Como acercarse a la física

5/8/2018 Como acercarse a la fsica

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Comoacerc rse

fa [ isicaJuan M anuel Lozano

[2!IllMUSANORIEGA EDITORE5


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FISICA Y OTRAS COSAS

La preguntaGcomo acercarse ala ffsica? s610 tiene una respuesta valida: icon ganas !

Para acercarse a la ffsica, y no solo para acercarse sinotambien para meterle mano, se requiere tener ganas de sabery ganas de. entender el mundo. Y para en tender el mundo ha-cen falta ganas de trabajar, capacidad de asornbro, un pocode inteligencia, mucha curiosidad y mucha fantasia.

La ffsica es una actividad creativa fascinantev estre-chamente ligada a las matematicas, a la filosoffa y a la his-toria. EI desarrollo de la ffsica es el resultado de un eafuerzoprolongado que, a traves de muchos siglos, han realizadomu-chos hombres y mujeres de divers as partes del mundo, siem-pre con el proposito de conocer mas y entender mejor losfenomenos naturales, Pero como el conocimiento y el en-tendimiento de la naturaleza nos da capacidad para transfor-marla, la ciencia debe ser inseparable de los valores humanos;

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s610 as! el empleo de los conocimientos cientfficos redundaen beneficia de la humanidad.

La flsica no es un producto terminado, esta siempre enproceso de construccion. La historia de la ffsica nos ensefiaque ese proceso no es el de un crecimiento continuo sino elde una btisqueda, diffcil pero apasionada que no siempre ter-mina en un hallazgo. La historia de la ffsica:::historia de fra-casos y dieexitos, La ffsica en verdad, como aventura del pen-samiento, ensefia a los ffsicos a ser humildes; todo fisico sabeque sabe muy poco; todo ffsico reconoce que es poco 10'queentiende. La ffsica es siempre una invitacirin a saber mas y aentender mejor. El ffsieo no es un sabio, es mas bien un ig-norante, por eso investiga; no sabe, pero quiere saber; no en-tiende, pero quiere entender. Y para saber y entender inte-rroga a la naturaleza ypone en juego su ingenio y su fantasfa;pero no se trata de inventar a tontas y a Iocas. La ffsica estaentre la realidad y la fantasia. La ffsica se plantea problemasrealcs acerca de la naturaleza, problemas muy basicos, pero1a imaginacion de ]08 fisicos es muy libre y puede volar muyalto. Sin embargo, las explicaciones que se buscan son ex-plicaciones naturales, no explicaciones mfticas, magicas 0caprichosas.

La ffsica es, mas que nada, una manera de ver el univer-so. Para 1a ffsica el universe es natural, 10's sucesos del uni-verso son naturales, los acontecimientos se desarrollan deacuerdo con ciertas relaciones entre los constituyentes deluni verso, y estas relaciones son naturales. La ffsica no acep-ta teorias incoherentes 0vagas 0que recurran a explicacionesno naturales; de igual modo" tampoco acepta teorfas que nosea posible confrontar con un experimento. Por ejemplo, sialguien afirma que los planetas se mueven en sus 6rbitas6


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porque unos demonios los empujan, su afirrnacion no es detipo cientifico y entonces, aunque no haya algun ex perimen-to que rechace esa afirmacion, 1a fisica no la acepta porqueno es confrontable con un experimento.

Lo primero que podemos observar en la naturaleza es lacoexistencia de las casas y que estas cambian continuamente ..En efecto, observamos que estamos parados en el piso: hayparedes, ventanas, arboles, cerros, ]UZ, papel, lapices y milesde cosas mas, perc tambien notamos que las ventanas seabren, los arboles se mueven con e1viento, los cerros reverde-cen, el lapiz hace aparecer letras en e1 pape1. Todo esto sig-nifica que nuestra primera percepci6n del mundo es la ex is-tencia de 1a materia y queesta se manifiesta en cl espacio yen el tiernpo.

Observamos que la materia sufre un numero il imitado decarnbios: pero 10 irnportante, curiosa y sorprendente es queen un universe de carnbios existan regularidades, exista unorden profundo que nos dice que hay cosas que no cambiany que aun en las casas que cambian existen leyes del cambio yque estas [eyes no cambian, Pero aquf viene 10 bueno, 1 0 masasornbroso y maravilloso: sornos capaces de descubrir lasregul aridades, e! orden y las leyes de 1a natural eza.

La ffsica ha conseguido definir conceptos utiles, encon-trar leyes, establecer principios, formular teor ias, predecirfen6menos; y todlo esto sin recurrir a mitos ni caprichos, s610fundandose en la observaci6n, la experiencia, 1a experi-mentaci6n y e1 razonamiento. Las leyes naturales se puedenencontrar 5 1 se buscan can tenacidad, habi lidad, intel igenci ae imaginaci6n.

Las leyes de 1a naturaleza no las podernos rnodificar, perosf las podemos usaf. La ffsica es un conocimiento comunica-

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ble que se investiga, se ensefia, se aprende, se desarrolla, seaplica.La ffsica, parte esencial de la cultura y de la civilizacion,

en tanto conocirniento y cornprension de la naturaleza, es unsatisfactor intelectual de primer orden; entender a Ia natu-raleza, aunque sea s610 en parte, proporciona un enorme pla-cer. Esto hace que muchas personas en el mundo se dediquena ella por puro y simple gusto. Junto con otras disciplinascomo la filosoffa, Lahistoria y las artes, la ffsica cnriquece e!espiritu humane, y 1avision del mundo que proporciona for-ma partemedular de la cultura humana. Ademas, la ftsica esmuy importante para otras ciencias, para las tecnicas, las artesy los deportes.

La ffsica no es Ia iinica ciencia; las otras ciencias tambienson muy interesantes, importantes y bellas, pero la fisica, lamas basica y general dle todas, es 1 8 1 mas simple y 1amas fa-cil de aprender; esto no significa que sea facil de crear, perosi se explican bien sus conceptos, la ffsica se deja cornpren-der, se deja entender y amar, Fundamental, general, simple yrelativamcntc facil de aprender, Ia ffsica tiene una profundarepercusion en el desarrollo de la astronomfa, Iaqufrnica, Laciencia de los materiales, las ciencias de Latierra y las cien-cias biologicas, etcetera.

La astronornf a es mas viej a que la ffsica, aunque no todoslos astr6nomos son mas viejos que los fisicos. Se puede afir-mar que la astronornfa es una madre de la fisica porque fueel estudio de las regularidades del movimiento de las estre-Bas y la aparentc falta de regularidad del movimiento de losplanetas, 10 que dio origen ala ffsica; perc tambien puede de-cirse que el estudio de los fenomenos terrestres dio lugar alaffsica, Todo esto es verdad, pero gracias al desarrollo de la ffsi-S


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ca se han encontrado rnaneras de estudiar+osplanetas, las es-trellas y las galaxias, que han permitido un espectacularavance astronomico. En la actualidad casi todos los astro-nomos del mundo son ffsicos.

La qufmica y la ffsica sicmpre han tenido relaciones inti-mas; y como resu1tado de esas relaciones nacio el estudio cien-tffico del atomo y de las moleculas.Y de aquf salio, a] menosen parte, 1a ffsica cuantica que es, en principio, la base teori-ca de la qufrnica; es "en principio" una base, porque los feno-menos qufrnicos son tan cornplicados que su estudio y apli-cacion requieren metodos, de procedimientos e ideas propias ..

Otra hija de la qufrnica y la ffsica es una disciplina nue-va, aunque de tema muy viejo: es 1aciencia de los materiales,que estudia, entre otras casas, 1amateria en tanto esiitil paraalcanzar una finalidad particular. El campo de la ciencia delos materiales, de arnplitud iliruitada, abarca desde los su-perconductores hasta los medicamentos, de los semiconduc-tares a ]08 combustibles. Y en todo esto la ftsica est a pre-serite.

Las ciencias de la tierra son antiqufsimas, perc e1enfoquemoderno acerca de los problemas de sisrnologfa, vulcanis-mo, oceanologfa, meteorologia, teorfa del clirna, etc., estamuy fuertemente ligado a 1a ffsica. Las ciencias de la tierrason complejas y diffciles: aunque parezca raro, entendemosmejor el cornportamiento de una lej ana estrellaque el de nues-tro propio planeta y, sin embargo, 10 que hernos logrado en-tender de el esta basado en la ffsica. Muchos ffsicos trabajanen ciencias de la tierra, cuyo campo de trabajo es muy in-teres ante, importante y en continua expansion, tal como 10'muestra una rama muy nueva Hamada geoffsica exterior, queestudia la relacion entre el Sol y la Tierra y temas afmes.

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La mecanica, la hidrodinamica, la optica, la termodi-namica, el electrornagnetismo y la ffsica atomica y molecu-lar y otras partes de la ffsica estan muy relacionadas con lasciencias biologicas. La circulacion de la sangre, la trans-misi6n nerviosa, la fotosfntesis, el c6digo genetico y miles ymiles de fenomenos biologicosmas necesitan ala ftsica parapoder ser entendidos, Aquf cabe un dato interesante: en 1962el premio Nobel de fisiologia y medicina fue otorgado aF., Crick, M. Wilkins y J. Watson por sus trabajos sobre la es-tructura del acido desoxirribonucleico y el mecanisme delcodigo genetico; estos trabajos son unos de los mas impor-tantes que se han hecho en biologfa durante este siglo. Puesbien, el norteamericano Watson era bi6logo pero los britani-cos Crick y Wilkins, ftsicos.

Ademas, todas las ciencias requieren in trumentos y es-tos tienen su origen en el desarrollo de la ffsica 0 en el de lastecnicas, cuya rafz esta en [a ffsica.En 1a arquitectura. y en las artes visuales, el rnanejo deespacios, materiales, texturas y colores esta fuertemente pe-netrado de fisica.

La miisica es un arte rnatematico y ffsico. E1 estudio delas vibraciones de una cuerda, 0' de una. col urnna de aire, estema de la ffsica; cuando a un timbal le vibra el cuero; Ia fisi-Cat dice como, La construccion de instrumentos musicales, elestudio de las resonancias, el tone, el ti mbre y hasta 1a escal amusical, tienen muchfsimo de ffsica.

La ffsica tambien esta presente en los deport" s y en losjuegos. E] movimiento del trornpo plantea problemas intere-santfsimos; asimismo el estudio de los efecros 0 "chanfles",tan importante para muchos deportes, es lema de la ff ica.Incluso el entreriamiento adecuado de los deportistas, que rc-1,0


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quiere conocimientos de .matornia y fisiologfa, tiene que re--currir a la fisica para sacar el mayor provecho de las cuali-dades de los atletas.

La ffsica tambien tiene que ver can prob lernas econ6mi-cos, sociales y polf t icosv Veamos unos cuantos ejemplos.Supongamos que una persona se sornete a una operacionquinirgica para extirparle el apendice. ,~Quienes intervienenen la operacion de manera directa 0 indirecta? Desde luego,adernas del enferrno, esta el cirujano, claro, pero tambien elanestesista, un ayudante y quiza un par de enferrneras; aho-fa bien, el fabricante del bisturf algo tuvo que ver en el asun-to y tambien el ingeniero que construy6 el hospital y los a1-baiiiles, plomeros y electricistas; tarnpoco podemos olvidara los que construyeron la planta, hidroelectr ica 0 terrnoelec-trica, 0de otro tipo que genera la electricidad requerida paraprender la luz. En fin, en la susodicha operacion de apendiceintervienen cientos de miles de personas en forma indirectay la f f sica tuvo que estar en la cabeza de muchos de ellos,quiza de todos, para que la operacion fuera un exito, Peroaquf no terrnina el cuento porque hay que pagar 1acuenta, yen la elaboracion de los bi lletes, monedas y cheques, asfcomo en la pluma con que se firma, esta la fisica. Y tarnbienesta en el coche en que se traslada a su casa, en el telefono,en el radio y en Ia television. Asf, con este cuentito, vemosque 1a ffsica se mete por todos lados, hasta en 1a sopa.La ffsica esta vinculada con tcdos losmecanismos y pro-blemas de las comunicaciones y los energeticos; puede con-tribuir a solucionar problemas de contarninacion. La fisicadebe tenerse presente cuando se tomen decisiones de politi-ca de desarrollo; incide en 1a agricultura y en los recursoshidraulicos. En fin, en todas las acti vidades humanas, tanto

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intelectuales como mareriales, 1a ffsica esta presente, perohay tres que destacan por la naturaleza eimportancia de larelacion: la historia, 1a filosoffa y las matematicas.Al habiar de historia y ffsica conviene distinguir dos as-pectos, Por una parte esta la historia de la ffsica: suzigzagueante desarrollo; la aparicion de concepros, el des-cubrirniento de leyes, la realizacion de experirnentos, la ela-boraci6n de teorfas, los fracases, los exitos, la influencia delas ideologfas, las inquietudes y los intereses de las 50-ciedades en las que la ffsica se ha desarrollado. Este es untema fascinante y ayudamucho, annque no es indispensablepara comprender la ffsica, Un ffsico aprecia mejor su disci-plina si conoce su nistoria ..Pero, por otra parte, destaca la in-fluencia de la ffsica, y de la ciencia en general, en el desa-ITo11osocial, en las Iimitaciones y logros del hombre, perosobre todo en sus cambiantes concepciones del mundo y desf mismo. En orras palabras, la sociedad hace la ciencia perola ciencia y su ernpleo responsable irresponsable modifi-

/ ~can ala sociedad. Este es, asimismo, un tema historico fasci-nante pero, adernas, es una faceta indispensable para com-prender la historia len general.

Todos los ffsicos del mundo tienen, aunque algunos 10nieguen, ideas filosoficas. La malo es que muchas veces sonideas ingenuas y poco reflexionadas: lo peor es que algunosdicen que esas ideas las obtuvieron de la ciencia; to pesimoes que tambien existen los que desprecian la filosoffa. Aquiel problema no es afirmar 0 negar si la filosoffa e s necesariapara la ffsica, No, el hecho es que la filosoffa estametida enla actividad misma de los ffsicos ..Todos los ffsicos tienenvalores en su trabajo cientifico, y estudiar estes compete ala filosofta; todos los ffsicos aceptan ciertas explicaciones1 2


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.corno cientfficos pero 1a reflexi6n acerca de que es una ex-plicacion cientffica, es una reflexi6n filosdfica. Lo azarosoy 10 casual, 10 indistinguib1e y 10 identico, Ia estructura delas teorfas, los procedirnientos y los resultados, 10 subjetivoy 10 objetivo, 10 deterministico y 10 estadfstico, son temasque la ffsica presenta a la filosoffa,

La filosoffa de la ffsica cs, aS1, una parte medular de lafilosoffa. La fisica propene, en parte, una vision del mundoy la filosoffa reflexiona sabre dicha vision. La ffsica propone,en parte, una concepci6n del hombre y la filosoffa ha de re-flexionar sobre esa concepcion.La ffsica y 1afilosoffa, igual que la ffsica y 1ahistoria, nodeben ni pueden estar separadas.

Y ahora, l,que decir de lasmatematicas y 1a ffsica? Estees un asunto de tal modo importante y extenso que convienetratarlo por separado. Lo haremos al final de este librito.

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