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Horror vacui

La física pneumática despegó gracias a una observación de Galileo: las bombas de succión no podían elevar el agua más de 10,5 metros, lo que él interpretó como horror vacui. La naturaleza aborrece el vacgalileoío con una fuerza (por unidad de área) igual al peso de una columna de agua de 10,5 m. Por encima, la columna se cae  porque el horror vacui no es suficiente para soportar todo su peso. Galileo dixit.

Baliani, que era algo así como su corresponsal, le sugirió sustituir el horror vacui por el peso del aire atmosférico. Es decir, la presión del peso del aire atmosférico sobre la superficie del estanque hace que el agua ascienda por el tubo de la bomba hasta que su peso ejerza sobre la superficie la misma presión que el aire, momento en que ambos fluidos están en equilbrio. Pero Galileo era aristotélico, y eso de que el aire pesase en el aire le sonaba a cuento chino. Recordamos que para Aristóteles había cuatro elementos: aire, fuego, tierra y agua. Estableció una relación de pesos entre ellos para distribuir la materia en el universo. El fuego se escapa siempre, la tierra es pesada en sentido absoluto. Pero el aire no pesa en el aire.

Unos años después, algunos discípulos de Galileo, entre ellos Maignan hicieron un vistoso experimento en Roma para probar el efecto y descubrieron por encima de la columna de agua un posible espacio macroscópico vacío. Vacío por llamarlo de alguna manera, porque el agua desprendía burbujas, lo atravesaba la luz y transmitía el sonido.

El vacío de Torricelli

Fué otro discípulo de Galileo, Magiotti, el que sugirió a Torricelli el uso de agua marina, más densa. Y Torricelli acabó consiguiendo un buen tubo de vidrio para realizar el experimento  con mercurio, de manera que la longitud pasaba de los 10,5 m originales a 75 cm. El mercurio es 14 veces más denso que el agua. Y cuando hizo sus experimentos le dió la razón a Baliani. Era el peso de la atmósfera el que mantenía la columna de agua, mercurio o cualquier otro fluido. Vivimos en el fondo de un  mar de aire que presiona hidrostáticamente en todas direcciones, y el peso de la atmósfera se traduce en la presión del aire.

torricelliEl experimento de Torricelli consiste en tomar un tubo de un metro aproximadamente abierto por un extremo. Mediante un embudo se llena de mercurio, se tapa la boca y se invierte sobre un recipiente lleno de mercurio. Al destapar el tubo bajo el mercurio de la cubeta, el mercurio del tubo desciende hasta alcanzar una altura de 75 cm. Se supone que la atmósfera pesa o presiona sobre la superficie libre del líquido con una fuerza suficiente para obtener la columna de mercurio a una altura de 0,75 m. O la del agua a una altura catorce veces mayor.

La observación de pequeñas variaciones en la altura del mercurio puso a Torricelli, que era un tipo avispado, sobre la pista de modificaciones metereológicas de la presión de la atmósfera. La idea de que la parte superior del tubo estaba realmente vacía lo llevó a ensayar con pequeños animales a ver que tal se las ingeniaban en este vacío. Pero al volcar el mercurio, los aplastaba inevitablemente. Aún así, los miembros de la Cimento, que era una academia que comenzó a funcionar a mediados del XVII y se dedicaban a realizar experimentos para comprobar lo que habían dicho otros, no tardaron en ingeniar tubos más anchos y cestitas adecuadas para iniciar la agonía colectiva de todo tipo de roedores e insectos, llegando incluso a planear la introducción de un enano en el vacío de Torricelli. Estos señores eran científicos.

Pascal, ese gran showman

El vacío de Torricelli atrajo a los Pascal, padre e hijo, y a otros científicos que hacían experimentos muy curiosos para mostrar el efecto del vacío. Los Pascal repitieron en 1646 los experimentos torricellianos  junto con Petit, y empezaron las interpretaciones y por tanto las disputas. En concreto dos:

  • Si era el peso de la atmósfera la causa real del fenómeno
  • Si estaba realmente vacío el espacio superior del tubo

pascal y descartesLas opiniones os las podeis imaginar. De todo. Los que en su corazoncito seguían siendo aristotélicos pero creían en el vacío a pesar de ello, no podrían tolerar bajo ningún concepto que el aire pesase en el aire. Porque Aristóteles inventó la ciencia…más o menos….pero también la ancló in extremis. Descartes por supuesto negaba rotundamente el vacío. Esto está petao de materia por todas partes, recordad los tres elementos con los que llenaba absolutamente todo en un acoplamiento perfecto entre ellos. Pero en cambio sí aceptaba lo del peso de la atmósfera porque cuadraba muy bien con sus teorías materialistas de vórtices increíbles.

Los que negaban el vacío desde el aristotelismo, suponían que en la parte superior del tubo quedaba una partícula de aire que se dilataba hasta el límite y entonces sostenía como una cuerda el mercurio. Quienes negaban el vacío desde el cartesianismo suponían que la materia sutil o éter penetraba por los hipotéticos poros del vidrio.

Todo ello generó una gran cantidad de experimentos. Uno de los más vistosos lo realizó Pascal en Rouen, porque allí había vidrieros que eran capaces de fabricarle tubos de 14 metros. Pascal era del bando de la interpretación atmosférica, y con sus experimentos quería demostrar que tenía razón. Pero es que había cambiado de opinión, porque Pascal, parsimonioso y riguroso, antes era fan total del horror vacui. Montó un espectáculo en el puerto sobre el Sena ante medio millar de espectadores. Sujetó sus tubos de 14 metros a los mástiles de los barcos, los llenó de agua y vino, explicó la doctrina de los vapores y preguntó a la concurrencia qué líquido quedaría más alto al invertir los tubos. La peña con algo más que un pedete lúcido apostó a que el vino quedaba abajo. Pero al realizar el experimento resultó que no fué así. Pascal explicó que no era por los vapores, sino por el peso específico del agua, que es mayor que el del vino.

Con este tipo de experimentos, Pascal tenía claro que podía interpretar el vacío, pero seguía dudando del peso de la atmósfera. Con lo que siguió apostando por Galileo, no había conseguido probar de manera fehaciente que la causa fuese la atmósfera.

Pascal tira al monte

La idea era hacer el experimento de Torricelli en el vacío. Una manera de hacer el experimento fuera de la atmósfera era introducir un tubo de Torricelli dentro de otro tubo de Torricelli e invertirlo. Si la causa de la columna de 75 cm de mercurio era la presión, en el vacío su altura en el tubo sobre la cubeta sería nula, que es lo que ocurrió. Pero para asegurarse mejor, lo suyo sería variar gradualmente la causa y observar el efecto.

pascalDescartes le sugirió a Pascal en septiembre de 1647 que tal cosa podría lograrse ascendiendo hacia la superficie de este mar de aire en cuyo fondo vivimos. Un año después Pascal convenció a su cuñado y se fueron al monte. Con un barómetro, por supuesto. Estaba todo pensado. Entre la base y la cumbre, enclaves donde posicionó sendos barómetros, había una diferencia de 85,5 mm de Hg. Más o menos de 1 milímetro cada 10 metros, pero esto lo midieron los de la Cimento 10 años después. Aquí nació la hipsometría barométrica. Este experimento covenció a Pascal de que Torricelli tenía razón y redactó un par de tratados, con los que la pneumática pasó a formar parte de las matemáticas.

Otto von Gericke, Boyle y Hooke

Otto von Gericke era un noble copernicano del XVII preocupado por la interacción magnética entre los astros a través del espacio vacío. Cuando conoce las ideas de Descartes empieza a buscarle aplicaciones útiles, como hacer implotar un barril sacando la cerveza con una bomba de succión. Pero a medida que lo vaciaba, el fluído exterior se filtraba entre las duelas. Entonces construyó una esfera de cobre que implotó debidamente. Las siguió mejorando hasta que consiguió que resistieran la presión y finalmente pudo hacer en 1657 uno de los experimentos más vistosos de esta historia, el experimento magdebúrgico.

magdeburgoSe trata de una enorme esfera compuesta de dos hemisferios con asas y espitas, que encajan perfectamente gracias a unas arandelas. Grosso modo una olla exprés pero en forma de esfera. Se extrae el aire de esta esfera y una vez hecho el vacío, las espitas se cierran. La presión de aire que hay dentro de la esfera es tal que para separarlas es preciso la fuerza bruta de dos tiros de 10 caballos cada uno. El estruendo con el que se separaban los hemisferios estremecía de pavor absoluto a los inexpertos curiosos que habían acudido a la atracción del pueblo. Gentes de Dios.

Boyle, virtuoso cristiano, se inspiró con los experimentos de von Gericke y emprendió un amplio análisis de la elasticidad del aire. Pero era un experimentador compulsivo, como la mayoría de los miembros de la Royal Society por aquellas. Panda de antidogmáticos, empiristas y antiteóricos que experimentaban con frenesí y sin necesidad de construir ninguna teoría, aunque vagamente se dejaban llevar por la idea de que las cosas ocurren mecánicamente.

Como Boyle iba un poco a su bola, sin una teoría de referencia que le guiara los experimentos, tardaba mucho más que Pascal en realizarlos. El estilo de Boyle  dio lugar a una tradición naturalista dedicada a la exploración de la naturaleza para descubrir fenómenos y efectos, sin pretensiones de sistematización deductiva con ayuda de las matemáticas o de explicación. Solís y Selles insinúan que el mejor descubrimiento de Boyle fue Hooke, un joven con una gran intuición física, habilidad mecánica y afición a la geometría. Aquí una de estas injusticias asociadas a la ciencia como institución. Hoy todos conocemos la Ley de Boyle, esa de la presión inversa al volumen, pero debería llamarse de Hooke. Porque fueron sus experimentos los que la establecieron.

Hooke desarrolló una bomba de vacío manejable, pero al final no la usaba porque siempre perdía y resultaba incontrolable. Usaba una masa fija de aire que se expandía y condensaba a voluntad con un peso de mercurio y el de la atmósfera.

De esta manera, el vacío y la máquina pneumática abrieron dos líneas de trabajo, una naturalista que llevaría a importantes trabajos en combustión, química pneumática y fisiología, y otra matemática que llevaría al desarrollo de modelos de fluidos elásticos como el aire. Hooke estableció a partir de esta segunda línea la ley que sí lleva su nombre: ut tensio sic vis, como la extensión, así la fuerza. ¡Qué gran ley!.

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¿Descartes?…¿Ese no era filósofo?…Claro que sí, que lo era. Pero como la mayoría de hombres de su época era muchas más cosas. Entre ellas, científico. Ahhhh, es verdad…¡el método cartesiano!

Pero no os voy a hablar del método cartesiano.  Descartes fue padre de una de las corrientes que mayor relevancia tuvo en su época y en épocas posteriores, el Mecanicismo, desarrollando la versión más coherente y amplia del mismo. No por ello menos descabellada, ¡ojo!, desde nuestra perspectiva actual del conocimiento científico. No vamos a quitarle ni mucho menos el mérito que tuvo. Pero desde luego si vamos a sorprendernos con la ciencia que hacía.

Pretendía con su modelo presentar una ciencia demostrativa capaz de abarcar todas las cualidades y propiedades de todos los objetos existentes en el universo. Einstein no fue el primero en tener ese sueño.

Seguro que a poco que conozcais la faceta filosófica de Descartes, lo de pienso luego existo es una de las frases más míticas que se piensan y existen. Para llegar a ella se basó en la duda metódica, que era la base de todo su sistema de pensamiento. Es decir, se duda de todo, absolutamente todo, y al hacerlo se descubre que el sujeto que duda tiene que existir (cogito ergo sum).

Pero ese sujeto no es un sujeto empírico o biológico, ya que podemos dudar de nuestro cuerpo, sino una sustancia pensante, inmaterial, carente de extensión espacial. Además, este sujeto de conocimiento descubre que tiene algunas ideas que lo sobrepasan, como la de Dios, cuya infinitud no puede proceder de una criatura finita y debe ser adventicia. Luego Dios existe. Con este razonamiento que consideraba impecable demuestra la existencia de Dios. Pero no se queda ahí. Por procedimientos similares, Descartes nos demuestra que además de existir, Dios no nos engaña, que causa el alma y sus ideas, de manera que nos podemos poner a trabajar tranquilos, Dios nos garantiza el éxito.

Descartes identifica la materia con la extensión espacial, pues esta es la única propiedad clara y distinta sin la cual no se pueden concebir los cuerpos. Piensa un poco en esta asociación porque es el alma máter de su sistema. Al establecer un dualismo tajante entre res extensa (los cuerpos) y res cogitans (los espíritus de Dios y el alma), reducía la naturaleza a un mecanismo inerte creado y jaleado por Dios. Ratzinger estaría encantado si todos los científicos siguieran siendo cartesianos.

La primera conclusión evidente es que la materia, o extensión, reduce los cuerpos a la pura geometría del espacio, de manera que todo cuanto existe es el movimiento relativo de las partes de esa extensión espacial. Todas las interacciones son mecánicas por choque y empuje de trozos de extensión.

La identificación de materia y extensión aseguraba el carácter geométrico de la materia. Bien. Pero llevaba necesariamente a un mundo pleno  y a la eliminación del espacio vacío como contradictorio.

Como no existe el vacío, todo es materia/extensión en movimiento, y ese movimiento  provoca el desgaste y la fragmentación de los cuerpos materiales en tres tipos de elementos. Descartes tenía una teoría acerca de los tres posibles elementos que conforman cualquier materia, es decir, que lo conforman todo, todo y todo:

  • Tierra, tercer elemento, formado por partículas gruesas e inertes, que componen los cuerpos ordinarios.
  • Éter, segundo elemento. Se obtiene cuando las aristas del tercer elemento se fragmentan y pulen formando un fluido elástico, compuesto por pequeñas esferas en contacto que llenan los espacios interplanetarios, transmitiendo las interacciones de forma instantánea.
  • Fuego, primer elemento, formado por las raspaduras de las partículas del éter. Como son tan diminutas y tremendamente rápidas, pueden llenar, con acoplamiento perfecto, cualquiera de los intersticios dejados entre las partículas mayores, impidiendo la formación de vacíos.

El programa mecánico de Descartes, por tanto, consistía en reducir todos los fenómenos a los movimientos de esta materia cualitativamente neutra, común a todo el Universo y geométrica, por lo que no aceptaba en física principios que no sean aceptados en matemáticas. Para verlo clarito, el Sol y las estrellas estarían  compuestos  del primer elemento (fuego), el aire del segundo (éter) y la Tierra y todo lo que está en ella del tercero (tierra).

Recapitulemos pues: materia y movimiento son los principios últimos de toda explicación física, habiendo sido creados por Dios en una cantidad finita e indestructible. Por lo tanto sobran principios ocultos, agentes activos, formas sustanciales y similares, en definitiva a todo lo que hoy llamamos campos o fuerzas.

La única causa generadora de movimiento fue Dios en el momento de la Creación, y lo hizo en una cantidad dada que ahora conserva en el mundo de modo que sea siempre constante. Aunque la cantidad global no varíe, su distribución local sí lo hace, para dar lugar a los constantes cambios observados. Esto, señoras y señores, era ciencia, con método y razón. Ciencia de la buena.

Imaginaros como sería cualquier movimiento, que necesariamente se produciría en un espacio lleno de materia, porque el vacío se lo había cargado de un plumazo. Cualquier interacción implica una circulación en un vórtice. Imagínate la cantidad de interacciones a computar en el más sencillo de los choques…completamente inmanejable. Aún así, se lanzó a explicar toda clase de fenómenos. Desde su cama, porque salir salía poco. Lo suyo era pura deducción metodológica, matemática teórica y abstracta.

Un ejemplo sin desperdicio lo constituye el sistema planetario. Toda la materia celeste gira en una serie de vórtices contiguos. La Tierra está en reposo respecto a las partículas del vórtice que la arrastra. Los espacios celestes están formados por vórtices de éter, uno de los cuales arrastra los planetas en torno al Sol, que está formado por fuego, porque las partículas mayores de éter poseen más tendencia inercial a perserverar en línea recta, alejándose del centro, que las de fuego, que son las más chiquitas. Los planetas, formados por el tercer elemento, son arrastrados por el vórtice a la distancia de equilibrio de su tendencia centrífuga con la del éter circundante. El éter gira con velocidad máxima en los límites del vórtice, que es por donde circulan los cuerpos celestes más rápidos, los cometas. Ahí lo llevas.

Para explicar la luz del Sol, exponía que el primer elemento (bolas menores) que gira en la estrella solar tiende a salir tangencialmente por efecto de la inercia rectilínea, como la piedra de la honda, cosa que impide el segundo elemento o éter circundante (bolas mayores). Ahora bien, éste recibe la constante presión del fuego y, dada su estructura, la transmite instantáneamente hasta la tierra. Maravilloso. De Broglie seguro que se inspiró en esto…

Descartes consideraba ingenua la idea de que el peso es una propiedad inherente de la materia, y despreciaba la posibilidad de que lo causase la mutua atracción de los cuerpos, por ser ésta una fantasía infundada…

La gravedad era ingenua. La Tierra, tan grande, no se mueve tan deprisa como la capa del segundo elemento en que está sumergida. Cuando las pequeñas esferas o glóbulos del material fluido llegan al centro de la Tierra, se desvían, y se les obliga a ir hacia afuera, tangencialmente. Se forma así un remolino secundario en torno a la Tierra… la Tierra está rodeada por un remolino secundario de materia celeste que tiene una velocidad mayor, y por lo tanto una mayor fuerza centrífuga, que la materia terrestre. Si se suelta un cuerpo, una piedra, digamos, sobre la superficie de la tierra, no podrá mantenerse arriba con la materia celeste, y será empujada hacia abajo, y habrá materia celeste que ascenderá y ocupará su lugar. De esta explicación puramente mecánica, o, más bién, centrífuga, de la gravedad, se sigue que todo cuerpo grande sufrirá un empuje hacia el centro. Maravilloso.

La cantidad de fenómenos abordados de esta manera es abrumadora, incluyendo el origen de la Tierra, de los océanos… Todo ello sin lágrimas, ni misterios, sino a base de partículas, movimientos, choques y presiones. Desde luego tuvo mérito.

Evidentemente todo era inventado y difícilmente podía funcionar, pero cautivó la imaginación de los científicos europeos y les enseñó a ingeniar mecanismos que pudiesen tratarse matemáticamente para la predicción cuantitativa de los fenómenos. Aunque hicieran falta herramientas matemáticas y tecnológicas para resolver un simple choque elástico que tardarían siglos en aparecer.

Gracias a Descartes los restos del naturalismo renacentista desaparecieron por toda Europa. Su sistema mecanicista embaucó a todos los científicos de la época. Por todas partes desarrollaban su mecanicismo y sus consecuencias…Excepto en Cambridge, donde un tal Newton tenía una visión pelín diferente del asunto…

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Descartes y el Mecanicismo

Publicado: 7 noviembre, 2011 en Ciencia, Filosofía
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Descartes desarrolló la versión más coherente y amplia de lo que se conoce como mecanicismo. Y lo hizo como alternativa al sistema aristotélico, al presentar  una ciencia demostrativa capaz de abarcar todas las cualidades y propiedades de los objetos.

Descartes aplica su duda metódica, y tras dudar de todo, se descubre que el sujeto que duda tiene que existir (cogito ergo sum); pero ese sujeto no es un sujeto empírico o biológico, ya que podemos dudar de nuestro cuerpo, sino una sustancia pensante, inmaterial, carente de extensión espacial. Este sujeto epistemológico descubre que tiene algunas ideas que lo sobrepasan, como la de Dios, cuya infinitud no puede proceder de una criatura finita y debe ser adventicia. Luego Dios existe. Por procedimientos similares, Descartes nos demuestra que Dios no nos engaña, que causa el alma y sus ideas, de manera que nos podemos poner a trabajar tranquilos. Y se pone.

Descartes identifica la materia con la extensión espacial, pues esta es la única propiedad clara y distinta sin la cual no se pueden concebir los cuerpos. Al establecer un dualismo tajante entre res extensa (los cuerpos) y res cogitans (los espíritus de Dios y el alma), reducía la naturaleza a un mecanismo inerte creado y jaleado por Dios. El movimiento del mundo no tiene más causa que Dios, que lo conserva a él y a la materia por su divina Providencia. La materia o extensión reduce los cuerpos a la pura geometría del espacio, de manera que cuanto existe es el movimiento relativo de las partes de esa extensión espacial. La única relación entre espíritu y materia es la acción de Dios al crear y conservar el mundo, junto con la interacción de nuestra alma pensante con nuestro cuerpo extenso. Además sitúa dicha interacción alma-cuerpo en la glándula pineal. Sin complejos.

Salvo ésta, todas las demas interacciones son mecánicas por choque y empuje de trozos de extensión. La identificación de materia y extensión aseguraba el carácter geométrico de la teoría de la materia. Pero llevaba necesariamente a un mundo pleno y a la eliminación del espacio vacio como contradictorio.

También llevaba a negar la existencia de los átomos, pues la extensión es una magnitud continua, y por lo tanto divisible sin límite. Aunque luego, en la práctica va y recurre a partículas elementales moviéndose libremente. El movimiento relativo de las diferentes partes provoca el desgaste y la fragmentación de los cuerpos materiales en tres tipos de elementos.

El tercer elemento, la tierra, está formado por partículas gruesas e inertes, que componen los cuerpos ordinarios. Sus aristas se fragmentan y pulen formando un fluido elástico, el éter o segundo elemento, compuesto por pequeñas esferas en contacto que llenan los espacios interplanetarios, transmitiendo las interacciones de forma instantánea, ya que se comporta como un cuerpo rígido. El primer elemento, o fuego está formado por las raspaduras de las partículas del éter. Como son tan diminutas y tremendamente rápìdas, pueden llenar, con acoplamiento perfecto, cualquiera de los intersticios dejados entre las partículas mayores, impidiendo la formación de vacíos. El sol y las estrellas estarían  compuestos  del primer elemento (fuego), el aire del segundo (éter) y la Tierra del tercero (tierra).

El programa mecánico de Descartes consistía en reducir todos los fenómenos a los movimientos de esta materia cualitativamente neutra, común a todo el Universo y geométrica, por lo que no acepta en física principios que no sean aceptados en matemáticas. Estos principios bastan en tanto que todos los fenómenos de la naturaleza pueden explicarse con ellos. Por lo tanto, el movimiento es la clave de una naturaleza cuyas variadas apariencias no son más que extensión en movimiento.

Materia y movimiento son los principios últimos de toda explicación física, habiendo sido creados por Dios en una cantidad finita e indestructible. Por lo tanto sobran principios ocultos, agentes activos, formas sustanciales y similares. La única causa generadora de movimiento fue Dios en el momento de la Creación, y lo hizo en una cantidad dada que ahora conserva en el mundo de modo que sea siempre constante. Aunque la cantidad global no varíe, su distribución local sí lo hace, para dar lugar a los constantes cambios observados. Por lo tanto lo fundamental para la física son las tres leyes de intercambio de movimiento entre cuerpos:

  • Primera Ley: La pasividad de la materia, tendencia a continuar en el estado que se halle, solo modificándolo por causas exteriores
  • Segunda Ley: Un cuerpo en movimiento tenderá a continuar dicho movimiento en línea recta
  • Tercera Ley: La cantidad de movimiento se conserva en los impactos.

Descartes considera el movimiento una magnitud escalar, es decir, independiente de la dirección, y el choque dependía del tamaño, no de la masa, es decir, es el cuerpo mayor el que determina el movimiento. Con estas premisas, deriva unas cuantas leyes de impacto que ni nombraremos por deficientes.

Como negaba los átomos y el vacío, cualquier movimiento se produce en un medio lleno, con lo que cualquier interacción implica una circulación en un vórtice. Imagínate la cantidad de interacciones a computar en el más sencillo de los choques…completamente inmanejable. Aún así, se lanzó a explicar toda clase de fenómenos.

Un ejemplo sin desperdicio lo constituye el sistema planetario. Toda la materia celeste gira en una serie de vórtices contiguos. La Tierra está en reposo respecto a las partículas del vórtice que la arrastra. Los espacios celestes están formados por vórtices de éter, uno de los cuales arrastra los planetas en torno al Sol, que está formado por fuego, porque las partículas mayores de éter poseen más tendencia inercial a perserverar en línea recta, alejándose del centro, que las de fuego. Los planetas, formados por el tercer elemento, son arrastrados por el vórtice a la distancia de equilibrio de su tendencia centrífuga con la del éter circundante. El éter gira con velocidad máxima en los límites del vórtice, que es por donde circulan los cuerpos celestes más rápidos, los cometas. Ahí lo llevas.

Descartes reduce a mecánica las tres interacciones a distancia que habían sido el paradigma de la magia y la mística: la luz, el magnetismo y la gravedad.

Para explicar la luz del Sol, exponía que el primer elemento (bolas menores) que gira en la estrella solar tiende a salir tangencialmente por efecto de la inercia rectilínea, como la piedra de la honda, cosa que impide el segundo elemento o éter circundante (bolas mayores). Ahora bien, éste recibe la constante presión del fuego y, dada su estructura, la transmite instantáneamente hasta la tierra, donde el sentido experimenta esa presión (cualidad primaria) como el rosicler de los poetas (cualidad secundaria)

Descartes consideraba ingenua la idea de que el peso es una propiedad inherente de la materia, y despreciaba la posibilidad de que lo causase la mutua atracción de los cuerpos, por ser ésta una fantasía infundada… Debemos borrar de nuestras mentes las ideas de pesantez intrínseca y atracción externa, y preguntarnos por qué los objetos sólidos colocados en los remolinos se ven empujados hacia el centro…. La Tierra, tan grande, no se mueve tan deprisa como la capa del segundo elemento en que está sumergida. Cuando las pequeñas esferas o glóbulos del material fluido llegan al centro de la Tierra, se desvían, y se les obliga a ir hacia afuera, tangencialmente. Se forma así un remolino secundario en torno a la Tierra… la Tierra está rodeada por un remolino secundario de materia celeste que tiene una velocidad mayor, y por lo tanto una mayor fuerza centrífuga, que la materia terrestre. Si se suelta un cuerpo, una piedra, digamos, sobre la superficie de la tierra, no podrá mantenerse arriba con la materia celeste, y será empujada hacia abajo, y habrá materia celeste que ascenderá y ocupará su lugar. De esta explicación puramente mecánica, o, más bién, centrífuga, de la gravedad, se sigue que todo cuerpo grande sufrirá un empuje hacia el centro.

La cantidad de fenómenos abordados de esta manera es abrumadora, incluyendo el origen de la Tierra, de los océanos… Todo ello sin lágrimas, ni misterios, sino a base de partículas, movimientos, choques y presiones, y desde su cama, porque Descartes salía poco.

Evidentemente todo era inventado y difícilmente podía funcionar, pero cautivó la imaginación de los científicos europeos y les enseñó a ingeniar mecanismos que pudiesen tratarse matemáticamente para la predicción cuantitativa de los fenómenos.

Gracias a Descartes los restos del naturalismo renacentista desaparecieron, excepto en Cambridge, donde el neoplatonismo contó con un valedor de la talla de Newton… ¡Menos mal!.

PD:Si quieres saber más, te puedes leer Historia de la Ciencia, de Solís y Sellés…un gran tocho interesante del que he sacado las ideas básicas de esta entrada.

En el siglo XVII se abren nuevos horizontes en el saber humano. La ciencia ya no se considera  únicamente un conocimiento teórico de las causas, sino que se presenta como una oportunidad de crecimiento humano. Es el siglo de la física, las matemáticas, la geometría y las ciencias que no dependen de lo subjetivo.

Descartes propone un método matemático y universal con el que podamos evitar el error. Se trata de un conjunto de reglas o procedimientos que nos vale tanto para lo que ya conocemos, como para cualquier nuevo campo de conocimiento.

Desmontando a Bacon

Bacon cambió radicalmente el mundo de la ciencia, pues fue el primero en proponer la manera como debe proceder un científico: observando, experimentando, registrando sistemáticamente y formulando enunciados concretos. Tal procedimiento constituye la base de la inducción.

Bacon escribió su Novum Organum como oposición al Organum de Aristóteles, favorito de la época para temas científicos. Criticó fundamentalmente tres aspectos:

  • El primero, la anarquía en la recogida de datos por los aristotélicos y a la que Bacon oponía el uso de la experimentación sistemática
  • En segundo lugar criticaba la generalización imprudente a partir de unas pocas observaciones.
  • Finalmente, criticó la limitación de la inducción por simple enumeración que conduce, con frecuencia, a conclusiones falsas al no tener en cuenta los casos negativos.

Con su método, pretendía eliminar los inconvenientes del método aristotélico y para ello enfatizó la necesidad de inducciones graduales y progresivas, que permitieran sentar la base de la pirámide de conocimientos, mediante el ascenso gradual, desde correlaciones entre los hechos de un bajo grado de generalidad hasta las más completas.

El nuevo método utiliza tanto la inducción (aunque más sistematizada) como la deducción para establecer sus proposiciones, al igual que el método aristotélico. Sin embargo la diferencia fundamental es que el criterio de certeza se traslada desde la adecuación en el razonamiento (seguir las normas de la lógica del sistema aristotélico) hasta el contraste de la hipótesis con los resultados del experimento.Por ello se denomina método experimental.

Descartes coincidía con Bacon en que el mayor logro de la ciencia es una pirámide de proposiciones, con los principios más generales en el vértice. Pero mientras que Bacon buscaba descubrir las leyes generales mediante un progresivo ascenso inductivo a partir de las relaciones menos generales, Descartes pretendía comenzar por el vértice y llegar lo más abajo posible mediante un procedimiento deductivo. Descartes, así, se adhería al ideal de Arquímedes de una jerarquía deductiva de proposiciones.

La Duda Metódica

Para Descarter, el vértice de la pirámide estaba compuesto por principios generales a los que se le exigía certeza. Para obtenerla, Descartes comenzó dudando de todo. Pero no sin ton ni son. Se trataba de una duda metódica. Comenzó a dudar metódicamente de todos los juicios que previamente había creído verdaderos, con el fin de ver si alguno de estos principios estaba más allá de la duda.

Concluyó que, efectivamente, algunos de estos principios estaban más allá de la duda. Su famoso cogito ergo sum (pienso luego existo) es el fundamento de la duda metódica. En tanto que pienso, mi existencia es una certeza evidente y fuera de toda duda. Y como pienso, debía existir un ser perfecto que posibilitara mi pensamiento. Es decir, como pienso, Dios existe.

A ver, aquí hay que hacer un ejercicio de empatía y contextualización. No vamos a juzgar a Descartes, vamos a enterarnos de su aportación al mundo científico. Descartes fue un individuo brillante en muchos aspectos. En otros, fue un individuo de su tiempo. Vamos a darle una oportunidad, a ver hasta donde nos lleva, que no es cerca.

Nos habíamos quedado en que Dios existe, y argumentaba que tal Ser perfecto no crearía al hombre de tal modo que sus sentidos y su razón le engañasen sistemáticamente. De este modo, debía existir un universo externo al yo pensante, un universo no opaco a las facultades cognoscitivas del hombre.

En realidad, Descartes llegó más lejos, y sostuvo que cualquier idea que se presentase a la mente a la vez de modo claro y distinto debía ser verdadera. Lo claro es lo que se presenta de modo inmediato a la mente. Por otro lado, lo distinto es lo que es a la vez claro e incondicionado. Lo distinto se conoce per se; su evidencia es independiente de cualesquiera condiciones limitadoras.

Cualidades primarias y Cualidades secundarias

De las cosas físicas conocemos su extensión. Pero ¿cómo llegamos a conocer esa extensión que constituye la esencia de las cosas físicas? Descartes sostenía que nuestro conocimiento de la extensión —la “naturaleza real” de la cosa física— es una intuición de la mente. Y tal intuición ha de ser distinguida de la secuencia de apariencias que la cosa o el objeto físico puede presentar a nuestros sentidos.

Descartes distinguía por tanto entre cualidades primarias, que son las que todo cuerpo debe poseer para ser tal cuerpo,  y las cualidades secundarias (colores, sabores, sonidos, olores), que existen sólo en la experiencia perceptiva del sujeto.

Razonó que si la extensión es la única propiedad de los cuerpos de la que poseemos una idea clara y distinta, ser un cuerpo es ser extenso. Y por lo tanto el vacío no puede existir. Extensión significaba estar lleno de materia y concluía que el concepto extensión desprovisto de toda materia es una contradicción.

Descartes limitaba el objeto de la ciencia a aquellas cualidades que pueden expresarse de forma matemática y ser comparadas como proporciones. La visión cartesiana de la ciencia combinaba los puntos de vista de Arquímedes, los pitagóricos y los atomistas. El ideal de la ciencia es una jerarquía deductiva de proposiciones, cuyos términos descriptivos hacen referencia a los aspectos estrictamente cuantificables de la realidad. Descartes reclamaba matemáticas universales para descubrir los secretos del universo, del modo en que su geometría analítica había reducido las propiedades de las superficies geométricas a ecuaciones algebraicas.

Reglas fundamentales del método cartesiano

Descartes busca un fundamento de verdad en el que basar un conocimiento científico cierto y evidente,  y por ello recurre al método.

El método son reglas ciertas y fáciles, mediante las cuales, el que las observe exactamente no tomará nunca nada falso por verdadero, y no empleando inútilmente ningún esfuerzo de la mente, sino aumentando siempre gradualmente su ciencia, llegará al conocimiento verdadero.

Esta es la definición del método, una serie de reglas cuya validez y fundamentación se presupone. Se presupone qué es la verdad, cómo alcanzarla y cómo reconocerla. El método entendido como un conjunto de reglas a seguir para llegar a la verdad supone un orden inventivo que pretende hacer avanzar al saber. El método hace que el espíritu intuya y conozca distintamente mejor.

Las reglas del método se remiten a la razón, una razón matemática. Estas reglas pueden resumirse en cuatro fundamentales, enunciadas por Descartes en su “Discurso del método”:

Regla 1: Evidencia

Descartes es un precursor del método basado en la evidencia. Sólo acepta como verdadero lo evidente. Pero ¿Qué es evidente? La evidencia se produce sólo en la intuición, es decir, en un acto puramente racional por el que nuestra mente capta o “ve” de modo inmediato y simple una idea. La intuición es la captación intelectual inmediata de una idea. Inmediato implica que no hay una cadena deductiva de por medio y, por otra parte, que no hay mezcla con nada sensible (no median los sentidos o la experiencia para captar esa idea). Si lo que es evidente es lo que es intuido, ¿Qué es lo que la mente intuye? ideas claras y distintas.

  • Una idea es clara cuando podemos advertir todos sus elementos sin la menor duda (se opone a oscura).
  • La idea será distinta cuando aparezca claramente diferenciada, separada y recortada de las demás, de tal manera que no podamos confundirla con ninguna otra idea. (se opone a idea confusa).

Descartes llamó  naturalezas simples a las ideas que poseen las características de claridad y distinción. Estas naturalezas simples son conocidas intuitivamente y constituyen los pilares sobre los que se asientan las verdades o ideas complejas. Por supuesto, Descartes sólo admite un reducido número de ideas simples (extensión, substancia, pensamiento, etc.). La mayoría de nuestras ideas son complejas, por lo que hay que encontrar la manera de reducirlas a ideas simples, por lo tanto, evidentes.

Descartes va cerrando el círculo: las naturalezas simples son, además, ideas innatas, es decir, ideas que están potencialmente en la mente y surgen con ocasión de determinadas experiencias.

Las ideas innatas son poseidas por todos los hombres por el hecho de ser racionales. No son ideas que se adquieran a través de la experiencia o el aprendizaje y tampoco dependen de la cultura o las condiciones históricas. Son verdades evidentes que se hallan en nuestras mentes, independientemente del tiempo, el lugar y la persona que las piense. Esto era necesario para poder garantizar un conocimiento evidente o cierto. Las ideas innatas garantizan la veracidad de nuestros conocimientos al convertirse en su verdadero y único sostén. Ellas mismas no necesitan (ni pueden) ser demostradas ya que caen fuera de la cadena de deducciones.

Regla 2: Análisis

Cualquier problema que tengamos que estudiar no es más que un conjunto vertebrado de ideas complejas. Analizar consiste en descomponer lo complejo en sus elementos simples, elementos éstos que podrán ser susceptibles de ser intuidos como ideas claras y distintas, esto es: evidentes. Reducimos lo complejo a lo simple y, en el mismo movimiento, accedemos desde lo desconocido a lo conocido: las ideas innatas.

Regla 3:  Síntesis

Una vez que hemos llegado a los elementos simples de un problema hay que reconstruirlo en toda su complejidad, deduciendo todas las ideas y consecuencias que se derivan de aquellos principios primeros absolutamente ciertos. La síntesis es un proceso ordenado de deducción, en el que unas ideas se encadenan a otras necesariamente. En el proceso deductivo no sólo reconstruimos lo complejo a partir de sus elementos simples y verdaderos, sino que ampliamos nuestros conocimientos con nuevas verdades: de lo conocido (los elementos simples ) accedemos a los desconocido mediante un proceso ordenado y riguroso de concatenación de ideas. La síntesis complementa al análisis y nos permite avanzar en la búsqueda de nuevas verdades.

Regla 4: Comprobación

Se trata de comprobar y revisar que no haya habido error alguno en todo el proceso analítico-sintético. La comprobación intenta abarcar de un solo golpe y de manera intuitiva la globalidad del proceso que se está estudiando. Se parte de la intuición y a ella se vuelve. Una vez comprobado todo el proceso, podremos estar seguros de su certeza.

Las leyes científicas generales

Descartes derivó varios principios físicos importantes a partir de su comprensión de la extensión. Debido a que los conceptos de extensión y movimientos son claros y distintos, ciertas generalizaciones sobre estos conceptos son verdades a priori.

Una de estas generalizaciones es que todo movimiento está causado por un choque o una presión. Descartes afirmaba que, si el vacío no puede existir, un cuerpo  dado se encuentra continuamente en contacto con otros cuerpos. Así, el único modo en que un cuerpo puede moverse es que los cuerpos adyacentes de un lado ejerzan una presión mayor que los cuerpos adyacentes del otro.

Restringidas, así, las causas del movimiento al choque y la presión, la posibilidad de una acción a distancia era negada. Descartes defendía una concepción totalmente mecanicista de la causalidad. El mecanicismo cartesiano fue una doctrina totalmente novedosa y revolucionaria en el XVII. Muchos pensadores que la aceptaron creyeron que era más científica que otras opiniones rivales que tomaban en consideración cualidades “ocultas”, como fuerzas magnéticas y fuerzas gravitatorias…La de vueltas que da la vida…y la ciencia ni te cuento.

Otro principio físico importante derivado de la idea de extensión es que todo movimiento consiste en una redistribución cíclica de los cuerpos. Descartes razonaba que, si un cuerpo cambiaba su situación, se hace necesario un desplazamiento simultáneo de otros cuerpos para impedir el vacío.

Descartes mantenía que Dios es la causa última del movimiento en el universo. Creía que un Ser perfecto crearía un universo “todo de una vez”. Así, concluía que, puesto que la materia del universo se había puesto en movimiento de una vez, el Ser perfecto aseguraría que este movimiento se conservase eternamente.

A partir de este principio más general del movimiento, derivó otras tres leyes más del movimiento:

  • LEY 1. Los cuerpos en reposo permanecen en reposo, y los cuerpos en movimiento permanecen en movimiento, salvo que algún otro cuerpo actúe sobre ellos.
  • LEY 2. El movimiento inercial es un movimiento en línea recta (no circular como había sostenido Galileo).
  • LEY 3 (A). Si un cuerpo en movimiento choca con un segundo cuerpo, el cual tiene una resistencia al movimiento mayor que la fuerza que el primer cuerpo tiene para continuar su propio movimiento, entonces el primer cuerpo cambia de dirección sin perder nada de su movimiento.
  • LEY 3 (B). Si el primer cuerpo tiene más fuerza que el segundo resistencia, entonces el primer cuerpo arrastra con él al segundo, perdiendo tanto movimiento como ceda al segundo.

Comoquiera que creía Descartes que era el tamaño y no el peso el factor determinante en las colisiones, las siete leyes, que derivó de estas tres, son incorrectas.

Énfasis empírico en la filosofía de la ciencia cartesiana

Descartes se dio cuenta de que, por medio de la deducción, sólo se podría llegar a una corta distancia del vértice de la pirámide. La deducción a partir de principios intuitivamente evidentes es de limitada utilidad para la ciencia. Puede dar lugar tan sólo a leyes más generales. Dicho en términos generales, el universo que conocemos sólo es uno de los universos infinitamente numerosos que podrían haberse creado de acuerdo con estas leyes.

Descartes señaló que no se puede determinar, a partir de la mera consideración de las leyes generales, el curso de los  procesos físicos. Para deducir un enunciado acerca de un efecto particular, es necesario incluir entre las premisas información sobre las circunstancias en las que ocurre el efecto. Un papel importante de la observación y experimentación en la teoría cartesiana del método científico es el de propociornar el conocimiento de las condiciones en las que tiene lugar los acontecimientos de un tipo dado.

Un segundo papel importante de la observación y experimentación en la teoría del método científico cartesiano es el de sugerir hipótesis que especifiquen mecanismos que sean compatibles con las leyes fundamentales. Descartes sostenía que una hipótesis se justifica por su capacidad, en conjunción con las leyes fundamentales, para explicar fenómenos. La hipótesis debe ser compatible con las leyes fundamentales, pero su contenido específico ha de ser ajustado con el fin de permitir la deducción de enunciados sobre los fenómenos en cuestión.

El punto en el que la teoría del método científico de Descartes es más vulnerable es el de la confirmación experimental. Ciertamente, parece que apoyó la confirmación experimental. Reconoció que un enunciado acerca de un tipo de fenómenos puede deducirse a partir de más de un conjunto de premisas explicativas.

En general, tendió a considerar la experimentación como una ayuda para formular explicaciones, más que como la piedra de toque de la adecuación de tales explicaciones.

No lo juzgues, ámale

Descartes afirmó que el conocimiento puede ser alcanzado a priori, es decir, en ausencia de la realidad.

Concibió a la ciencia como una especie de pirámide en cuya cúspide se ubica el conocimiento científico. Desde la base de la pirámide se llega al conocimiento científico por medio de inducciones progresivas, en tanto que éste llega a la base, o naturaleza real, a través de la deducción.

El acto de conocimiento es la intución. El objeto de conocimiento son unos datos elementales captados mediante la intuición. El único criterio de verdad es la evidencia. El entendimiento usa dos vías para llegar al conocimiento: la intuición y la deducción. Y con ellas llega a la idea primigenia de la existencia de Dios.

Descartes deduce leyes de choque erróneas, y del movimiento igualmente distorsionadas. Pero aporta un gran avance a la ciencia. El método cartesiano, en esencia, es una herramienta útil e imprescindible. Evidencia, análisis, sintesis y comprobación parecen cuatro pasos a seguir, imprescindibles en cualquier avance científico.