Física

Trabajo Final DHTIC

22/11/2011BUAPAngel Sierra Martínez

Física.

Introducción.

Este ensayo intenta resaltar la importancia y de conocer la física así como su impacto en otras áreas del conocimiento, también conlleva un impacto social, que, a lo largo de la historia veremos que no ha sido fácil desarrollar física desde el punto de vista social.

La física es una de las más antiguas disciplinas académicas, tal vez la más antigua a través de la inclusión de la astronomía. En los últimos dos milenios, la física había sido considerada sinónimo de la filosofía, la química, y ciertas ramas de la matemática y la biología, pero durante la Revolución Científica en el siglo XVII surgió para convertirse en una ciencia moderna, única por derecho propio. Sin embargo, en algunas esferas como la física matemática y la química cuántica, los límites de la física siguen siendo difíciles de distinguir. La física es significativa e influyente, no sólo debido a que los avances en la comprensión a menudo se han traducido en nuevas tecnologías, sino también a que las nuevas ideas en la física resuenan con las demás ciencias, las matemáticas y la filosofía.

Breve historia.

El hombre prehistórico, conviniendo en que deja de serlo con el uso de la escritura, practicó el conocimiento instintivo de la Naturaleza. En su acción prevalece el sentido común y la supervivencia. Se vio obligado a actuar en un entorno a veces sobreabundante, a veces precario y siempre hostil. Un hecho destacable por su trascendencia práctica y, muy posteriormente, teórica, fue el dominio del fuego, descubrimiento práctico de lo que se tardaría miles de años en redescubrir científicamente: la transformación de energía mecánica en energía calorífica.

El fuego, aplicado al tratamiento de alimentos y metales, fue un principio de integración social. En torno al fuego se agruparon grupúsculos humanos: estos entes sociales se preocuparon de trabajar la piedra y los metales y a utilizar el fuego de la misma manera que hoy se considera prioritario enseñar a leer y a escribir.

Al paso de los años vemos que, por ejemplo, en la cultura egipcia como en la babilónica, no hay definitivamente elaboración de teorías científicas: en el mejor de los casos, se produce un empirismo sobre fenómenos muy concretos de la vida cotidiana. No hubo propósito de comunicación de las observaciones ni de los procesos: los saberes se mantuvieron ocultos (saberes “herméticos”), reservados sólo para una selecta minoría.

Los pensadores griegos, tendentes a hacer exposiciones racionales de los hechos, abandonaron en lo posible las creencias en sus argumentos; sin caer en la “impiedad”,

pretendieron alejar a los dioses de los fenómenos naturales, encerrándolos en su magna sede del Olimpo, y sólo requeridos para explicaciones especialmente dificultosas. A los griegos se les atribuye la invención de la Filosofía natural, denominación posterior particularmente arraigada en la Inglaterra del siglo XVII, y que respecto a sus contenidos se solapa con los de la Física, produciéndose una confusión nada trivial a la hora de distinguir entre físico y filósofo de la Naturaleza.

Muchos filósofos se encuentran en el desarrollo primigenio de la física, como Aristóteles, Tales de Mileto o Demócrito, por ser los primeros en tratar de buscar algún tipo de explicación a los fenómenos que les rodeaban. A pesar de que las teorías descriptivas del universo que dejaron estos pensadores eran erradas, estas tuvieron validez por mucho tiempo, casi dos mil años, en parte por la aceptación de la Iglesia Católica de varios de sus preceptos, como la teoría geocéntrica o las tesis de Aristóteles.

Esta etapa, denominada oscurantismo en la ciencia, termina cuando Nicolás Copérnico, considerado padre de la astronomía moderna, en 1543 recibe la primera copia de su De Revolutionibus Orbium Coelestium. A pesar de que Copérnico fue el primero en formular teorías plausibles, es otro personaje al cual se le considera el padre de la física como la conocemos ahora. Un catedrático de matemáticas de la Universidad de Pisa a finales del siglo XVI cambiaría la historia de la ciencia, empleando por primera vez experimentos para comprobar sus aseveraciones: Galileo Galilei. Mediante el uso del telescopio para observar el firmamento y sus trabajos en planos inclinados, Galileo empleó por primera vez el método científico y llegó a conclusiones capaces de ser verificadas. A sus trabajos se les unieron grandes contribuciones por parte de otros científicos como Johannes Kepler, Blaise Pascal y Christian Huygens. Posteriormente, en el siglo XVII, un científico inglés reúne las ideas de Galileo y Kepler en un solo trabajo, unifica las ideas del movimiento celeste y las de los movimientos en la Tierra en lo que él llamó gravedad. En 1687, Isaac Newton, en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, formuló los tres principios del movimiento y una cuarta Ley de la gravitación universal, que transformaron por completo el mundo físico; todos los fenómenos podían ser vistos de una manera mecánica.

El trabajo de Newton en este campo perdura hasta la actualidad; todos los fenómenos macroscópicos pueden ser descritos de acuerdo a sus tres leyes. Por eso durante el resto de ese siglo y el posterior siglo XVIII todas las investigaciones se basaron en sus ideas. De ahí que se desarrollaron otras disciplinas, como la termodinámica, la óptica, la mecánica de fluidos y la mecánica estadística. Los conocidos trabajos de Daniel Bernoulli, Robert Boyle y Robert Hooke, entre otros, pertenecen a esta época.

En el siglo XIX se producen avances fundamentales en la electricidad y el magnetismo, principalmente de la mano de Charles-Augustin de Coulomb, Luigi Galvani, Michael Faraday y Georg Simon Ohm, que culminaron en el trabajo de James Clerk Maxwell de 1855, que logró la unificación de ambas ramas en el llamado electromagnetismo. Además, se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad y el descubrimiento del electrón por parte de Joseph John Thomson en 1897.

Durante el Siglo XX, la física se desarrolló plenamente. En 1904 se propuso el primer modelo del átomo (Hantaro Nagaoka), confirmado por Ernest Rutherford en 1911. En 1905, Einstein formuló la Teoría de la Relatividad especial, la cual coincide con las Leyes de Newton cuando los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz. En 1915 extendió la Teoría de la Relatividad especial, formulando la Teoría de la Relatividad general, la cual sustituye a la Ley de gravitación de Newton y la comprende en los casos de masas pequeñas. Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr y otros, desarrollaron la Teoría cuántica, a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En 1911, Ernest Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente, a partir de experiencias de dispersión de partículas. En 1925 Werner Heisenberg, y en 1926 Erwin Schrödinger y Paul Adrien Maurice Dirac, formularon la mecánica cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la materia condensada.

Posteriormente se formuló la Teoría cuántica de campos, para extender la mecánica cuántica de acuerdo con la Teoría de la Relatividad especial, alcanzando su forma moderna a finales de los 40, gracias al trabajo de Richard Feynman, Julian Schwinger, Tomonaga y Freeman Dyson, que formularon la teoría de la electrodinámica cuántica. Esta teoría formó la base para el desarrollo de la física de partículas. En 1954, Chen Ning Yang y Robert Mills desarrollaron las bases del modelo estándar. Este modelo se completó en los años 1970, y con él fue posible predecir las propiedades de partículas no observadas previamente, pero que fueron descubiertas sucesivamente, siendo la última de ellas el quark top.

Los intentos de unificar las cuatro interacciones fundamentales han llevado a los físicos a nuevos campos impensables. Las dos teorías más aceptadas, la mecánica cuántica y la relatividad general, que son capaces de describir con gran exactitud el macro y el micro mundo, parecen incompatibles cuando se las quiere ver desde un mismo punto de vista. Por eso se han formulado nuevas teorías, como la supergravedad o la teoría de cuerdas, donde se centran las investigaciones a inicios del siglo XXI.

Ideologías.

En general, mucha gente piensa que la ciencia es enemiga de la religión. Podemos decir que esto es falso, ninguna de las dos tiene la “verdad absoluta” sobe por ejemplo Dios. Los mismos científicos que legan a la conclusión teórica de que no fue necesario un creador para que el universo existiera, dicen que la física lo único que hace es dar un explicación más sencilla de lo que pudo ser la creación del universo. Esto nos da la libertad de creer lo que creamos e incluso los mismos científicos tienen fe. Fe en lo que desconocemos. Es característico del ser humano tener fe, lo cual no justifica tener que aceptar y seguir ciegamente dogmas que, quizá mucha gente jamás se ha preguntado si al menos tienen u orden lógico o si históricamente hablando de “profetas” vivieron e hicieron lo que dice la religión. Cada quién es libre de creer lo que quiera, pero pienso que es mejor hacer conciencia de qué es en lo que estamos creyendo.

Importancia.

Muchos de nosotros pensamos que la física es algo que aprendemos en la escuela como uno de nuestros temas, y varias personas incluso lo odian. Sin embargo, la física es algo que se aplica incluso en nuestra vida diaria, y si miramos a nuestro alrededor, está presente en todas partes que no sean nuestros libros. Por eso la importancia de la física en la vida diaria no debe ser socavada. Por ejemplo, la física puede aplicarse al cuerpo humano. El intercambio de señales eléctricas entre las neuronas se basa en las leyes de la física. Los médicos utilizan estas leyes para descifrar el comportamiento de las neuronas.

Otro ejemplo del día a día la física es lidiar con la presión. Cuando usamos las propiedades de los fluidos y los gases para usar una olla “exprés” que funciona de acuerdo a las leyes de la física. Cuando destapamos una botella y el corcho sale a presión, o cuando destapamos nuestro refresco, ¿por qué se refresca? Este tipo de sistemas que fueron ideados para nuestro uso por personas que conocen de física.

En fin, podemos dar muchos ejemplos prácticos de las cosas para nosotros ahora cotidianas, telecomunicaciones, aparatos electrónicos, motores, instrumentos, aparatos médicos, etc. Todos estos avances que facilitan nuestra vida actualmente son consecuencias de esta ciencia, inclusive se puede usar para fines no positivos.

El estudio de a física nuclear, desgraciadamente da lugar a la producción de armas, pero esto es producto del mal uso de la ciencia para intereses de particulares, por esto mismo los científicos deben ser personas éticas, no buscar dañar a semejantes y dominar a base de su conocimiento de los fenómenos.

Conclusiones.

La física es una ciencia “mágica”, lo que hace es dar explicaciones a los fenómenos de la naturaleza, como su definición misma lo dice; es filosofía natural. Siempre se van a dar explicaciones sencillas, no hace falta tener alguna postura política o religiosa, no hay dogmas, todo se basa en una estructura firmemente construida por las matemáticas. Esto quiere decir que todos podemos entender lo que la física trata y con esto podemos evitar ser engañados, no seremos dominados por ideologías dogmáticas. El papel de esta ciencia es fundamental en el desarrollo de social de un país, la investigación impulsa la tecnología y esta a su vez una mejora en la calidad de vida.

Referencias.

1Stephen Hawking. A Hombros de Gigantes, Crítica, 2004.

2Agustín Udias Villina. Historia de la Física: De Arquímides a Einstein, Sintesis, 2004.