Admiración ante la Naturaleza: Orígenes de la Filosofía de la Naturaleza

Algunos pensadores se plantearon que era posible dar una respuesta racional a las preguntas sobre la naturaleza. Pitágoras, matemático y filósofo presocrático, fue el primero en utilizar el término cosmos para referirse a la realidad natural en su conjunto. Heráclito explicó que el orden que rige en la naturaleza gobierna también al individuo y a la sociedad. Tales, Anaximandro o Anaxímenes concibieron la realidad como algo ordenado que surge de una sustancia originaria llamada arjé. Anaxímenes sostuvo que la sustancia originaria era el aire y propuso dos procesos por los que este elemento se transforma en el resto de sustancias.

Teleología y Mecanicismo

La respuesta teleológica, en el sentido de finalidad, concibe el orden natural como fruto de un proyecto diseñado previamente en el que cada elemento desempeña una función determinada para lograr un objetivo final preestablecido.

La respuesta mecanicista sostiene que la naturaleza es como una máquina, y los cambios y transformaciones que experimenta son fruto de la acción necesaria de unos mecanismos sobre otros.

Paradigmas Científicos

Un paradigma científico es el marco teórico general que los científicos utilizan como referencia en su trabajo de investigación.

Elementos de un Paradigma

• Cosmovisión: concepción general de la realidad.
• Conjunto de leyes y teorías muy generales sobre el ámbito de la realidad de la que se ocupa.
• Descripción general de los problemas que hay que resolver dentro del ámbito del paradigma.
• Enumeración y una descripción del instrumental que el científico puede emplear en sus investigaciones.

Cosmología Aristotélica

Física de Aristóteles

La física aristotélica concebía el cosmos con las siguientes características:

• Finito: Infinito es sinónimo de incompleto y todo lo que no está completo carece de un orden perfecto.
• Eterno: El cosmos no puede tener un origen temporal, provendría de la nada, esto para Aristóteles es imposible.
• Pleno: No existe el vacío. El vacío es el no-ser absoluto y el no-ser no es, el universo está lleno de materia.
• Geocéntrico y geoestático: En el centro del cosmos inmóvil, se encuentra la Tierra. Alrededor de ella giran todos los cuerpos celestes.
• Dotado de movimiento: Posee un orden dinámico en el que todo cambio es un proceso por el que se actualiza una potencialidad de aquello que cambia.
• Dividido en dos regiones: se divide en orbe sublunar y otro supralunar.

Universo Mecánico

Nicolás Copérnico propuso la sustitución del modelo geocéntrico por el heliocéntrico. Posteriormente, Galileo desarrolló argumentos para apoyar las tesis de Copérnico. Johannes Kepler mejoró la propuesta de Copérnico y completó el diseño del sistema solar. Isaac Newton elaboró una teoría física que sustituyó definitivamente a la física aristotélica.

Modelo Heliocéntrico

Aristarco de Samos elaboró un modelo de universo con el sol en el centro y la Tierra girando alrededor de él. Nicolás Copérnico publicó una obra que se convertirá en la propuesta definitiva de un modelo heliocéntrico del universo.

Características del Modelo Heliocéntrico

• El sol permanece estático y situado en el centro.
• Alrededor de él giran los planetas.
• La luna gira alrededor de la Tierra con un periodo de revolución de 28 días.
• Encerrando el universo vemos a las estrellas fijas.
• Las órbitas de los planetas son circulares.
• La Tierra tiene rotación alrededor de su eje, traslación alrededor del sol y oscilación de su inclinación respecto del plano de la eclíptica.

Objeciones al Modelo Heliocéntrico

• El movimiento de traslación de la Tierra alrededor del sol debería permitir apreciar diferencias de brillo y tamaño en las estrellas.
• La caída de los cuerpos hacia la Tierra, que se basaba en la doctrina aristotélica, no se puede explicar si esta sale de su posición central en el universo y gira alrededor del Sol.
• El desplazamiento de la Tierra de su posición central cambió la concepción general del mundo y del papel del ser humano, que a partir de este momento ya no gozará de la posición privilegiada que le asignaba el modelo geocéntrico.

Las Aportaciones de Kepler y Galileo

Kepler fue el responsable de acabar con el llamado hechizo de la circularidad que desde Aristóteles establecía que la forma geométrica perfecta era el círculo y por tanto que los cuerpos celestes, al ser perfectos, debían describir movimientos circulares.

La aportación de Galileo consistía básicamente en proporcionar un soporte físico a la astronomía copernicana.

Programa de Galileo

• Limitar el campo de investigación solo a aquellas preguntas cuyas respuestas eran comprobables por medio de la experiencia sensible.
• Tomar en consideración las propiedades que pueden ser tratadas matemáticamente.
• Diseñar y perfeccionar instrumentos útiles para mejorar las observaciones como el telescopio.
• Elaborar argumentos que pongan en evidencia los errores del modelo geocéntrico.

Física de Newton

Isaac Newton expuso las bases de la mecánica clásica.

Leyes Fundamentales de Newton

• Ley de la inercia.
• Ley de la fuerza.
• Ley de acción y reacción.

Estableció la ley de la gravitación universal, que gobernaba el movimiento de todos los cuerpos, estuvieran en el firmamento o sobre la superficie de la Tierra. Por primera vez se pudo hablar de verdad de un universo mecánico. Constituye el mejor ejemplo de paradigma científico; la fuerza gravitacional serviría para explicar fenómenos magnéticos.

Cosmovisión Contemporánea

Hubo un enorme avance de la física, propició la aparición de anomalías que provocaron una nueva crisis de la ciencia.

Crisis de la Mecánica Clásica

La mecánica clásica encontró limitaciones en varios ámbitos:

• En la termodinámica, se comprobó que nunca se puede transformar íntegramente una cantidad determinada de energía térmica en energía mecánica (principio de entropía).
• En el ámbito de la óptica, se realizaron experimentos que mostraban a la luz comportándose como una onda.
• En cuanto a la electricidad y el magnetismo, Maxwell desarrolló su teoría del campo electromagnético donde la fuerza actúa en una dirección distinta a la recta que une los dos cuerpos.

Teoría de la Relatividad

La teoría de la relatividad fue especialmente fructífera en lo referido a velocidades y magnitudes astronómicas. La mecánica cuántica se centró en el estudio de los fenómenos microscópicos.

Bases de la Teoría de la Relatividad

• Se basa en que el espacio y el tiempo son magnitudes relativas.
• La luz se propaga en el vacío a una velocidad constante.

En la segunda versión de la teoría de la relatividad, Einstein afirmó que el campo gravitatorio, aquel en el que se hacen notar las fuerzas de atracción por efecto de la masa de los cuerpos, se considera como una deformación del espacio que se vuelve curvo.