En el siglo XVII se produce el nacimiento de la ciencia cristalográfica, de la mano de una balbuceante teoría atomista. Las observaciones sobre los cristales sirvieron para el nacimiento de la teoría atomista, y a su vez, el atomismo sirvió de base para el avance de la ciencia cristalográfica. La idea de que la materia está compuesta por átomos fue ya formulada por Demócrito. En la época romana Lucrecio presentó en De rerum natura argumentos empíricos sobre la naturaleza atomista del universo y señaló que la dureza o la densidad de la materia es el resultado de la disposición de los átomos. Pero esta teoría tuvo escasa repercusión. [Seguir leyendo]

El debate sobre la estructura de la materia se retoma en el siglo XVI con la obra de De subtilitate libri XXI, publicada por Gerolamo Cardano en 1550 y de la que la Biblioteca Histórica conserva ejemplares de tres ediciones posteriores (BH FLL 10662). En el Libro VII propone, a partir del estudio de las celdas de los panales de las abejas, la explicación de la forma prismática hexagonal de los cristales de cuarzo como resultado del empaquetamiento compacto de partículas esféricas. Tendría su réplica en la obra de J.C. Scaligero Exotericarum exercitatonium liber XV. De subtilitate, ad Hyeronimun Cardanum, de 1557 (BH FLL 25012), que rebatió la teoría de Cardano por su falta de empirismo. Pero esta discusión filosófica no tuvo prácticamente repercusión en los ambientes científicos. Habrá que esperar medio siglo para que el problema de la estructura de la materia se plantee con mayor realismo, a partir de los estudios de Harriot y Kepler.

El matemático inglés Thomas Harriot se había aproximado al tema intentando hallar la manera de apilar en la cubierta de un barco el mayor número de balas de cañón. Atomista convencido, influyó decisivamente en Kepler a través de la correspondencia que mantuvieron entre 1606 y 1608, que le llevaría a formular a éste la llamada conjetura de Kepler, sobre la máxima densidad alcanzada en el empaquetamiento de esferas iguales. Aplicando esta teoría a la forma de los cristales, Kepler llegó a la conclusión, al igual que Cardano, de que dicha forma estaba relacionada con la geometría de los panales, y trató de explicarla con los cristales de nieve en su tratado De nive sexangula (1611). Cincuenta años más tarde Hooke fue más lejos en esta misma línea, al intentar determinar como se empaquetan los átomos para generar los distintos cristales.

Robert Hooke (1635-1703) fue uno de los principales científicos experimentales de la historia de la ciencia. Su singular genio creativo posibilitó que formulara numerosas ideas originales sobre un amplio abanico de intereses, que van desde la biología y la medicina hasta la física planetaria. Sin embargo rara vez desarrolló estas ideas. Robert Hooke fue uno de los socios fundadores de la Royal Society, creada en 1660 para la promoción del saber experimental físico-Matemático. Fue el primer comisario de experimentos nombrado, cargo de suma importancia ya que los experimentos cubrían buena parte del tiempo de las reuniones de la Sociedad. Con 28 años publicó Micrographia (1665), obra que contiene las descripciones detalladas de 57 observaciones llevadas acabo utilizando por primera vez microscopía óptica. En ella aparecen dibujos de las imágenes obtenidas con el microscopio que el propio Hooke inventara. En esta obra hizo aportaciones novedosas en diversos campos de la ciencia. Entre las descripciones de elementos inertes incluye la descripción de la estructura del hielo, de la nieve y de los cristales de orina, a partir de las cuales realizó una notable aportación al desarrollo de la cristalografía. Hooke fue el primero que midió los ángulos de un cristal, en concreto, los cristales de hielo que se forman en la orina. Al tratarse de cristales planos, pudo medirlos utilizando un compás, y constató que la medida de los  ángulos era constante. Pero Hooke era muy prolífico en ideas que después raramente desarrollaba, y por eso, cuatro años más tarde, Steno, en su obra De solido intra solidum ...,  planteando estas mismas conclusiones, será el primero que formule la primera ley de la cristalografía: "los ángulos entre dos caras correspondientes de un cristal de cualquier especie química son constantes y característicos de la especie".

Micrographia abrió el camino para el empleo de instrumentos para la observación y la descripción de la naturaleza. Fue la primera publicación de importancia de la Royal Society, con numerosos grabados, realizada para obsequiar al rey y se convirtió en un best-seller en el campo científico. Se reeditó repetidamente y de su popularidad habla el hecho de que siguiese publicándose en versión abreviada a lo largo del siglo XVIII, conteniendo una parte de los experimentos con sus grabados respectivos, que constituían la parte más espectacular de la obra, sin duda alguna. En la Biblioteca Histórica se conservan dos de estas versiones, la más completa es: Microscopic observations or, Dr. Hooke's wonderful discoveries by the microscope illustrated by thirty-three copper-plates, curiously engraved, editada en Londres en 1780 (BH FG 1078).

En 1669 el danés Niels Steensen, más conocido por la forma latinizada de su nombre, Nicolaus Steno planteó la cuestión de cómo un objeto sólido puede crecer dentro de otra roca, pues pensaba que los cristales seguían creciendo por acumulación de nuevas capas. A partir de la observación del cuarzo y la hematita  concluyó que  el número y tamaño de los lados pueden variar de un cristal a otro, pero los ángulos entre los respectivos lados son siempre iguales. De esta manera en su obra De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus (1669) llegó a formular la primera ley de la cristalografía .Su enfoque tenía muchas limitaciones, pero sus conclusiones tuvieron un enorme impacto.

Bibliografía: 

• Tomé López, César. Breve historia de la cristalografía (http://edocet.naukas.com/categoria/bhc/)
• Varela, Manuel. Hooke, la ambición de una ciencia sin límites, Madrid, Nivola, 2004

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