacio), en los referentes newtonianos de espacio y tiempo.

Segunda. Acerca de los principios en que se basa el nuevo sistema de unidades.

La diezmillonésima parte del quadrante del meridiano terrestre, que los Franceses llaman metro, y nosotros llamarémos medidera ó vara decimal, es el principio de donde se derivan todas las nuevas medidas; y la cantidad de agua destilada contenida en el cubo de una décima de dicha vara es el término general de comparación para las pesadas. Los Franceses llaman kiliograma á la expresada unidad fundamental de los pesos, que nosotros designaremos con el nombre de unal ó libra decimal.

Tercera. El valor formalizado de las expresiones del sistema relativas a las unidades secundarias:

Las unidades secundarias mayores y menores que resultan de la multiplicación y división de las primarias, son términos de la progresión decimal, que casi puede llamarse su progresión natural, respecto á ser conforme al sistema de numeración de todas las Naciones civilizadas.

Cuarta. La Comisión, órgano de gobierno constituida por bastantes científicos, supo trasladar a la Academia de Ciencias la autorización

 […] para construir definitivamente los prototipos ó patrones primarios, no dudando que este era el modo de obtenerlos con un grado de exactitud y autenticidad desconocidos hasta entonces.

5. Acerca de la reunión de la Comisión de Pesos y Medidas^[11]

La Academia, en primer lugar, nombra en su seno una Comisión de Pesos y Medidas y encarga a los astrónomos Delambre y Méchain la realización de:

Todas las observaciones trigonométricas y astronómicas que debían servir de elementos para calcular la extensión del grande arco de meridiano comprehendido entre los paralelos de Dunkerque y Barcelona.

A la Academia le sucede el Instituto Nacional que:

Confió al profundo Físico Lefévre Gineau las experiencias relativas al peso de una cantidad determinada de agua destilada en diferentes grados de condensación.

Y mientras se concluyen estas operaciones científicas preliminares, a mediados de 1798, el Instituto:

Quiso dar á la Europa el ejemplo de una reunión extraordinaria, convocando en París un congreso o concilio de sabios de las naciones neutrales y aliadas de Francia. Los sabios Franceses, nombrados por el Instituto Nacional, y los Diputados extranjeros, reunidos indistintamente en un solo cuerpo, formáron desde Noviembre de 1798 la comisión de pesos y medidas.

No es baladí, para el objeto de indicar la calidad de los integrantes de la Comisión, recordar los miembros del Instituto Nacional que se integraron en la Comisión de pesos y medidas: Bordá, Brisson, Coulomb, Darcet, Delambre, Lagrange, Laplace, Lefévre Gineau, Legendre, Méchain y Prony. Los estudiantes de Física y Matemáticas reconocen directamente la relevancia de las tres “L” correspondientes a Lagrange, Laplace y Legendre que, junto a Coulomb, les aparecen en la mayoría de los libros de Física Clásica y de Análisis Matemático que utilizan. Como Diputados del Rey de España asistieron Agustín de Pedrayes_^[12], reputado matemático asturiano, y Gabriel Císcar, autor de la Memoria aquí objeto de estudio. Asistieron a la Comisión Diputados del Rey de Dinamarca, de Toscana, de la República Romana, República Cisalpina, República Liguriana, República Helvética, República Bátava y del Gobierno provisional del Piamonte.

La finalidad de la Comisión consistía en:

[…] exâminar las observaciones, discutir sobre ellas, calcularlas, y dirigir la construcción de los prototipos ó patrones primarios de las nuevas unidades.

Se hicieron patrones fundamentales de cada clase para las naciones que habían enviado Diputados. Así escribiría Císcar:

Los prototipos ó patrones primarios de medidas y pesas que he traído de París son cinco metros ó varas decimales, y cinco kiliogramas ó libras decimales^[13].
Todos los metros prototipos, que llevan el sello de la comisión, han sido construidos por el célebre artista Lenoir. Representan el verdadero metro ó medidera quando se hallan en la temperatura del hielo que se liquida, y se han verificado con tanta escrupulosidad, que las mayores diferencias entre unos y otros no llegan á una millonésima de toesa; esto es, á dos milésimas de una mílima ó milésima de la medidera ó vara decimal. Esta cantidad es treinta veces mas pequeña que el grueso de un cabello.

Císcar explica las características de los cinco ejemplares de vara decimal y de libra ó kiliograma, una de cada una destinada a Carlos IV y las otras cuatro a disposición de la Real Armada^[14], indicando que fueron construidas por la Comisión.

De modo que Císcar para concluir su importante Introducción afirma que se considera obligado a dar una breve idea al público de las nuevas unidades de pesos y medidas:

Reservándome para más adelante el dar a conocer con alguna extensión los resultados importantes de aquellas grandes operaciones que harían época en los anales de las Ciencias^[15].

6. Ideas destacables “Del origen e imperfecciones de las Medidas y Pesas actuales”

El Capítulo Primero conviene a los efectos de marcación de los aconteceres históricos, en el tema presente, por la marcación directa o indirecta de los cuatro conceptos básicos de la Teoría de las magnitudes físicas^[16]: los conceptos de magnitud, cantidad, unidad y medida, desde la asunción del ‘Postulado de comparación de cantidades’ de una magnitud.

Primera. “No se puede dar una idea exacta de una cantidad sino comparándola con otra cantidad conocida, á que suele darse el nombre de unidad”. Se sobreentiende que las cantidades que se relacionan son de la misma magnitud física.

Segunda. Una cantidad cualquiera ‘conocida’ (a efectos prácticos) de una magnitud sirve como referencia común para comparar todas las cantidades de dicha magnitud. A esta cantidad arbitraria se la considera unidad.

Tercera. Medida es el número (relativo a la unidad elegida) resultado de la comparación.

Las unidades ‘conocidas’ y ‘prácticas’ se establecen como ‘patrones’, que tienen naturaleza arbitraria, entre las que cita la vara y la libra, pero “no debe extrañarse la mucha variedad de varas de que se hace uso en España” y “en un mismo pueblo se suele hacer uso de quatro ó cinco libras diferentes”. “Se necesitarían algunas páginas para hacer la enumeración de las irregularidades que se advierten en las unidades de las superficies agrarias, y en las de capacidad de líquidos y áridos”. Y más aún “¿qué arbitrariedad y falta de sistema no se advierte en las medidas secundarias, que resultan de las divisiones y subdivisiones de las primarias, ó de su multiplicación?” Y por si fuera poco, sobre los “patrones ó modelos primarios de las medidas mas acreditadas en España, ¿qué cosa son mas que unos monumentos de la barbarie é ignorancia del siglo en que fueron construidos?”

Pero lo importante aquí, a nuestro juicio, es su criterio acerca del cúmulo de imperfecciones que se padecía, fruto de su carácter profesional científico:

Verdad es que estas diferencias pudieran despreciarse en las operaciones ordinarias del comercio: pero ¿acaso el uso de las medidas está exclusivamente limitado á las empresas mercantiles? ¿Qué escrupulosa exactitud está demás en aquellas operaciones delicadas por las cuales se eleva el entendimiento humano al mas sublime grado de grandeza?

Y aún hay más, tiene que decirle a España que la Tierra es un planeta, porque aún esto ni se sabe ni se quiere saber en nuestra España. Hemos recordado en numerosos escritos lo que denominamos legado-testamento de Jorge Juan que debe recordarse a los historiadores de la ciencia para que sepan -que de ordinario no se ha querido saber- acerca de las dificultades que tuvieron los pocos científicos físico-matemáticos españoles. Veamos la confesión de Jorge Juan, que llamamos alegato-testamento, escrita en 1766 pero no publicada hasta el año de su muerte, 1773:

¿Será decente con esto obligar a nuestra Nación a que, después de explicar los Sistemas y la Filosofía Newtoniana, haya de añadir a cada fenómeno que dependa del movimiento de la Tierra: pero no se crea éste, que es contra las Sagradas Letras? ¿No será ultrajar éstas el pretender que se opongan a las más delicadas demostraciones de Geometría y de Mecánica? ¿Podrá ningún Católico sabio entender esto sin escandalizarse? Y cuando no hubiera en el Reyno luces suficientes para comprehenderlo ¿dejaría de hacerse risible una Nación que tanta ceguedad mantiene?
No es posible que su Soberano, lleno de amor y de sabiduría, tal consienta: es preciso que vuelva por el honor de sus Vasallos; y absolutamente necesario, que se puedan explicar los Sistemas, sin la precisión de haberlos de refutar: pues no habiendo duda en lo expuesto, tampoco debe haberla en permitir que la Ciencia se escriba sin semejantes sujeciones^[17].

Y ahora veamos lo escrito por Císcar, en letra pequeña y como pie de página (¡Cuidado con la Inquisición!), para explicar el término planeta con el que caracteriza a la Tierra^[18], en 1800, ¡250 años después del Revolutionibus orbium coelestium!, ¡200 años después de la condena de Giordano Bruno a la hoguera!, ¡113 años después de la edición de los Principia de Newton!, ¡cincuenta años después de las Observaciones astronómicas y físicas de Jorge Juan y Antonio de Ulloa!:

Todos los iniciados en la mecánica celeste están convencidos de que la Tierra gira cada veinte y quatro horas sobre un exe que pasa por su centro, y da cada año una vuelta alrededor del Sol. Por consiguiente la Tierra es un planeta.
La Tierra no es una esfera ó bola perfecta, sino una esfera achatada; esto es, que su figura es la que hubiera tomado si siendo redonda en su principio, hubiera sido comprimida por los polos, que son los extremos del exe imaginario sobre que gira.

Este Capítulo primero de la obra de Císcar acaba con unas conclusiones dignas de sintetizar con sus expresiones:

1. “El sistema métrico de otros países no era menos vario y monstruoso que el nuestro”.
2. “Hace tiempo que los Sabios clamaban inútilmente contra la confusión y arbitrariedad de pesos y medidas”.
3. “Estaban generalmente reconocidas las grandes ventajas que resultarían al comercio de la adopción de una medida y peso universales, constantes é invariables”.
4. “La Francia acaba de recibirlos, dando en esto un exemplo digno de ser imitado por todas las naciones”.

7. Sobre la “Exposición del Nuevo Sistema de Medidas y Pesos Decimales”

El Capítulo II lo dedica a exponer, con numerosos detalles, el ‘nuevo’ sistema ‘decimal’. Si pretendemos destacar lo novedoso en sentido histórico, he aquí las ideas capitales.

1. “La base del nuevo sistema métrico, adoptado por la Francia, es el metro, que nosotros llamarémos vara decimal ó medidera. La longitud de esta medida lineal es la diezmillonésima parte de la distancia de la equinoccial al polo, medida sobre la superficie de la Tierra”. Y tiene que reexplicar -para lectores españoles, como he indicado antes- en otra nota de pie de página, la forma del planeta Tierra insistiendo en que “conviene añadir, que la equinoccial ó ecuador es un círculo que pasa por el centro de la Tierra, y es perpendicular á su exe; y los meridianos son los planos perpendiculares al equador; esto es los planos que pasan por los polos y centro de la Tierra. Las comunes secciones de dichos planos con la superficie terrestre son elipses ú óvalos; y así, la distancia del equador al polo, tomada sobre dicha superficie, es un quadrante ó cuarta parte de la elipse ú óvalo”.

Explica las medidas lineales, de superficie y de capacidad detalladamente en contraste con las usuales españolas del momento, introduciendo unas nuevas denominaciones ‘castellanas’ acordes con el nuevo sistema.

Y por lo que respecta a los pesos, en síntesis, “la unidad fundamental de peso es el de un azumbre ó unera de agua destilada, quando dicho líquido se halla en su mayor condensación”, y  “esto se verifica quando el termómetro señala cerca de quatro gradiles sobre el cero”. “A esta unidad usual de peso, que los Franceses llaman kiliograma, se le podrá aplicar en español el nombre de libra decimal, y también podría llamarse simplemente unal para abreviar”.

8. Acerca “De la Nueva Nomenclatura Métrica de los Franceses, y de las Razones que hay para substituirle otra castellana”

El Capítulo III exhibe la nomenclatura de las unidades fundamentales adoptadas por los Franceses en el nuevo sistema métrico, que resulta con “seis palabras simples” que son: metro, ara, litro, estéreo, grama y baro. Asimismo “de su composición con siete voces numerales derivadas del griego y del latín”: Deca, Hecto, Kilio, Miria y Deci, Centi y Mili.

Propone unas denominaciones castellanas, que a la luz actual carecerían de sentido, con la intención de evitar tanto los sustantivos franceses como los prefijos griegos y latinos, de los que podemos reproducir, como ejemplo, la tabla comparada que ofrece para las medidas lineales.

Pero he aquí las razones especiales que esgrime para su oferta lingüística el científico español del reino de Valencia.

Primera. “No hay duda en que las denominaciones derivadas del griego y del latín manifiestan la naturaleza de las nuevas unidades con elegancia y precisión. Pero estas ventajas tan apreciables para los sujetos instruidos, dexan de serlo para el pueblo, tomando esta palabra con toda su extensión”.

Segunda. “La riqueza del idioma castellano facilita la invención de la nomenclatura mas variada que se ha propuesto, sin alterar por esto en nada el hermoso sistema decimal de pesos y medidas”

9. En torno a la “Exposición de las Razones que hay para adoptar el Nuevo Sistema Métrico”

El Capítulo IV expone las razones -ventajas- que supondría la adopción del nuevo sistema métrico decimal.

Primera. Su invariabilidad, ya que respecto de los tipos fundamentales -la extensión del meridiano y la gravedad- se encuentra con facilidad en todas partes, de modo que con la determinación de la longitud del péndulo simple que oscila los segundos no se hace necesario medir el meridiano.

Segunda. La facilidad que las divisiones decimales de las unidades lineales prestan a las operaciones aritméticas y de modo análogo para las unidades cuadradas y cúbicas.

Tercera. La correspondencia exacta que se observa en el nuevo sistema métrico entre las unidades de peso y las de capacidad llenas de agua destilada.

Y cuarta. Muy superior a todas las anteriores son las que resultarían al Comercio y á las Artes. “La Naturaleza y no la Francia, es la que nos las presenta. Aceptémoslas á imitación de nuestra aliada natural, con la que tenemos tantas relaciones comerciales. Estas se simplificarían sobremanera con la uniformidad propuesta de pesos y medidas”.

¿Y España qué? Expone otras razones, ahora patrióticas, que invitan a la adopción del nuevo sistema. Después de la Francia, ninguna nación ha tenido más parte que la España en la determinación de los nuevos prototipos ya que: 1) “Una parte del arco de meridiano, medido para este objeto, está comprehendido entre los Pirineos y el castillo de Monjui junto á Barcelona” de tal modo que “entre los ángulos de que se ha hecho uso para calcular los triángulos de la meridiana, hay algunos observados por D. Joseph Chaix”; 2) “Para la determinación de la vara decimal se ha hecho también uso del arco de meridiano que atraviesa el equador. Midióse dicho arco en el Perú por los Académicos Franceses Godin, Bouguer y La Condamine, acompañados por Juan y Ulloa^[19]. Estos dos sabios Españoles supiéron acreditar al público que no habían sido meros espectadores de aquella importante operación”; y 3) “toca á la España el dar á las demás el exemplo de la adopción de unas medidas, de cuyo uso le resulta tanto interés, y en cuya determinación le ha cabido gran parte.

10. Cómo “Se satisface a las objeciones que pueden hacerse contra el Nuevo Sistema Métrico, y se indican los modos de facilitar su introducción”

El Capítulo V ofrece las objeciones o reparos que pueden ponerse para la admisión de las medidas decimales y los modos que facilitarían su aceptación.

Entre las objeciones cita las siguientes:

 Primera. La dificultad de determinar directamente la longitud exacta si se pierden los patrones existentes, dado que “la medición de un arco de meridiano terrestre exige muchos preparativos y mucha constancia, destreza y conocimientos de parte de los observadores que se encarguen de una operación tan penosa y delicada”^[20]. Pero, “el gran trabajo está ya hecho, y que para aprovecharnos de él en todos tiempos, basta que se conserven en la memoria la relación de la vara decimal con la longitud del péndulo simple que oscila los segundos en París, ó en otro cualquier lugar bien determinado de la Tierra”. Opta por las medidas del meridiano que considera invariables y no por el péndulo que presenta dos elementos inconexos: el tiempo (por la arbitrariedad en los diferentes países^[21]), y la gravedad, por la variación de su fuerza de un paralelo a otro.

Segunda. La dificultad de las divisiones y subdivisiones para la construcción de medidas y pesas. Aceptando esta realidad opta por las ventajas del uso de las nuevas.

Tercera. “La repugnancia que generalmente opone el pueblo ignorante á toda innovación”. “No hay duda en que en toda reforma, por útil que sea, encontrará en todos tiempos algunos opositores”. Es más ventajoso establecer la uniformidad frente a “la monstruosa discordancia que se observa. Además, el conocimiento de las medidas naturales es sumamente fácil de adquirir, aunque sea consciente de que el “disgusto con que los ignorantes estúpidos suelen recibir las reformas de esta clase tiene su fundamento principal en la repugnancia á abandonar las rutinas habituales”. En resumen: “Las nuevas medidas tienen su fundamento en la naturaleza, y no en el capricho de los hombres”. Igualadas todas las unidades no se da “lugar á las parcialidades y zelos que tanto han perjudicado hasta el presente á la deseada uniformidad”.

En cuanto a los modos para facilitar la introducción del nuevo sistema decimal indica:    1) Empezar por los cuerpos facultativos; 2) Construir modelos exactos para remitirlos a cada gobernación o cabeza de partido considerándolos como modelos primarios, con tablas de reducción de los actuales peso y medias de cada pueblo a los pesos y medidas decimales; y 3) Señalar las millas y leguas decimales en los caminos.

11. Acerca “De las variaciones a que están expuestos los prototipos y los modelos secundarios de las medidas que no tienen su fundamento en la Naturaleza”

En la Nota Primera se hacen unos comentarios de conocimiento básico de física, para explicar que tanto los prototipos como los modelos secundarios están expuestos a variaciones y desperfectos por no tener su fundamento en la Naturaleza. Se refiere a la variación de longitud con la temperatura, dilatación o contracción, que sufren los metales. Las conclusiones son claras: a) “Toda medida que no tiene su fundamento en la naturaleza, es una longitud variable”; b) “En las medidas derivadas de la naturaleza, como la medidera ó vara decimal [es decir, el metro], se debe hacer mucha distinción entre el modelo material y la verdadera medida”; c) “la verdadera medidera ó vara decimal es siempre de la misma longitud; pero los modelos materiales que se construyen para representar dicha extensión son más ó menos variables, y se les debe aplicar la corrección correspondiente”; pero d) “esto se entiende en los casos en que no está demás una suma exactitud, y sería ridículo el tener cuenta con tan pequeñas diferencias en las operaciones ordinarias”; y e) “los errores serán tanto más considerables quanto mayor sea la dilatabilidad de los metales”.

12. “Sobre los péndulos”

En la Nota II describe la teoría del péndulo y su movimiento oscilatorio de manera preciosa y sugestiva.

A continuación, el péndulo simple, “péndulo imaginario, en el cual se supone que toda la masa del cuerpo está reunida en un solo punto”.

Y así, en todo péndulo, compuesto, hay un punto en el que debería reunirse toda su masa para quedar reducido a péndulo simple, que se denomina centro de oscilación. Longitud de un péndulo compuesto es la distancia del exe de rotación al centro de oscilación.

Péndulo que oscila los segundos es aquel que emplea un segundo de tiempo en hacer una oscilación. Pero no depende solo de la longitud sino también de la gravedad, por lo que depende del lugar (paralelo, entre ecuador y polo). Así: “el péndulo que oscila los segundos en Cádiz es más corto que el que oscila los segundos en París”, ya que la gravedad aumenta del ecuador hacia ambos polos (uno de los efectos que deben resultar del movimiento de rotación de la Tierra, siendo otro efecto de la misma causa la elipticidad de los meridianos). Debe tenerse en cuenta que elige como referencia Cádiz por existir en esta ciudad el observatorio astronómico considerado en sus inicios como el más importante del sur de Europa, instalado en el Castillo Viejo por Jorge Juan y Luis Godin en 1752 y elevado de categoría internacional posteriormente por Vicente Tofiño. Cuando escribe Císcar esta Memoria, 1800, se está construyendo el de la Real Villa de León (actual San Fernando). El de mayor fama en el Continente europeo es el de París.

No podía faltar su referencia al tratamiento de los péndulos en el Examen Marítimo de Jorge Juan, en la segunda edición por él corregida y con gran número de notas, que denomina ‘adicionado’, añadiendo ahora que “la resistencia del aire y la fricción se oponen al movimiento del péndulo”. El texto deja ver por distintos lugares la colaboración española en estos avatares mediante los trabajos de la expedición geodésica en el Ecuador de Juan y Ulloa que desarrollan en las Observaciones astronómicas y físicas y en el gran libro de Mecánica de Jorge Juan Examen Marítimo teórico práctico que, como se ha tratado, Císcar ha revisado y completado para una segunda edición.

Es consciente de la oposición que permanece en España a la cosmología copernicano-newtoniana, por la presión religiosa que perdura en defensa numantina del geocentrismo. La expresión que utiliza es significativa: “sabían poquísima Física y poca Matemática: así como ignoraban los primeros elementos de la Mecánica los que trataron de absurda la opinión del movimiento de la Tierra”.

13. “Para la inteligencia de las Tablas que contienen las relaciones entre las medidas decimales y las de Castilla”

En la Nota III revela la importancia histórica de la ‘toesa original del Perú’ (de nuevo referencia a la expedición geodésica franco-española) al utilizarla para contrastar con la ‘vara de Burgos’. Así se obtendría la razón entre la medidera y la toesa del Perú, y entre la medidera y la vara burgalesa, destacando la dirección del español Don Juan Peñalver en la construcción del modelo y la participación en las comparaciones en París de “Vassalli (Diputado del Piamonte), Pedrayes (compañero mío de Comisión), Ramírez (agregado a la comisión) y yo”. En las consideraciones de las medidas de capacidad reitera “debemos estos datos á D. Juan Peñalver”, así como para los pesos, es decir, un primer equipo de metrología española con representación oficial, lo que constituye otro dato relevante para esta historia que no se tiene en cuenta de ordinario.

El cuadro final de las denominaciones sugeridas por Císcar se reproduce a continuación, donde se subrayan las correspondientes unidades:

III. A MODO DE EPÍLOGO. GABRIEL CISCAR DESPUÉS DE 1800

Parece de interés marcar unas notas significativas de la biografía de Císcar, que son de especial relevancia entre los gobernantes de España, con las que puedan analizarse, en caso de que optemos por una segunda parte, su obra Apuntes sobre medidas, pesos y monedas, que pueden considerarse como una segunda parte de la memoria elemental sobre los nuevos pesos y medidas decimales, fundados en la naturaleza, publicada en 1800, primera parte ésta que hemos comentado aquí con su valoración histórica.

Estos Apuntes los escribió “Don Gabriel Ciscar, Teniente General de la Armada Nacional, y Consejero de Estado, miembro de la Comision de Pesos y Medidas del Instituto Nacional de Francia por parte de S. M. C. en los años 1798 y 1799”.

Entre las notas referidas pueden considerarse las siguientes.

1. Císcar fue Regente del Reino de España en dos períodos durante la Guerra de la Independencia.
2. Como de especial significación histórica en las biografías de Císcar y Wellington puede considerarse la ‘anécdota’ de la concesión del Toisón de Oro a Wellington, entre otros, por Císcar, que se había negado rotundamente a concederle formal, y oficialmente, la Capitanía General del Ejército Español en la Guerra de la Independencia, aunque de hecho lo hubiera sido. Fernando VII, entre sus primeras decisiones tras la recuperación de la Corona, retiró las concesiones del Toisón de Oro otorgadas por la Regencia, sin atreverse a retirársela a Wellington.
3. Císcar fue recluido en Oliva, su ciudad natal, puesto al margen de la vida oficial.
4. Como consecuencia de la revolución de Riego recuperaría su condición de político relevante ocupando de nuevo puesto de Regente durante el Trienio Liberal.
5. En esta fase de la historia de España, y en concreto suya, publicaría los Apuntes, como expresión de la importancia que concedía al asunto del Sistema Métrico Decimal.
6. Pretendiendo ingenuamente salvar a España, a Fernando VII y a la Libertad del Ejército de los ‘Cien Mil Hijos de San Luis’ sería condenado a muerte por Fernando VII en 1923.
7. Secuestrado en El Puerto de Santa María por el embajador inglés que lo salvó así de la condena sería llevado a Gibraltar.
8. En el Peñón viviría los últimos años de su vida con la ayuda de una pensión que le otorgó el Duque de Wellington, y sería en este rincón inglés de la provincia de Cádiz donde escribiría su última obra: el Poema físico-astronómico.

A la espera de unos extensos comentarios histórico-críticos sobre los Apuntes de Cïscar,baste ahora, en este trabajo relativo a la obra primicial de la Metrología española, que, cuando tuvo oportunidad de continuar su tarea en defensa de la implantación en España del Sistema Métrico Decimal, no dejó pasar la ocasión para insistir en ella.

* * *

Finalmente, a modo de propuesta, sería deseable, en este año 2021, que se organizara una conmemoración conjunta, o varias distintas, de recuerdo de y homenaje a Gabriel Císcar, en su condición de preclaro pionero de la metrología en España, en la que participaran al menos el Centro Español de Metrología, la Real Academia de Ciencias y el Instituto de la Ingeniería de España.

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NOTAS AL PIE

[1] Para más detalles, puede accederse, a la breve y bien formada biografía, y hacerlo de forma rápida, a la voz “Císcar y Císcar, Gabriel” del Diccionario Biográfico Español de la Real Academia de la Historia.

[2] La obra puede ‘bajarse’ de Internet.

[3] La obra puede ‘bajarse’ de Internet.

[4] La obra puede ‘bajarse’ de Internet.

[5] Entre otros, en las tesis doctorales en Medicina (2019) e Historia (2021a).

[6] Se hacen extensos y detallados estudios acerca de la Expedición geodésica, de la Academia de Guardiamarinas y de estos personajes de relieve como científicos, en dos obras recientes, coetáneas con este trabajo, (2021a) y (2021b).

[7] De Jorge Juan: Observaciones astronómicas y físicas (en colaboración con Ulloa), Compendio de Navegación y Examen Marítimo teórico práctico; de Louis Godin: Compendio de Matemáticas.

[8] “Advertencias”, 2.ª, de la Memoria.

[9] “Advertencias”, 4.ª, de la Memoria.

[10] “Advertencias”, 7.ª, de la Memoria.

[11] El actual Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) fue creado por la Convención del Metro, en París, en 1875, según Acuerdo diplomático. Usualmente no consta en las historias de los sucesivos organismos referencias al objeto aquí de estudio, de manera que no se considera ni siquiera pre ni proto historia de la “Comisión de Pesos y Medidas Decimales fundados en la Naturaleza” que describe Gabriel Císcar con tanta precisión y efusión científicas. Parece conveniente darle entrada en las historias, ya que constituye el germen indiscutible del Sistema Métrico Decimal.

Del momento histórico que constituye el trasfondo del trabajo que comentamos, se hizo eco Ángel García San Román (2000), a la sazón Director del Centro Español de Metrología, del que extraemos unos párrafos:

Ya, al inicio de la Revolución francesa, la Asamblea Constituyente encomendó por Decreto de 8 de mayo de 1790, a la Academia de Ciencias que estableciera un sistema de medidas susceptible de ser adoptado en el mundo entero. Gracias a esta decisión nace el Sistema Métrico del que Lavoisier escribió en 1793: `Jamás nada tan grande y sencillo, tan coherente en todas sus partes, ha salido de las manos del hombre”. Aunque el Sistema Métrico Decimal se establece en Francia por Decreto de 7 de abril de 1795, 18 germinal del año III, su uso no se hace obligatorio sino a partir de 1840.

Debo agradecerle la cita que recoge en la relación bibliográfica de mi Breviario de Teoría Dimensional (1994). No obstante, no se cita a Gabriel Císcar ni a la obra de éste que comentamos.

En otro artículo de interés sobre “La metrología en España”, Cañeque, M. P. y Robles, J. Á. (2018) se escribe una “Breve Historia de la Metrología en España” en la que se considera que esta historia comienza cuando “el 19 de julio de 1849, Isabel II sanciona la ley de Pesas y Medidas, la cual introduce en nuestra legislación el sistema métrico decimal y su nomenclatura científica, de la mano de Bravo Murillo. Esta ley puede considerarse como la primera ley fundamental de la metrología española, dejaba claramente establecido el concepto de uniformidad: En todos los dominios españoles habrá solo un sistema de medidas y pesas”. Pues hasta entonces cada provincia disponía de sus propios pesos y medidas tradicionales.

[12] Pedrayes permanecería en París concluida la Comisión por lo que sería Císcar quien presentaría a S. M. los prototipos destinados a España.

[13] El uso de negritas es nuestro.

[14] El relevante papel de los marinos Jorge Juan y Gabriel Císcar en los avatares científicos que impulsaron a Francia a esta decisión, hacía normal entonces que los prototipos se pusieran a disposición de la Armada, en unos momentos en que se estaban construyendo los Reales Observatorios de Madrid y de la Armada de Cádiz, en la Real Isla de León (San Fernando, en honor de Fernando VII a finales de la Guerra de la Independencia).

[15] El uso de negritas es nuestro.

[16] Para una extensa intelección de este tema, en términos de actualidad matemático-física, puede verse González de Posada (1994); Breviario de Teoría Dimensional.

[17] Estado de la Astronomía en Europa, p. 15. El uso de negritas es nuestro.

[18] En el entorno de esta misma fecha, Celestino Mutis sería denunciado por tercera vez a la Inquisición, éste en el Virreinato de Nueva Granada.

[19] A esta expedición hemos dedicado cierta atención en nuestras obras recientes dedicadas, prioritaria y respectivamente, a Jorge Juan y Luis Godin, ya citadas.

[20] La expedición geodésica al Ecuador para medir tres grados de meridiano a lo largo de los Andes duró unos 10 años.

[21] En Francia se proyectó dividir el día en 10 horas, la hora en 100 minutos y el minuto en 100 segundos, de tal manera que se construyeron relojes decimales.