Genesis Y Ascencion Del Punto De Vista Mecanicista

Capítulo 1

Génesis y ascensión del punto de vista mecánico

Contenido:

1. El gran misterio

2. La primera clave

3. Vectores

4. El enigma del movimiento

5. Una clave que pasó inadvertida

6. El calor, ¿es una sustancia?

7. La montaña rusa

8. La equivalencia

9. El fondo filosófico

10. La teoría cinética de materia

1. El gran misterio

Imaginemos una novela perfecta de aventuras misteriosas. Tal relato presenta todos los datos y pistas esenciales y nos impulsa a descifrar el misterio por nuestra cuenta. Siguiendo la trama cuidadosamente, podremos aclararlo nosotros mismos un momento antes de que el autor nos dé la solución al final de la obra. Esta solución, contrariamente a los finales de las novelas baratas, nos resulta perfectamente lógica; más aun, aparece en el preciso momento en que es esperada.

¿Podemos comparar al lector de semejante libro con los hombres de ciencia, quienes generación tras generación continúan buscando soluciones a los misterios del gran libro de la naturaleza? Sólo en parte y superficialmente. En realidad esta comparación no es válida y tendrá que abandonarse luego.

El gran misterio permanece aún sin explicación. Ni siquiera podemos estar seguros de que tenga una solución final. La lectura nos ha hecho progresar mucho; nos ha enseñado los rudimentos del lenguaje de la naturaleza; nos ha capacitado para interpretar muchas claves y ha sido una fuente de gozo y satisfacción en el avance a menudo doloroso de la ciencia. No obstante el gran número de volúmenes leídos e interpretados, tenemos conciencia de estar lejos de haber alcanzado una solución completa, si en realidad existe.

En cada etapa tratamos de encontrar una interpretación que tenga coherencia con las claves ya resueltas. Se han aceptado teorías que explicaron muchos hechos, pero no se ha desarrollado hasta el presente una solución general compatible con todas las claves conocidas. Muy a menudo una teoría que parecía perfecta resultó, más adelante, inadecuada a la luz de nuevos e inexplicables hechos. Cuanto más leemos, tanto más apreciamos la perfecta realización del libro, aun cuando la completa solución parece alejarse a medida que avanzamos hacia ella.

En casi todas las novelas policiales, desde la aparición de Conan Doyle, existe un momento en el cual el investigador ha reunido todos los datos que cree necesarios para resolver al menos una fase de su problema.

Estos datos parecen, a menudo, completamente extraños, incoherentes y sin relación alguna entre sí. Pero el gran detective se da cuenta, sin embargo, de que no necesita por el momento acumular más datos y de que llegará a su correlación con pensar, y sólo pensar, sobre la investigación que le preocupa.

Por lo tanto, se pone a tocar su violín o se recuesta en un sillón para gozar de una buena pipa: y repentinamente, "¡por Júpiter!", exclama: "¡ya está!". Es decir, que ahora ve claramente la relación entre los distintos hechos, antes incoherentes, y los ve vinculados además a otros que no conocía pero que deben de haberse producido necesariamente; tan seguro está nuestro investigador de su teoría del caso, que, cuando lo desee, saldrá a reunir los datos previstos, los cuales aparecerán como él los previó.

El hombre de ciencia, leyendo el libro de la naturaleza, si se nos permite repetir esta trillada frase, debe encontrar la solución él mismo, porque no puede, como lo hacen ciertos lectores impacientes, saltar hacia el final del libro. En nuestro caso, el lector es al mismo tiempo el investigador, que trata de explicar, por lo menos en parte, los numerosos hechos conocidos. Para tener tan sólo una solución parcial, el hombre de ciencia debe reunir los desordenados datos disponibles y hacerlos comprensibles y coherentes por medio del pensamiento creador. Nos proponemos, en las páginas siguientes, describir a grandes rasgos la labor de los físicos que corresponde a la meditación pura del investigador. Nos ocuparemos, principalmente, del papel de los pensamientos e ideas en la búsqueda aventurada del conocimiento del mundo físico.

2. La primera clave

Las tentativas de leer el grande y misterioso libro de la naturaleza son tan antiguas como el propio pensamiento humano. Sin embargo, hace sólo unos tres siglos que los hombres de ciencia han comenzado a entender su lenguaje. Su lectura ha progresado rápidamente desde entonces, es decir, desde Galileo y Newton; nuevas técnicas y métodos sistemáticos de investigación se han desarrollado; ciertas claves han sido resueltas, aun cuando muchas soluciones resultaron temporales y superficiales a la luz de investigaciones posteriores.

El problema del movimiento, uno de los más fundamentales, ha sido oscurecido durante miles de años por sus complicaciones naturales. Todos los movimientos que se observan en la naturaleza por ejemplo, la caída de una piedra en el aire, un barco surcando el mar, un carro avanzando por una calle son en realidad muy intrincados. Para entender estos fenómenos es prudente empezar con los ejemplos más simples y pasar gradualmente a los casos más complicados. Consideremos un cuerpo en reposo en un lugar sin movimiento alguno. Si deseamos cambiar la posición de dicho cuerpo, es necesario ejercer sobre él alguna acción, como empujarlo o levantarlo o dejar que otros cuerpos, tales como caballos o máquinas, actúen sobre él. Nuestro concepto intuitivo del movimiento lo vincula a los actos de empujar, levantar, arrastrar. Múltiples observaciones nos inclinan a pensar que, para que un cuerpo se mueva con mayor rapidez, debemos empujarlo con más fuerza.

Parece natural inferir que, cuanto mayor sea la acción ejercida sobre un cuerpo, tanto mayor será su velocidad. Un carro tirado por cuatro caballos marcha más de prisa que tirado por dos. La intuición nos enseña, pues, que la rapidez está esencialmente vinculada con la acción.

Para los lectores de la literatura policial es un hecho familiar el que un falso indicio oscurece la investigación y pospone la solución del problema. El método de razonar dictado por la intuición resultó erróneo y condujo a ideas falsas, sostenidas durante siglos, respecto al movimiento de los cuerpos. La gran autoridad de Aristóteles fue quizá la razón primordial que hizo perpetuar este error durante siglos. En efecto, en su Mecánica puede leerse: "El cuerpo en movimiento se detiene cuando la fuerza que lo empuja deja de actuar".

Una de las adquisiciones más importante en la historia del pensamiento humano, la que señala el verdadero punto inicial de la física, se debe a Galileo, al descubrir y usar el método de razonamiento científico. Este descubrimiento nos enseñó que no debemos creer, siempre, en las conclusiones intuitivas basadas sobre la observación inmediata, pues ellas conducen a menudo a equivocaciones.

Pero ¿donde esta el error de la intuición? ¿Es falso decir que un carruaje tirado por cuatro caballos debe correr más velozmente que conducido por sólo dos? Para responder a estas preguntas, vamos a examinar en seguida, más de cerca, los hechos fundamentales referentes al movimiento de los cuerpos, empezando con la simple experiencia diaria, familiar a la humanidad desde el principio de la civilización y adquirida en la dura lucha por la existencia: Supongamos que un hombre que conduce un carrito en una calle horizontal deje de repente de empujarlo. Sabemos que el carrito recorrerá cierto trayecto antes de parar. Nos preguntamos: ¿será posible aumentar este trayecto, y cómo? La experiencia diaria nos enseña que ello es posible y nos indica varias maneras de realizarlo: por ejemplo, engrasando el eje de las ruedas y haciendo más liso el camino. El carrito irá más lejos cuanto más fácilmente giren las ruedas y cuanto más pulido sea el camino.

Pero, ¿qué significa engrasar o aceitar los ejes de las ruedas y alisar el camino? Esto: significa que se ha disminuido las influencias externas.

Se han aminorado los efectos de lo que se llama roce o fricción, tanto en la» ruedas como en el camino. En realidad, esto constituye ya una interpretación teórica, hasta cierto punto, arbitraria, de lo observado. Un paso adelante más y habremos dado con la clave verdadera del problema.

Para ello imaginemos un camino perfectamente alisado y ruedas sin roce alguno. En tal caso no habría causa que se opusiera al movimiento y el carrito se movería eternamente.

A esta conclusión se ha llegado imaginando un experimento ideal que jamás podrá verificarse, ya que es imposible eliminar toda influencia externa. La experiencia idealizada dio la clave que constituyó la verdadera fundamentación de la mecánica del movimiento.

Comparando los dos métodos expuestos, se puede decir que: Intuitivamente, a mayor fuerza corresponde mayor velocidad; luego, la velocidad de un cuerpo nos indicará si sobre él obran o no fuerzas. Según la clave descubierta por Galileo, si un cuerpo no es empujado o arrastrado, en suma, si sobre él no actúan fuerzas exteriores, se mueve uniformemente, es decir, con velocidad constante y en línea recta. Por lo tanto, la velocidad de un cuerpo no es indicio de que sobre él obren o no fuerzas exteriores. La conclusión de Galileo, que es la correcta, la formuló, una generación después, Newton, con el nombre de principio de inercia. Es, generalmente, una de las primeras leyes de la física que aprendemos de memoria en los colegios, y muchos la recordarán. Dice así: "Un cuerpo en reposo, o en movimiento, se mantendrá en reposo, o en movimiento rectilíneo y uniforme,

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