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DIMENSIONES DEL PENSAMIENTO CIENTÍFICO
“Si para suprimir del mundo una doctrina bastase con cerrar la boca a uno solo,
eso sería facilísimo..., pero las cosas no van por ese camino...porque sería
necesario no solo prohibir el libro de Copérnico y los de sus seguidores, sino
toda la ciencia astronómica, e incluso más, prohibir a los hombres mirar al
cielo”.
Galileo.
Cuanto más nos adentramos en el estudio, análisis, reflexión de la dinámica interna del
pensamiento científico y de sus concomitantes históricos, sociales, culturales y
filosóficos, con mayor claridad vemos la dimensión y riqueza que encierran las teorías
científicas, más allá de una simple colección de “fórmulas” o de algún conjunto de
problemas que puedan resolverse por métodos de mostrar y repetir. En particular, la
física, para el entendimiento, la racionalidad y la aplicabilidad, se origina en
concepciones, en teorías y, muchas veces, rupturas y replanteamientos. La física, la
química, contrario a lo que inicialmente se cree, no se originan en ecuaciones y
fórmulas. Al contrario, ellas encierran y son expresión de una magistral síntesis de
conceptos, procedimientos, interpretaciones, conexiones y de la geometría o geometrías
que subyacen a los fenómenos o que construyen los científicos para dar consistencia a
sus modelos y para fortalecer la concordancia entre estos y los hechos. Galileo Galilei
estructura tres principios fundamentales para la nueva ciencia y para la nueva actitud
frente a la naturaleza, motivado fundamentalmente en la defensa del modelo
heliocéntrico de Copérnico, en medio de la polémica con los físicos aristotélicos,
quienes se aferraban a la defensa del modelo geocéntrico de Ptolomeo: el principio
clásico de relatividad del movimiento, con lo cual demostró que si es posible que los
habitantes de la tierra permanezcamos en reposo respecto a la tierra pesar de su gran
velocidad y que por tanto el modelo heliocéntrico era compatible con los hechos si
estos los analizamos de una nueva manera. El principio de independencia de los
movimientos, con lo cual refutó otro argumento aristotélico: “Si la tierra se mueve, por
qué una piedra que se deja caer desde lo alto de una torre vertical no se aleja o golpea la
pared?.” Y la ley de la inercia. Estos principios, mostrados como un simple definición,
un recetario o una frívola ecuación, (algunos textos de física enuncian el principio de la
relatividad clásico con la ecuación X = X-vt, así simplemente), empobrecen los
procesos de conceptualización. Veamos este planteamiento de Alexandre Koyré :
“Por ello pensamos que la actitud intelectual de la ciencia clásica podría estar
caracterizada por esos dos momentos, por lo demás íntimamente ligados: la
geometrización del espacio y la disolución del Cosmos, es decir, la desaparición, en el
interior del razonamiento científico, de toda consideración a partir del Cosmos; (No
hay nada más curioso que confrontar a este respecto a Galileo con Kepler. Kepler es
aún cosmólogo. Galileo ya no lo es.); la sustitución del espacio concreto de la física
pregalileana por el espacio abstracto de la geometría euclidiana. Esta sustitución es
la que permite la invención de la ley de la inercia”. (Estudios Galileanos.)
. Visión contraria a quienes afirman y actúan convencidos que la esencia de la física
son las ecuaciones, sus manipulaciones y despejes, en forma descontextualizada y dejan
al garete la estructuración de las concepciones y razonamientos geométricos. Isaac
Newton
(ilustre matemático, geómetra) coloca de partida dos concepciones
fundamentales para su física (dice un historiador de la ciencia, que la física clásica tuvo
un momento afortunado cuando Newton compró, en una librería de Europa un libro
magistral : “Los Elementos”, de Euclides), sobre espacio y tiempo, en los linderos
mismos de la geometría:
“El tiempo absoluto verdadero y matemático, en sí mismo y por su propia naturaleza,
fluye de manera siempre igual sin relación a nada externo... El espacio absoluto, por
su propia naturaleza, sin relación a nada externo, permanece siempre similar a sí
mismo...”. (Newton, Isaac. “ Philosophiae Naturalis Principia Mathematica”.)
Otras personas y textos reducen la cuestión a que en el eje x colocamos el tiempo y en
el eje y la distancia y empezar a resolver problemas de movimiento, sin ninguna
mediación concepcional, sin ninguna actividad de interpretación y empieza el galimatías
teórico y procedimental de los jóvenes quienes terminan alejados de esa actividad
maravillosa del razonamiento científico. Claro, el plano cartesiano, con coordenadas de
espacio y tiempo, es un instrumento fundamental para la ciencia, pero con sus alcances
completos.
Aquí no sobra decir que las ideas de Galileo están incorporadas en la obra de Newton.
No es casual que la primera Ley de Newton se llame también Ley de Galileo.
Todo el trabajo de Christian Huygens, Thomas Young y otros, alrededor de las ondas,
el diseño de experimentos y modelos geométricos, la caracterización y clasificación de
los fenómenos ondulatorios., no era solamente, ni principalmente para deducir
ecuaciones. Era un esfuerzo teórico, matemático, geométrico y experimental para
defender una teoría específica, la naturaleza ondulatoria de la luz, para acercarse, desde
su punto de vista, a un fenómeno real y caracterizarlo de la mejor manera.
Contrapunteaban con l teoría corpuscular de la luz. El problema sobre la naturaleza de
la luz ha sido crucial en la historia del pensamiento científico. El modelo de
polarización de las ondas transversales mediante una cuerda vibrante que atraviesa una
rendija, permitió sustentar que la luz es una onda transversal, pues al hacer pasar un haz
a través de dos filtros especiales, que en una posición determinada resultan
perpendiculares sus ejes, se anula, se oscurece, similar a lo que sucede con una cuerda
que inicialmente vibra en tres dimensiones y se hace pasar por dos ranuras
perpendiculares. Al salir de la segunda ranura se ha anulado su vibración. Claro que esto
fue un punto en contra del tal éter luminífero.
Es importante resaltar otros conceptos y herramientas teóricas, otras expresiones
geométricas como soportes para las teorías científicas que han sido y son de gran
importancia.. Los científicos trabajan sobre modelos (no solo sobre fórmulas y
ecuaciones). Las líneas de fuerza de Faraday, los conceptos de campo vectorial, campo
gravitacional y electromagnético, las geometrías específicas que subyacen a nivel
atómico, nuclear y de las partículas elementales y de las galaxias, las ideas deflujo
eléctrico y magnético, como construcciones teóricas (o descubrimientos?) reflejan la
complejidad, riqueza, belleza y armonía de la ciencia contemporánea, aparte de sus
productos tecnológicos que atraviesan toda la civilización.
Para finalizar digamos que bajo geometrías no euclidianas, de Riemann y
Lobachevskjy, y nuevas concepciones, la física de Albert Einstein replanteó muchos
conceptos Newtonianos, en particular los de espacio y tiempo. Pero no hace falsa la
mecánica de Newton, que se usa y aplica plenamente en la ingeniería, en los órdenes de
magnitud de nuestro entorno, para pequeñas velocidades comparadas con la de la luz y
pequeñas masas, comparadas con las galaxias, pero grandes comparadas con las
partículas subatómicas. La física de Newton y Galileo son vigentes y plenamente
válidas en el escenario del mesocosmos. Para Newton el tiempo de un evento tiene el
mismo valor para cualquier observador (es absoluto). Para la teoría especial de la
relatividad el tiempo para un observador en movimiento viene dado por:
t=t0x(1- V2/c2) -1/2
Donde v es la velocidad del observador y t0 el tiempo medido en el reposo. Para
pequeñas velocidades V (de orden newtoniano) el término V2/c2 tiende a cero y t=t0. La
mecánica de Newton es un caso de la mecánica de Einstein para pequeñas velocidades.
JOSE ABAD GIRALDO PEREZ
Lic. Fisica UPN
Especialista Docencia de la Física Universidad Javeriana.
Catedrático Universidad América y Universidad Distrital