Teoría general de la relatividad

Desde Academia Cruellas vamos a centrar hoy nuestro comentario a la teoría general la relatividad de Einstein. Como es bien sabido, a partir de 1915, todos los esfuerzos de Einstein se centran en la consecución de un sistema unificado. Aunque no lo consiguió, la teoría generalizada de la relatividad marca un hito en la historia del pensamiento. La teoría especial (restringida) estudiaba sistemas en movimiento uniforme y rectilíneo. Pero Einstein buscaba una ley válida universalmente, es decir, para cualquier sistema de referencia, sea cual sea su movimiento.

Hasta el siglo XIX, espacio en general, espacio físico y espacio ecuclídeo eran una y la misma cosa. Pero en esta época, un renacer del interés por la sistematización formal lleva a los geómetras a intentar la conversión de los Elementos de Euclides en un sistema axiomçatico. En esa obra, un postulado, el V, no podía deducirse lógicamente de los principios generales. El postulado afirma que por un punto exterior a una recta no puede trazarse sino una paralela (o, dicho de otro modo, que los ángulos de un triángulo valen dos rectos). Se intentó demostrar el postulado por reducción al absurdo: negándolo, se llegarçia a una contradicción con los principios. Pero no se llegó a dicha contradicción. El postulado se basaba en un hecho psicofísico: nuestra percepción del espacio como tridimensional (debida más a los canales semicirculares del oído que a la vista, que percibe los objetos en perspectiva).

De entre las múltiples teorías surgidas como posibles podemos señalar dos grupos: en uno, cabe trazar infinitas paralelas a otra dada. Es la geometría de Lobachevsky. En el otro grupo no es posible trazar ninguna paralela a otra dada. Es la geometría de Riemann. El espacio describe en esta geometría una curva generadora de ángulos obtusos, en donde la línea recta es la distancia más larga entre dos puntos. Ambas geometrías fueron consideradas meras especulaciones matemáticas. Sin embargo, es la euclídea la que hoy parece amenazada.

La que muestra mayor interés es la geometría riemanniana por haber sido elegida por Einstein para explicar matemáticamente su teoría generalizada. La unión de esta geometría y las doctrinas einsteinianas nos ofrecen la imagen de un espacio-tiempo continuo y tetradimensional (se incluye el tiempo, pero no como una dimensión más, sino alterando las otras), finito pero ilimitado y no uniforme: el espacio -y su curvatura- varía según las masas que lo constituyen. De este modo, la atracción de los cuerpos puede ser explicada, newtonianamente, por una fuerza gravitatoria, o, según Einstein, por la curvatura del espacio, que obliga a combarse incluso a los rayos lumínicos que atraviesan la región. Así, la fuerza (un hecho físico) se explica por una configuración geométrica, pero esta última, a su vez, se utiliza por la necesidad de dar razón de un hecho físico: la velocidad de la luz. Tenemos que observar que de esta forma, deja de tener sentido la pregunta por un centro del universo y por una ordenación racional de las masas en su torno. Hay que decir que, pese a la confirmación experimental, la idea de un espacio protuberante (hichándose y deshichándose constantemente según las masas se ubican en una región dada), tetradimensional, curvo y finito en volumen (sin centro), pero ilimitado, resulta extraña

La teoría del ímpetu

Buenos días desde Academia Cruellas. Ya en el siglo XIV, filósofos como Juan Buridiano y Nicolás de Oresme propusieron como alternativa su teoría del impetus. Con ella no serían necesarias las Inteligencias (ángeles) para mover los cuerpos celestes. Oresme llegaría, incluso, a decir que Dios podría haber puesto en funcionamiento el universo, en un principio y abandonarlo después a sus solas fuerzas, para que actuara como un mecanismo. Pero, tendríamos que esperar dos siglos para el establecimiento de la ley de la inercia. En síntesis, la teoría afirmaba que el proyectil se ponía en movimiento por un traspaso de fuerza desde el proyector. Esta fuerza obraba como un ímpetu que se iba gastando según iba avanzando el móvil. Así podía explicarse el movimiento de la flecha, pero no el de los graves. Para este caso, se imaginaba que, a cada descenso, se iba añadiendo al móvil un impetus accidentales, extraído del medio circulante. Se llegó, incluso, a describir la masa de un cuerpo como la relación entre impetus y velocidad. Sin embargo, los teóricos del ímpetu no pudieron matematizar sus descripciones. Además, suponían que, agotado el ímpetu, la flecha debería caer verticalmente, lo cual estaba lejos de lo observado.

Una de las razones por las que la teoría no prosperó se debió a que corregía puntos particulares del sistema, pero no lo sustituía por un nuevo marco teórico. Eran sólamente remiendos para un edificio que se cuarteaba.

Henning Brand

Buenos días desde Academia Cruellas. Hoy nuestro personaje diferente es Henning Brand. Este es considerado como el último alquimista y el primer químico. Nació en Hamburgo y pasó muchos años en el ejército. Cuando abandonó el ejército se estableció como médico, sin tener titulación alguna. Afortunadamente Brand se casó con una mujer muy rica, lo cual le permitió dedicarse a lo que le gustaba, es decir, trastear en el laboratorio. Brand pensaba que había un punto de verdad en el asunto de la transmutación de las cosas. Siguiendo a Paracelso consideraba que un objeto natural que tuviera el color del oro podía perfectamente contener oro. Brand llegó a asociar esta idea con una idea antigua que decía que la piedra filosofal estaba contenida en las excreciones del cuerpo humano. Por lo tanto, sólo había una sustancia que respondiera a las dos cuestiones anteriores: la orina.

Brand comenzó a investigar las propiedades de la orina humana, lo que debió de poner a prueba la paciencia de su mujer. Recolectó cincuenta cubos de orina humana, que después dejó evaporar y pudrirse hasta que “crió gusanos”. Después la hirvió hasta obtener un residuo pastoso. Tras dejar éste en el sótano durante algunos meses. descubrió que había fermentado y se había vuelto negro. Brand procedió a calentar el concentrado negro de orina junto con el doble de su peso en arena en una reporta, cuyo cuello sumergió en una cubeta llena de agua. El destilado final acumulado bajo el agua del recipiente era una sustancia cerúlea y transparente. Al sacarla del agua brillaba en la oscuridad e incluso se inflamaba espontáneamente, desprendiendo un denso humo blanco. Decidió llamar a esta nueva sustancia fósforo.

Brand demostró orgulloso las propiedades de la nueva sustancia a sus amigos de Hamburgo, pero se negó a divulgar el secreto de cómo la había obtenido. En Hamburgo, Brand recibió la visita de un tal Dr. Johann Krafft de Dresde, que le convenció para que se desprendiera del secreto del fósforo a cambio de 200 talegos. A partir de este momento, Krafft empezó a realizar giras del fósforo por las cortes de toda Europa.

 

Clinamen

Los átomos que caen en el vacío (atomismo) experimentan una pequeña “desviación”, clinamen, que les permite moverse en otras direcciones. Parece ser que Epicúreo formuló esta teoría, que fue expresada por Lucrecia. Con ella se intenta explicar tanto la posibilidad de que los átomos que caen en el vacío formen cuerpos como insertar la libertad en el mundo.

Teoría y experiencia

La relación entre la ciencia con las restantes manifestaciones de la cultura nos conduce a la indagación del método científico desde el mero análisis lógico hasta su posición en las grandes actitudes de la vida humana. ¿Cómo podemos comprender mejor la ciencia, desde la necesidad humana de transformar la realidad y la voluntad de dominio sobre ésta, o bien como expresión y realización culminante de la dimensión especulativa del hombre, que le lleva a desinteresarse de cualquier fenómeno de rendimiento utilitario?

Aristóteles insistió a este respecto en la idea de la contemplación desinteresada, en la comprensión de la teoría, como la más alta clave de la vida humana. La felicidad superior del hombre se encontraba en el ejercicio de la actividad contemplativa, dirigida hacia los objetos supremos, y el destino de la humanidad debía orientarse hacia la producción de una minoría que encarnara esta modalidad de existencia humana.

Por otra parte, muchos logros para el desarrollo de nuestra capacidad dominante sobre lo real se han conseguido por esta vía especulativa. Se ha dicho que el estudio de los grandes fenómenos de la naturaleza, encaminado a satisfacer nuestro deseo puro de conocer, nos había proporcionado el descubrimiento de las grandes energías, la electricidad, la energía nuclear.

El ideal de la universidad científica en el siglo XIX, irradiado desde Alemania, está presidido por esta concepción de la ciencia pura, la cual margina la investigación tecnológica y aplicada, como un tipo de ocupación inferior. Las escuelas técnicas son separadas del cuerpo de la Universidad. El sabio, carente de todo interés y sentido práctico, encarna en el mundo de la concreta existencia una figura correspondiente a dicha visión de la ciencia.

Por el contrario, las interpretaciones practicistas de la ciencia tacharán de idealismo a las representaciones que acabamos de nombrar. Desde esta otra perspectiva, la ciencia sólo es comprensible como expresión del esfuerzo humano de transformar la realidad. Así, las ciencias se han formado a partir de necesidades prácticas: medir los campos, encauzar las grandes energías hidráulicas, orientarse en la navegación,…. La necesidad ha agudizado nuestra capacidad perceptiva de los fenómenos reales y ha forzado su sistematización.

Ambas actitudes se manifiestan como unilaterales para comprender el hecho científico. Y ello no ya porque se sumen o yuxtapongan ambas instancias en la realidad viva de la ciencia, sino porque ésta, el hecho científico, constituye una actitud integradora de ambas.

El número Pi

Desde Academia Cruellas nos centramos hoy en este breve poema de Wislawa Szymborska dedicado a dicho número.

“El número Pi es digno de admiración

tres coma uno cuatro uno

todas sus cifras siguientes también son iniciales

cinco nueve dos, porque nunca se termina.

No permite abarcarlo con la mirada seis cinco tres cinco

con un cálculo ocho nueve

con la imaginación siete nueve

o en broma tres dos tres, es decir, por comparación

cuatro seis con cualquier otra cosa

dos seis cuatro tres en el mundo.

La más larga serpiente después de varios metros se

interrumpe,

igualmente, aunque un poco más tarde, hacen

las serpientes fabulosas.

El cortejo de cifras que forman el número Pi

no se detiene en el margen de un folio,

es capaz de prolongarse por la mesa, a través del aire,

a través del muro, de una hoja,

del nido de un pájaro,

de las nubes, directamente al cielo

a través de la total hinchazón e inmensidad del cielo.

¡Oh, qué corta es la cola del cometa, como la de un

ratón!

¡Qué frágil el rayo de la estrella que se encorva en cualquier espacio!

Pero aquí dos tres quince trescientos noventa

mi número de teléfono, la talla de tu camisa,

año mil novecientos setenta y tres, sexto piso,

número de habitantes, sesenta y cinco céntimos,

la medida de la cadera, dos dedos, la charada y el código

en la que mi ruiseñor vuela y canta

y pide un comportamiento tranquilo

también transcurren la tierra y el cielo

pero no el número Pi, éste no,

él es todavía un buen cinco

no es un ocho cualquiera

ni el último siete

metiendo prisa, oh, metiendo prisa a la perezosa

eternidad

para la permanencia”

WISLAWA SZYMBORSKA

 

Paracelso

¿Fue Paracelso el padre de la química moderna? La respuesta es que no. Pero su vida fue realmente efervescente y compleja. Veamos algunos rasgos biográficos. Theophrastus Bombast von Hohenheim, más conocido como Paracelso, nació en Einsiedeln (Suiza) a finales de 1493. Fue un niño enfermizo y raquítico. Su padre era hijo ilegítimo y su madre había sido una sierva (vamos, una esclava). Esto sin lugar a dudas influyó en la compleja personalidad de Paracelso. Sufrió emasculación, es decir, ablación de todos los elementos genitales masculino, en su infancia, aunque no sabemos el porqué, suponemos que fue debido a alguna enfermedad. A la muerte de su madre se fueron padre e hijo a vivir a Villach, Austria. Allí su padre practicó la alquimia y enseño en la escuela de minería local. Hoy día diríamos que enseñaba metalurgia. Es importante tener en cuenta que en aquellos años la metalurgia incluía la idea de que los metales se refinaban en la tierra y evolucionaban hasta el oro. Esto hizo que Paralelos trabajara para las minas de los Fugger. Pero en 1507, en torno a los catorce años, se fue en busca de conocimiento. Cansado de los conocimientos clásicos llegó a la siguiente conclusión: para aprender medicina la única forma de hacerlo es a través de la experiencia. Hete aquí que Paracelso se lanzó de nuevo a recorrer los camino de Europa. Es cuando se cambio su nombre de pila por el de Paracelso que significa “más grande que Celso”. Era un referencia al médico romano del siglo I d.C., que en aquellos años fueron redescubiertos y que causaban furor en Europa.

Paracelso provocaba opiniones contrapuestas. Algunos lo tachaban de lerdo y otros como el rey del conocimiento. Por supuesto era un heterodoxo. Por ejemplo, en su viaje a Constantinopla en 1522 observó como las campesinas practicaban una forma primitiva de medicina que parecía prevenir la viruela. ¿Qué hacían? Abrían una vena e insertaban en ella una aguja infectada con la enfermedad. Esto recuerda a la idea de la inoculación. En 1512 se proclamó como el creador de la idea de la iatroquímica. La idea no era suya, pero como si lo fuera. La iatroquímica consistía en situar la química en la práctica médica. En aquellos años, la química todavía continuaba siendo alquimia. Las apreciaciones de Paracelso eran una combinación de cosas vieja y nuevas.

Ahora bien, a pesar de la alquimia, Paracelso fue un químico en potencia. Siempre creyó que la vida no era más que una serie de procesos químicos. El cuerpo humano era un laboratorio. Si este enfermaba, se podía rectificar introduciendo productos químicos compensatorios.

El darwinismo

Charles Darwin nació en Inglaterra y es el creador de la teoría de la evolución. Estudió medicina en Edimburgo y dos años después inició estudios eclesiásticos en Cambridge, que finalmente abandonó por su atracción hacia las ciencias naturales. En 1831, poco después de graduarse en la Universidad de Cambridge, zarpó como naturalista a bordo del Beagle, en un viaje alrededor del mundo que duró casi cinco años. Durante el viaje recorrió las costas de Sudamérica, Australia y muchos archipiélagos del Pacifico. El descubrimiento en Argentina de huesos fósiles de grandes mamíferos y la observación de numerosas especies de pinzones en las islas Galápagos son dos hechos que le llevaron a interesarse por la evolución de las especies.

En su libro El origen de las especies expone su teoría. Ésta se basa en extensas observaciones de diferentes animales y en el papel que desempeña la selección natural en el diseño de los organismos. Veamos un resumen de sus ideas:

La evolución. Las especies no son algo fijo e inmutable, sino que varían adaptándose al ambiente en el que viven. Existe la posibilidad de que aparezcan nuevas especies. La evolución es resultado del azar (variaciones en los individuos) y la necesidad (modificaciones en el medio ambiente).

La ascendencia común. Los diferentes tipos de organismos descienden de antepasados comunes. En el mundo existe una gran diversidad de especies vegetales y animales, y todas ellas, incluido el ser humano, proceden de especies anteriores por evolución.

La selección natural o supervivencia del más apto. Darwin manifiesta en El origen de las especies:”Dado que se producen más individuos que los que pueden sobrevivir, tiene que haber en cada caso una lucha por la existencia”. Los individuos cuyas destrezas se adaptan mejor a los desafíos de la naturaleza tienen más probabilidades de sobrevivir y transmitir esas características a sus descendientes.

CIENCIA: El conde Rumford

Episode 217: El conde Rumford. Thompson fue un genio y un inventor práctico del mismo tipo que Thomas Edison. Revolucionó la nutrición en Europa. Entonces, ¿por qué es un desconocido? Seguramente se debe a su personalidad. Thompson era ambicioso y carecía por completo de escrúpulos. Si quieres conocer más a Thompson puedes escuchar nuestro podcast. Un saludo.