CIENCIA Y RELIGION
Científicos Mormones
Harvey Fletcher
Creador del sonido estereofónico, el audífono y la laringe artificial
Mario R. Montani
Harvey Fletcher nació el 11 de Septiembre de 1884 en Provo, Utah. Era hijo de Charles Eugene Fletcher y Elizabeth Miller. Aunque su padre había tenido sólo cuatro meses de educación formal, es obvio que fue estimulado a estudiar. Provo era por entonces una pequeña población en el valle. Harvey recordaría años más tarde:
“Observando a mi alrededor en el Utah Valley, yo pensaba que las cumbres de las montañas que podía ver en todas direcciones marcaban los límites dentro de los que la gente vivía. Del otro lado de ellas estaba el gran océano. Había algunas fisuras en las paredes montañosas que mantenían al océano alejado, y por allí se filtraban los diferentes arroyos que bajaban de las montañas”
El futuro que vislumbraba para sí mismo era trabajar con su padre en la construcción de viviendas y repartiendo pedidos de la tienda de alimentos de sus tíos. Con sólo 8 años participó de la inauguración del Templo de Salt Lake y pudo estrechar la mano del Presidente Wilford Woodruff. Como un jovencito recitó una poesía en un programa que se llevó a cabo en el Tabernáculo de Provo. Al terminar, Karl G. Maeser, director de la Academia Brigham Young, lo detuvo antes de que tuviera tiempo de sentarse y, poniendo una mano sobre su cabeza, declaró a la congregación que ese niño llegaría a ser un gran hombre. Harvey se sintió muy molesto, ya que le pareció que era una referencia a un futuro liderismo político, cosa que no le interesaba en absoluto. Ya como presidente de su quórum de diáconos, el obispo lo llamó sorpresivamente para dar un mensaje a los otros diáconos. Sólo atinó a decir, ‘prefiero ser bueno que importante’ y se sentó. Con el paso de los años, consideraba que había sido su mejor discurso
Para 1901 había finalizado la escuela primaria e ingresó en el nivel secundario de la Brigham Young Academy, donde por primera vez tomó cursos de matemáticas, física y química, graduándose en Mayo de 1904. Luego ingresó a la Universidad de Brigham Young donde obtuvo una Licenciatura en 1907. Antes de eso, en 1906, junto a otros dos estudiantes, ayudó al Profesor Ernest Partridge y su equipo a establecer la característica “Y” de la institución sobre la falda de la montaña.
Después de un año de enseñar matemáticas y física en BYU decidió que debía obtener un doctorado. El 9 de Septiembre de 1908 se casó con su novia, Lorena Karen Chipman, y juntos partieron a Chicago para continuar los estudios. Lamentablemente, al llegar allá, descubrió que la admisión no era tan sencilla, ya que muchas de las materias que había cursado no estaban acreditadas en la nueva Universidad. La Administración le informó que debería completar cuatro años antes de ingresar al programa de graduados. Los costos de esos estudios quedaban por fuera de sus posibilidades.
Harvey Fletcher en 1908, época de su casamiento con Lorena.
Afortunadamente, Robert A. Millikan, por entonces un profesor asistente, le sugirió que se anotara como un estudiante especial en los cursos del primer año de graduados en física y, si los aprobaba, era muy probable que lo admitieran. Así lo hizo, y la Universidad aprobó su ingreso con sólo un año de programa preparatorio en vez de los cuatro requeridos. Simultáneamente, Harvey enseñaba ciencias en escuelas secundarias de Chicago y colaboraba con los equipos de proyección en las conferencias universitarias para cubrir las necesidades familiares. En 1911 obtuvo su doctorado summa cum laude, convirtiéndose en el primer estudiante de Física de la Universidad de Chicago con tal honor. También fue elegido para formar parte de la Sociedad Phi Beta Kappa, un alto honor académico. Preparando su tesis doctoral, se involucró en la investigación que Begeman y Millikan realizaban sobre la carga de los electrones, similar a la que llevaban a cabo Thomson y Regener en Cambridge. Fletcher logró el éxito al reemplazar las micro gotas de agua que se observaban en el microscopio por gotas de aceite iluminadas mediante un haz de luz.
“Comencé a cuestionarme si ese trabajo sería la base de mi tesis, como el Profesor Millikan me había prometido en la primer conferencia. Nunca lo habíamos vuelto a hablar desde Diciembre de 1909. Sin embargo, durante la primavera comenzamos a escribir juntos para publicar la investigación. Yo hice la mayor parte del trabajo, ya que él sólo corregía algunas frases. Todo ese tiempo pensaba que la presentación sería en conjunto”.
Muchos años después, Fletcher daría detalles de cómo ocurrieron las cosas, una noche de la primavera de 1910, mientras cuidaba a su hija en casa y el Profesor Millikan llegó:
“Me preguntaba por qué se había acercado a nuestro humilde apartamento. Muy pronto descubrí que era para definir quién sería el autor del primer trabajo escrito sobre el experimento. Había otros cuatro documentos derivados del experimento de las gotas de aceite, aún elaborándose. Me explicó que para mi tesis doctoral yo debía figurar como único autor… era obvio que él deseaba aparecer como autor del primero. No me gustaba la idea, pero no veía otra forma de salir adelante, de modo que acepté utilizar el quinto de los escritos, como único autor, para mi tesis. Así, la autoría de los trabajos se definió en nuestro humilde departamento, esa noche”.
Como consecuencia del descubrimiento de la carga del electrón, Robert A. Millikan recibió el Premio Nobel de Física en 1923, premio que debió haber sido compartido…
“Me han preguntado frecuentemente si tenía alguna mala predisposición hacia Millikan por no permitirme ser co-autor del primer trabajo. Mi respuesta ha sido siempre que no. Obviamente estaba desilusionado ya que había hecho un considerable trabajo en él y esperaba que fuese una presentación conjunta. Pero el Profesor Millikan fue muy bueno conmigo mientras estuve en Chicago. Por su influencia logré entrar al colegio de graduados. También me ayudó a encontrar trabajos remunerados que pudieran cubrir mis gastos. Por sobre todo estaba la amistad creada al trabajar íntimamente por más de dos años. Eso duró toda la vida. Recuerden que cuando trabajábamos juntos él no era el famoso Millikan que llegó a ser después…”
Harvey Fletcher en BYU, 1912
Harvey regresó a Provo en 1911 y reasumió su carrera de profesor en BYU. Si bien las facilidades y equipamiento eran menores que en Chicago, continuó investigando sobre las propiedades del electrón. Durante su estadía de cinco años en BYU, la familia de Harvey aumentó (además de Phyllis, nacida en Chicago) con la llegada de Stephen y Charles. Cada año, durante esa etapa, recibió ofertas de Bell System para unirse a sus equipos, pero las rechazó por su compromiso con la Universidad para crear la rama de Física y atraer importantes científicos a ella. Finalmente, en 1916, decidió aceptar una oferta en el departamento de investigación de la Western Electric Company y se mudó con su familia a New York. Antes de eso tuvo una conversación con el Presidente de la Iglesia, Joseph F. Smith, en busca de consejo, durante una de sus visitas a Provo. El Profeta le dijo: ‘Sí, quisiera que fueses y ocuparas ese puesto, pero prométeme que mantendrás fuerte tu testimonio y tu actividad en la Iglesia. De ese modo harás un mayor bien a la Iglesia en la ciudad de New York del que podrías hacer en BYU y tendrás éxito en tu trabajo. Necesitamos que más jóvenes mormones ingresen al mundo de los negocios y la investigación científica para representar nuestro ideal de modo de vida’.
Desempeñándose como Director de Investigaciones en Física en los laboratorios de Bell Telephone sus logros no tuvieron precedentes. Publicó 51 trabajos de investigación, dos libros, y se le concedieron 19 patentes por invenciones.
Cuando Harvey ingresó, la empresa aún se encontraba enfocada en los esfuerzos de la Primera Guerra Mundial. En esa época diseñó un micrófono capilar que podía funcionar bajo el agua.
Se convirtió en un reconocido especialista en la emisión y recepción del sonido. Su primera publicación en este campo apareció en Physical Review de Agosto de 1920. Creó el Audiómetro 2-A para medir la capacidad auditiva de las personas.
Fletcher desarrolló varios aparatos para ayudar a quienes padecían distintos tipos de sordera. Su relato de los encuentros con Thomas A. Edison es particularmente interesante:
“Vino al laboratorio con unos de sus asistentes en jefe. Hicimos pruebas de audición y hallamos que padecía una fuerte sordera. Si uno le hablaba en voz alta en su oído, podía escuchar. Su pérdida auditiva era similar para las frecuencias bajas y altas, lo cual es muy inusual para alguien con una pérdida tan pronunciada como la que él tenía. El hecho de que podía comprender cuando uno gritaba en la cercanía de su oído me estimuló a pensar que podríamos diseñar un artefacto que le ayudara a escuchar una conversación normal.
El equipo necesario se colocó dentro de una caja de 40x20x20 cms; el micrófono estaba conectado a un cable y el audífono a un soporte que se colocaba en la cabeza. En vez de baterías como fuente poseía una alimentación que operaba con corriente alterna. Cuando llevé el aparato a su oficina, tuve esta interesante experiencia. Al ingresar a su despacho me recibió con la siguiente frase: ‘Entiendo que es usted un muy buen matemático’. Admití que había estudiado algo de matemáticas. Entonces me respondió, ‘Yo comencé a estudiar matemáticas, pero sólo logré llegar a Algebra. Cuando me di contra los signos de más y menos me sentí tan confundido que abandoné. Y nunca volví desde entonces’. Eso me mostró que, al menos en esta época, la falta de habilidades matemáticas no impide la invención. El era un fantástico inventor, pero no un científico. Mientras conversaba en su oficina, noté que tenía uno de esos antiguos escritorios de tapa de enrollar. Había pequeños cajones en la parte superior con carteles en ellos. Observé que uno decía impuestos, otro carbón y algunos ítems similares. Me sorprendí de que un hombre tan notable como Edison no delegase esos asuntos a alguien más. Supe luego por sus más cercanos asociados que no permitía que otro hiciese ese trabajo. También observé que tenía un ascensor muy peculiar conectando los tres o cuatro pisos de su laboratorio. No permitía que una compañía de elevadores le instalase uno más moderno para reemplazar el que él mismo había hecho.
Thomas A. Edison
Me dijo, “Entiendo que trae un audífono que podría ayudarme”. Le contesté, “Sí, nos gustaría probarlo”. Entonces respondió, ‘Espero que el aparato no funcione con corriente alterna, porque no la usamos en este lugar’. Mientras me decía eso, uno de sus asistentes que se hallaba a sus espaldas comenzó a mover las manos y me susurró ‘Sí, tenemos, pero el viejo no lo sabe’. De modo que solamente respondí, ‘Espero que podamos hacerlo funcionar’. Era bien sabido que él tenía una controversia con la corriente alterna e insistía que los tranvías usasen corriente continua. Por ese motivo la mayoría de los hoteles antiguos de la zona de New York y el sistema de tranvías tenían el cableado de corriente continua. Descubrimos que podía oír muy bien con el audífono y después de eso lo utilizó por largo tiempo. Lo llevaba a las cenas en las que era el invitado especial. Era entonces una celebridad muy requerida. Algunos años después lo encontré y le pregunté cómo funcionaba el audífono. Me dijo que bien. ‘Cuando solía asistir a esas cenas me sentaba en silencio preguntándome lo que estaría diciendo el disertante y deseando poder escucharlo, pero me contentaba dirigiendo mis pensamientos hacia alguna de mis invenciones. Ahora con el audífono lo puedo escuchar y comprender pero generalmente lo encuentro tan aburrido que lo apago y vuelvo a pensar en mis inventos’. Me contó la historia de cómo había perdido su audición. Cuando era jovencito trabajaba en el ferrocarril, en el vagón del correo postal. Mientras el tren se detenía, molestaba a su compañero, quien era mayor y más fornido que él. Después de gastarle una broma, saltó afuera del vagón para evitarlo, pero el otro lo tomó de la cabeza y volvió a subirlo por las orejas. Sintió un terrible dolor y supo que algo se había roto. Desde entonces tuvo problemas auditivos. Al menos esa es la historia que Edison contó. Ese incidente pudo haber sido una causa primaria, pero debe haber existido otra que afectó el nervio auditivo, en ese momento o más tarde, que produjo la profunda sordera que tenía… Tuve otra experiencia con Edison. Su primer asistente, o supervisor, en los laboratorios de investigación, vino a mi oficina cierto día y me dijo que le gustaría hacerse un audiograma de su capacidad auditiva para compararlo con el de Edison. Dijo que Edison insistía en revisar cada disco de fonógrafo que salía a la venta. Ponía un extremo de la bocina sobre el parlante del fonógrafo y el otro, con un tubo de goma, en su oído. El supervisor me dijo ‘Usted y yo sabemos que él no puede escuchar esos discos como una persona normal, pero no logro persuadirlo de que nos permita hacer la inspección. Si usted me hace un audiograma, podemos compararlo con el de Edison y tal vez convencerlo’. De modo que le hice el audiograma. Era normal en la mayor parte del espectro de frecuencia del habla, pero descendía abruptamente por sobre los 2000 ciclos. El audiograma de Edison era mucho más bajo pero se mantenía estable en todo el espectro. El supervisor frunció el ceño cuando vio el resultado pero me agradeció y se fue. Supongo que discutió el audiograma con Edison, pero imagino que éste continuó probando los discos con su antiguo método…” (Autobiography, pags. 62-64)
Harvey Fletcher, K. Secord y R. Galt en los Laboratorios Bell
En 1929 Fletcher publicó Speech and Hearing que se convirtió en una obra de consulta obligatoria en el tema por todo el mundo.
Debido a que algunas personas perdían el habla por procedimientos quirúrgicos que exigían la extirpación de la laringe, Harvey desarrolló una laringe artificial utilizando una lengüeta vibrátil que había creado para su estudio, la que permitió que volviesen a hablar. En Mayo de 1929 se formó la Acoustical Society of America y Fletcher fue elegido su primer Presidente. Por primera vez trabajarían juntos catedráticos, lingüistas e ingenieros interesados en ese campo. Más adelante, en 1949, fue nombrado miembro honorario de la Sociedad, honor que sólo se había otorgado a Thomas A. Edison.
En la década del ’30, junto a Wilden Munson, desarrolló un gráfico que relacionaba intensidad de sonido con volumen y es hoy conocido como Curvas de Volumen de Fletcher-Munson. Muchas de sus investigaciones contribuyeron al logro del cine sonoro, sincronizando el sonido con las películas. Fue tentado por varios estudios de Hollywood para trabajar directamente con ellos, pero prefirió que sus logros siempre se canalizaran a través de los Laboratorios Bell.
Uno de sus desarrollos más productivos fue el del sonido con efecto espacial al que llamó “perspectiva de auditorio” y luego llegaría a conocerse como sonido estereofónico o simplemente estéreo. Fue la principal atracción de la Bell System en la Feria Mundial de Chicago de 1932. Fletcher también contactó a Leopold Stokowski, director de la Orquesta de Filadelfia y trabajó con él en búsqueda de grabaciones fidedignas:
Harvey Fletcher y el Maestro Leopold Stokowski
“Fue alrededor de 1931 cuando conocí a Stokowski y realizamos pruebas de sonido estereofónico en la Academy of Music de Filadelfia donde la Orquesta daba sus conciertos. Había una sala libre en la Academia lo suficiente grande como para albergar la Orquesta, de modo que podíamos tenerlos tocando en el escenario y escucharlos arriba en esta gran sala. De ese modo, experimentamos hasta lograr un sistema estereofónico. No entraré en los detalles de cómo se logró ya que se escribieron varios trabajos al respecto. Descubrimos que con tres micrófonos, tres líneas transmisoras, y tres parlantes era suficiente. Para la demostración, la Orquesta de Filadelfia estaba en Filadelfia, dirigida por Smallen, su Director Asistente y Stokowski estaba en los controles de Washington donde las piezas de la orquesta se reproducían. No daré muchos detalles sobre la audiencia, pero era bastante selecta. El Gabinete Presidencial, Senadores y Representantes, así como otros oficiales del Gobierno eran invitados especiales, y todo se realizó bajo la dirección de la National Academy of Sciences. El Presidente de la Academia, el Dr. W.W. Campbell, me presentó y lo que sigue lo tomaré del folleto: ‘Con la ayuda de la orquesta en Filadelfia, el Dr. Fletcher realizó varios experimentos para mostrar las importantes características del nuevo aparato. Sobre el escenario de la Academy of Music en Filadelfia, donde estaban instalados los micrófonos, un operario construía diligentemente un cajón con serrucho y martillo mientras recibía sugerencias y comentarios de un colaborador a su derecha. Todo el diálogo y los sonidos que se producían fueron transmitido por el circuito de cables hasta los parlantes del escenario del Constitution Hall en Washington. Tan realista era el efecto para la audiencia que el hecho parecía estar teniendo lugar en el escenario frente a ellos. No sólo el sonido de martillar, aserrar y conversar era correctamente reproducido, sino que la perspectiva auditiva permitía a los escuchas ubicar cada sonido en la posición adecuada, y seguir los movimientos de los actores por sus pisadas y voces. En otra demostración, la audiencia oyó a una soprano entonar ‘Coming Through the Rye’ (Caminando en el Centeno), mientras caminaba hacia atrás y adelante en un imaginario sembrado de centeno sobre el escenario de Filadelfia. Nuevamente, su voz se reprodujo en Washington con la perspectiva auditiva exacta. La cantante parecía moverse en el escenario del Constitution Hall. Un experimento que demostró tanto la completa fidelidad de la reproducción como el efecto de la perspectiva auditiva fue realizado por dos trompetistas, uno en Filadelfia a la izquierda de la Academy of Music, y el otro en Washington a la derecha del escenario del Constitution Hall, pero invisible para la audiencia. Alternativamente interpretaron pasajes de la misma selección musical. Para aquellos que se hallaban en la audiencia parecía que se trataba de un intérprete a cada lado del escenario frente a ellos. Recién cuando el escenario se iluminó se dieron cuenta de que sólo uno de ellos estaba presente. El sonido del otro era transmitido desde Filadelfia con tal fidelidad y perspectiva que era imposible decir que uno estaba ausente. El efecto de perspectiva auditiva no se restringe a ubicar correctamente el sonido sobre el escenario sino que es tridimensional. Es decir, no sólo distingue entre adelante y atrás sino también entre diferentes alturas del piso…’” (Autobiography, pags. 90-93)
Grabaciones realizadas por Stokowski en 1931 para los Laboratorios Bell
En 1939 Fletcher llevó su experimentación a otro nivel, en el Carnegie Hall. En vez de transmitir desde otro lugar, el concierto se llevó a cabo con grabaciones. Repitió la presentación en la Eastman School of Music y en una sala de Hollywood, incluyendo grabaciones del Coro del Tabernáculo Mormón, todo lo cual aumentó su fama como “el padre del sonido estereofónico”.
El hogar de los Fletcher se transformó en el centro de la actividad de la Iglesia entre los pocos miembros de aquellas décadas en New York. Por diez años fue el Presidente de la Rama de New York y luego, comenzando en 1936, fue Presidente de la Estaca New York, por un período similar. Recordaba con una sonrisa que una mañana, mientras viajaba en el ferry hacia Manhattan, escuchó el siguiente diálogo de otros dos compañeros de trabajo:
‘¿Sabías que Harvey Fletcher es obispo en la Iglesia Mormona?. No, por supuesto que no, respondió el otro, ahora ya es Arzobispo!!’
El investigador recibió innumerables reconocimientos a lo largo de su vida. En 1924, el Franklin Institute le otorgó la Louis E. Levy Medal por sus mediciones auditivas. En 1931 fue elegido miembro del Comité Ejecutivo del American Institute of Physics. En 1933 ingresó a la Junta de Directores de la American Association for the Advancement of Science. En 1945 fue electo presidente de la American Physics Society. En 1947 fue llamado al Comité de Audición, una división de las Ciencias Médicas en el National Research Council. En 1949 integró por tres años el Comité de Reuniones de la National Academy of Sciences. También le fue concedido el Progress Medal Award de la American Academy of Motion Pictures, de Hollywood. Por ocho años actuó como Consejero Nacional del Ohio State University Research Foundation. Adicionalmente recibió títulos honorarios de la Columbia University, el Stevens Institute, Kenyon College, Case Institute of Technology y la Universidad de Utah.
Durante los años de la Segunda Guerra Mundial, Harvey estuvo involucrado en investigaciones secretas para el sistema defensivo de su país. Aunque nunca habló sobre ellas, se sabe hoy que estuvieron relacionadas con el desplazamiento del sonido subacuático. Por ello recibió diversos reconocimientos, incluyendo uno del Presidente Truman.
En 1949 Fletcher dejó los Laboratorios Bell para dedicarse a la enseñanza como profesor de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Columbia, puesto que retuvo hasta 1952 cuando volvió a BYU. Allí fue Director de Investigaciones y luego Decano del College of Physics and Engineering Sciences, creado bajo su auspicio, hasta 1958. Sin embargo continuó haciendo investigación en BYU, particularmente en el área de los instrumentos musicales y sus diversas propiedades físicas.
Recuerda su hijo Stephen:
“Tenía la visión de que, si aprendíamos más sobre las características de los diversos instrumentos musicales, se inventarían otros completamente nuevos, los que ampliarían el placer de los amantes de la música. Analizó los sonidos del piano, el órgano, el violín, el cello y otros. Aunque intensamente ocupado en sus logros científicos, mi padre no descuidó las oportunidades recreativas. De joven había sido un entusiasta pescador, y eso le duró toda la vida. Disfrutaba de los deportes, jugaba al tenis y al básquetbol y miraba otros. Recuerdo de niño escuchar a estrellas del Metropolitan Opera, como Caruso y Galli-Curci, e instrumentistas como Heifetz en nuestro viejo fonógrafo. Era muy activo promoviendo el campismo y las actividades de los boy scouts”.
Con profundas convicciones religiosas, Fletcher las reflejó en sus artículos y discursos. Escribió en 1961 un libro para la Escuela Dominical llamado The Good Life que se utilizó en los cursos de Doctrina del Evangelio. Jamás encontró conflictos entre la ciencia y la religión.
Los Fletcher en pleno (1965) cuando Lorena fue reconocida como Madre del Año a nivel nacional.
Orgulloso de su vida familiar, consideraba a su esposa, Lorena, la base de sus éxitos personales. En 1965 Lorena Fletcher fue nombrado Madre del Año del Estado de Utah y luego obtuvo el título a nivel nacional. Los altos niveles de capacitación se trasladaron también a los hijos. De los 6 supervivientes (uno falleció en su niñez), Phyllis, la única hija, trabajó en el equipo editorial del American Institute of Physics. James, Robert y Paul poseen Doctorados en Física y Harvey J. en Matemáticas. Stephen, el mayor, es abogado, y fue Vicepresidente y consultor general de la Western Electric hasta su retiro. Luego pasó a enseñar en la Escuela de Leyes de BYU y es abogado de derechos editoriales de la Iglesia. James fue Presidente de la Universidad de Utah, luego Director de la Nasa e investigador en temas de energía. Robert trabajó como director ejecutivo en el departamento de circuitos integrados de Bell Laboratories. Paul es administrador en el campo de laser para laboratorios gubernamentales en San Diego y Harvey J. es profesor de matemáticas en BYU.
Lorena falleció en 1967 y dos años más tarde Harvey desposó a Bessie Fern Chipman, hermana de su esposa y viuda de Carl F. Eyring (tío del famoso químico Henry Eyring, y tío abuelo de Henry B. Eyring, la Autoridad General)
Harvey Fletcher murió el 23 de Julio de 1981, en Provo, Utah, algunas semanas antes de cumplir los 97. Ese mismo año falleció su segunda esposa.
Sus investigaciones y desarrollos en la ciencia y tecnología por más de siete décadas en campos tan diversos como la acústica, la ingeniería eléctrica, el habla y el lenguaje, la medicina, la música, la telefonía, la física atómica, el cine y la educación, han hecho que millones de personas, directa o indirectamente, tuviesen una mejor calidad de vida en todo el mundo.
El presente artículo se benefició con información de las siguientes fuentes:
Edward L. Kimball, ‘Harvey Fletcher and Henry Eyring: Men of Faith and Science’, Dialogue Vol. 15 Nº3, 1982
Stephen H. Fletcher, ‘Harvey Fletcher 1884-1981 A Biographical Memoir’, 1992, National Academy of Sciences, Washington D.C.
Allen Palmer, ‘Fletcher’s Physics: The man the Nobel Prize missed’, BYU Today, Septiembre 1976.
mormosofía 