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Revoluciones cientificas S XX

Estapresentación está basada en el material didáctico del mismo nombre elaborado por el colectivo docente de la Multiversidad Mundo Real Edgar Morin.
by

Xavi Mir

on 25 September 2017

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Transcript of Revoluciones cientificas S XX

Revoluciones
científicas del S.XX

Newton
La representación mecanicista de la Naturaleza se convirtió así en la Filosofía Natural dominante en la cultura occidental desde mediados del siglo XVIII hasta bien entrada la segunda mitad del siglo XIX, momento en el que la visión electromagnética de la Naturaleza disputó la primacía que hasta entonces había disfrutado el mecanicismo en la Física.
Kant
Fue a través del enorme influjo que sobre la cultura occidental ejerció la obra de Immanuel Kant como el sistema newtoniano adquirió un status de verdad ontológica, cimiento de todo el edificio del Saber clásico. En la Crítica de la Razón Pura, Kant trató de establecer los fundamentos y los límites de la razón humana, a través de la realización de una síntesis superadora de las dos grandes corrientes del pensamiento occidental de la segunda mitad del siglo XVIII: el racionalismo de la Ilustración y el empirismo inglés.
Maxwell
Con la llegada de James Clerk Maxwell la situación cambió radicalmente. Inspirándose en los trabajos de Michael Faraday, estableció la teoría unificada de los fenómenos eléctricos y magnéticos, para lo cual postuló la existencia del éter, que ocupando todo el espacio, se constituye en el medio en el que se desarrollan los fenómenos electromagnéticos. Además, Maxwell afirmaba que la luz era un fenómeno electromagnético más, por lo que la óptica
debía ser considerada bajo la perspectiva de la electrodinámica y, por tanto, debía ser incluida en una teoría electromagnética que abarcará los fenómenos ópticos.
Hertz
Lorentz
Los trabajos de H. A. Lorentz que culminaron con la aparición de la teoría electrodinámica de los cuerpos en movimiento, en 1892, no hicieron sino acrecentar el prestigio y el número de seguidores de la representación electromagnética de
la Naturaleza en detrimento de la representación mecanicista
Darwin
Representación
determinista

Electro
Magnetismo

Durante la segunda mitad del siglo XVIII la física newtoniana
consiguió imponerse a lo largo y ancho del Viejo
Continente, una vez solventadas las polémicas que
enfrentaron a Newton con Descartes y Leibniz. La
influencia del sistema newtoniano rebasó los límites
estrictos de la Física, para convertirse en el fundamento
de la Filosofía de la Ilustración.
El gran éxito del sistema newtoniano a la hora de explicar los procesos físicos relacionados con el movimiento de los cuerpos y del sistema solar, sin obviar la importancia del método científico empleado en los Principia, explica el vigor de la Filosofía Natural propuesta por Newton, donde la Mecánica se constituye en la matriz en la que se funden los instrumentos necesarios para la explicación del "sistema del Mundo".
En la solución de las antinomias propuesta por Kant en la Crítica de la Razón Pura se condensa el marco conceptual de la nueva representación cosmológica que dominó la época clásica hasta la aparición de la Teoría General de la Relatividad en 1916. "El Mundo no tiene un principio en el tiempo ni límite extremo en el espacio". Kant sitúa la ley de la causalidad como ley fundamental de la Naturaleza, condición imprescindible de toda posibilidad de conocimiento: "Esta ley de la Naturaleza (...) es una ley del entendimiento en la que no está permitido, bajo ningún pretexto, apartarse o distraer ningún fenómeno, porque de otro modo se colocaría a este fenómeno fuera de toda experiencia posible..."
En El Origen de las especies Darwin recurre para presentar su teoría al método hipotéticodeductivo
empleado por Newton. A partir de ahí, desarrolla las tesis malthusianas para explicar la lucha por la supervivencia de las especies, en función de su crecimiento
geométrico frente al desarrollo aritmético de las fuentes alimentarias. Una vez establecido el principio de la lucha por la existencia, Darwin plantea el mecanismo de la selección natural sobre la base de la adaptabilidad al medio, por la cual los organismos que incorporan mejoras heredables muestran mayores posibilidades para sobrevivir y reproducirse que los que no las incorporan o desarrollan variaciones heredables desfavorables. Paralelamente a la selección natural y complementaria a ésta se desarrolla la selección sexual por mediación del macho y/o de la hembra.
En El Origen de las especies Darwin presenta de forma íntimamente asociada la evolución y la selección natural, eliminando cualquier referencia a la generación espontánea, de esta forma presentaba su teoría como un todo coherente, que respondía plenamente a las exigencias de una ley natural de carácter universal, acorde con los presupuestos
epistemológicos de raíz newtoniana.
La construcción de una teoría sobre la naturaleza de la luz creó innumerables problemas de carácter teórico para la física del siglo XIX. A la altura de 1850 dos teorías contradictorias, la corpuscular y la ondulatoria, aparentemente incompatibles entre sí, pugnaban por explicar la naturaleza de la luz. Las dificultades se acrecentaban de manera notable a la hora de encontrar una manera satisfactoria de explicar los fenómenos eléctricos y magnéticos, provocando una importante división entre los partidarios de una y otra teoría que terminó por desembocar en la construcción de una electrodinámica.
Lo que en Newton eran meros postulados en Kant adquirió el rango de absoluto.
La extraordinaria influencia que tuvo la filosofía kantiana durante la primera mitad del siglo
XIX contribuyó decisivamente a que físicos y matemáticos tomaran las leyes de la Física
clásica por absolutamente necesarias.
El concepto de Naturaleza defendido por Kant se
constituyó así en la concepción dominante de la cultura occidental hasta la aparición de la
Teoría de la Relatividad y la Mecánica Cuántica durante el primer tercio del presente siglo,
instalándose en el centro de la episteme occidental hasta nuestros días.
A comienzos del siglo XIX el imperio de la Razón
brillaba en todo su esplendor y, dentro del mismo, la
representación determinista ocupaba una posición
privilegiada. La aparición de la teoría evolucionista de
Darwin, con la publicación de El origen de las especies en
1859, fue interpretada como la culminación de dicha
representación, tal como afirmó el gran físico vienés
Ludwig Boltzmann en su conferencia ante la Academia
Imperial de la Ciencia, el 29 de mayo de 1886: "Si ustedes
me preguntan por mi convicción más íntima, sobre si
nuestra época se conocerá como el siglo del acero, o
siglo de la electricidad o del vapor, les contestaré sin
dudar que será llamado el siglo de la visión mecanicista
de la naturaleza, el siglo de Darwin".
Maxwell en su fundamental obra Treatise on Electricity
and Magnetism, publicada en 1873, aunque no tenía muy
claro cómo interpretar las ecuaciones de campo por él
formuladas, independizó las mismas de toda analogía
mecánica, proponiendo una teoría de campos. Aunque ello no supuso una ruptura de Maxwell con la teoría
newtoniana, en tanto que trató de demostrar que su teoría era consistente con la existencia de un mecanismo
newtoniano en el campo, al fin y al cabo los resultados por él alcanzados cuestionaban radicalmente la posibilidad de una explicación mecánica del campo.
A raíz de la aparición de la teoría electromagnética de Maxwell, se fue abriendo camino una nueva representación de la Naturaleza:
la representación electromagnética, especialmente desde la aparición de los trabajos de Hertz en 1887-88, en los que exponía sus experimentos, que demostraban la existencia de la radiación electromagnética.
La crisis de la representación determinista
Ahora bien, conforme la teoría electromagnética se iba imponiendo en los círculos científicos del último tercio del siglo XIX, surgieron voces que reclamaban una revisión crítica de los fundamentos de la Física clásica orientada a eliminar los elementos metafísicos que habían contaminado la Física teórica desviándola, a su juicio, de su verdadero carácter de ciencia empírica. Dos fueron las corrientes que sobresalieron en este período: el sensacionismo de Ernst Mach, cuyas posiciones se acercan bastante a una fenomenología de la ciencia, sobre todo en sus escritos histórico-críticos sobre Física, y el energetismo, cuyo máximo exponente fue el químico William Ostwald.
Ambas corrientes se enfrentaron con empeño a la representación mecanicista de la
Naturaleza, y en particular a las hipótesis atomísticas. Los fenomenistas rechazaban toda
hipótesis que no se fundamentara directamente en la experiencia, eran, por tanto,
defensores de un positivismo extremo, de ahí la influencia que ejerció Ernst Mach en los
fundadores del Círculo de Viena y del neopositivismo. El energetismo trataba de construir una concepción metateórica que liberara a la ciencia de su dependencia respecto de la Física, mediante el desarrollo de una ciencia superior, la energética, que unificara en ella el
resto de las ciencias. La justificación de dicha pretensión la encontraban en el enorme
desarrollo y éxitos que el tratamiento de la energía había deparado durante la segunda mitad
del siglo XIX en la Física y en la Química.
De hecho, Mach lo que pretendía era refundar la mecánica newtoniana sobre la base de
unos nuevos presupuestos descriptivo-analíticos desposeídos de todo vestigio de carácter
metafísico. Lo que Mach persigue es eliminar todo rastro de razonamiento deductivo de
carácter metafísico-filosófico de la mecánica newtoniana, no su verdad de hecho, ni
siquiera pretendía acabar con sus presupuestos epistemológicos intrínsecos. En cualquier
caso, desde la crítica machiana no era posible destruir, ni Mach pensaba en ello, la episteme
clásica. Tuvo que desarrollarse la revolución relativista y cuántica para que de la crisis se
pasara a la revolución de los fundamentos, esto es, a la destrucción de los presupuestos
epistemológicos básicos que habían configurado la episteme clásica, razón de ser de las
formas del Pensar que han dominado la cultura occidental desde hace tres siglos.
Teoría de
la Relatividad

La aparición de la Teoría Especial de la Relatividad provocó la ruptura de la estructura armónica y totalizadora de la cosmovisión procedente de la física clásica, según la cual las leyes de la Mecánica daban razón de la totalidad del Universo, constituyéndose en Leyes Naturales de carácter universal. La desaparición de un sistema de referencia privilegiado, constituido sobre la base de la existencia de un espacio y tiempo absolutos, eliminaba la posibilidad de establecer, bajo las premisas de la antigua física clásica, una teoría física que
unificase, mediante el establecimiento de unas Leyes Generales, el funcionamiento de la
Naturaleza, situación que se agravaría con el desarrollo de la Mecánica Cuántica durante el primer tercio del siglo XX, y que en la actualidad todavía no ha podido ser resuelta a pesar de los esfuerzos teóricos desarrollados con el fin de dar con una teoría unificada, en la que
se ensamblen los resultados alcanzados por la Relatividad y la teoría cuántica.
En la Teoría de la Relatividad General, completada por Einstein en 1916, se plantea una nueva ley general
de la gravitación acorde con la física relativista, que elimina la acción instantánea a distancia de la teoría de
la gravedad de Newton. En el campo gravitatorio relativista relojes sincronizados marchan a distinta velocidad según su posición en el mismo.
Tales resultados llevaron a la conclusión a Einstein de "que los teoremas de la geometría euclideano pueden
cumplirse exactamente sobre el disco rotatorio ni, en general, en un campo gravitacional...
También el concepto de línea recta pierde con ello su significado"

La Teoría de la Relatividad General planteaba una nueva configuración del Universo, a partir de la nueva geometría del continuo espaciotemporal de carácter no euclideo. El
Universo infinito y estático característico de la cosmología clásica se ve obligado a ceder el paso a una nueva representación: el Universo finito y dinámico de la Relatividad General.
Si bien la teoría de la Relatividad eliminó algunos de los presupuestos epistemológicos básicos de la física clásica, como el espacio y el tiempo absolutos, sobre los que se asentaba la representación moderna del Universo, no puso en cuestión la representación determinista de la Naturaleza característica de la época Moderna. Dicha representación se asentaba en la validez universal del principio de causalidad clásico, cuyas premisas no quedaban afectadas por la revolución relativista. Lo que salvaguardaba la vigencia del criterio de realidad dominante en la física moderna, mediante el cual era posible aprehender la naturaleza de los procesos físicos sin interferencias del observador, postulado básico de la teoría del conocimiento desarrollada en la época Moderna.
Mecánica cuántica
El inicio de esta fractura epistemológica se sitúa en la introducción del cuanto de acción y de energía por Max Planck en 1900, resultado de su investigación sobre el problema de la radiación del cuerpo negro.


La interpretación probabilista de la mecánica cuántica realizada por Max Born, completada por la teoría de la transformación de Dirac y Jordan, constituyó un avance sustancial en la comprensión del significado de la nueva mecánica cuántica, al establecer el carácter físico de la probabilidad cuántica, hecho que constituía una profunda fractura con los fundamentos epistemológicos de la física clásica, por cuanto establece que tanto la localización espacial del electrón como los estados estacionarios del átomo sólo pueden ser determinados probabilísticamente.
Planck
Born
La aparición en 1927 del artículo de Heisenberg en el que introducía las relaciones de incertidumbre como un principio físico fundamental, al postular que no es posible conocer simultáneamente la posición y el impulso de una partícula, no hizo sino profundizar dicha fractura epistemológica, al romper radicalmente con la antigua pretensión de la Física Moderna de alcanzar, mediante el conocimiento completo de todos los fenómenos físicos
del Universo en un instante dado, la determinación absoluta hacia el pasado y hacia el futuro del Universo, en función de la validez universal del principio de causalidad estricto, origen y fundamento de la representación determinista de la Modernidad.
Heisenberg
Para poder apreciar el papel que desempeñó el
principio de incertidumbre en la renuncia del principio
de causalidad estricto, conviene recordar que en la
mecánica clásica son justamente los valores iniciales y
los ritmos iniciales de cambio de todas las variables
mecánicas -que definen el estado de un sistema dado- los que determinan los movimientos futuros del sistema en cuestión. Sin embargo, de acuerdo con el principio de incertidumbre, existe una limitación fundamental, derivada de las mismas leyes de la naturaleza en el nivel cuántico, consecuencia de la existencia del cuanto de acción, que hace imposible la predicción determinista del comportamiento de los procesos físicos cuánticos, debido a su
naturaleza esencialmente probabilística.
El principio de incertidumbre se constituye en un principio físico fundamental que rige para el conjunto de los fenómenos, y que no es posible soslayar en los niveles de
magnitudes en los que el cuanto de acción no es despreciable. El principio de incertidumbre
se extiende, como principio físico fundamental, al conjunto de las relaciones físicas de las
magnitudes cuánticas, y no sólo a las relaciones de incertidumbre de posición e impulso.
Las consecuencias epistemológicas de las relaciones de incertidumbre alcanzaban de lleno al centro mismo de lo que había sido la Física desde los tiempos de Newton; es decir, cuestionan la capacidad de la Física para establecer leyes de la Naturaleza que determinen con absoluta precisión su funcionamiento como si de un mecanismo de relojería se tratará.
Einstein, en una carta dirigida a Max Born en 1926, explicitaba su repugnancia a las consecuencias de la mecánica cuántica: "la mecánica cuántica es algo muy serio. Pero una voz interior me dice que de todos modos no es ese el camino. La teoría dice mucho, pero en
realidad no nos acerca gran cosa al secreto del Viejo. En todo caso estoy convencido de que El no juega a los dados."
El viejo
De Broglie
Mientras que en la física clásica era posible describir el curso de los sucesos naturales como una evolución conforme a la causalidad, dentro del marco del espacio y del tiempo (o espacio-tiempo relativista), presentando así modelos claros y precisos a la imaginación del físico; en cambio, en la actualidad la física cuántico impide cualquier representación de este tipo y, en rigor, la hace completamente imposible. Sólo permite teorías basadas en fórmulas puramente abstractas, desvirtuando la idea de una evolución causal de los fenómenos atómicos y corpusculares; únicamente suministra leyes de probabilidad considerando que estas leyes de probabilidad son de carácter primario y constituyen la esencia de la realidad cognoscible; y no permiten que sean explicadas como consecuencia de una evolución causal que se produjera a un nivel aún más profundo del mundo físico
pensar desde la complejidad
La revolución científica del siglo XX ha
dado lugar a una nueva representación del
Universo y de la Naturaleza. Del Universo
infinito y estático característico de la
época moderna, surgido de la revolución
newtoniana, se ha pasado al universo
dinámico y en expansión de las revoluciones relativista y cuántica. De la Naturaleza regida por leyes deterministas,
derivadas del carácter universal de la Ley natural de la causalidad se ha pasado a una concepción de la Naturaleza articulada sobre la base de los procesos complejos, en los que el carácter probabilístico de los fenómenos cuánticos afecta no sólo al ámbito de la física
del microcosmos y del macrocosmos sino también a los propios procesos biológicos, como
consecuencia de la trascendencia de los procesos bioquímicos en los organismos vivos.
La representación determinista característica de la racionalidad de la civilización occidental
en la época moderna, que se articulaba en tres grandes postulados, espacio y tiempo
absolutos y principio de causalidad estricto, tiene que ser reemplazada por una nueva
racionalidad. Una nueva racionalidad que desde el paradigma de la complejidad sea capaz
de integrar de forma coherente y consistente azar y necesidad.
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