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Física, un saber abstracto
Por Eitel H. Lauría Para La Nación
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La física, como ciencia consistente y rigurosa, se inició en el siglo XVII, con los trabajos de Galileo Galilei, Isaac Newton y Christiaan Huygens. Se ocupó primeramente del estudio del movimiento de los cuerpos, en la Tierra y en el sistema solar, y de la óptica. Después, durante los siglos XVIII y XIX, se extendió al estudio experimental y analítico de la circulación de los fluidos, los fenómenos térmicos, la acústica y la óptica física y los fenómenos de la electricidad y el magnetismo.
Estos fenómenos constituían una realidad concreta que admitía representaciones accesibles mediante la imaginación visual, la geometría, las analogías y los modelos mecánicos. El estudioso "veía" los objetos y fenómenos. Pero en el siglo XX, particularmente en las primeras tres décadas, se formularon teorías y principios revolucionarios, de efectos impactantes sobre los marcos conceptuales de la física.
Según la teoría de la relatividad de Albert Einstein, la materia "curva" el espacio y hace que los rayos de luz se propaguen siguiendo trayectorias no rectas y que el tiempo "transcurra" con mayor lentitud en las cercanías de astros muy masivos. No se puede captar la "curvatura" del espacio y del tiempo mediante imágenes visuales o modelos simples. Solo se tienen ecuaciones matemáticas que funcionan.
¿Dios juega a los dados?
La teoría cuántica, iniciada por Max Plank, establece que la radiación de energía, por ejemplo bajo la forma de calor o luz, no es continua. Se produce en forma de granos o "cuantos" de magnitud invariable. Utilizada por Niels Bohr para explicar la dinámica del átomo, modificó la imagen de un sistema solar en miniatura con pequeños planetas -los electrones- orbitando alrededor de un núcleo central. Según Bohr, en el interior del átomo los electrones se encuentran en ciertos borrosos estados estacionarios cuyos niveles de energía son diferentes y bien definidos. Cuando esos electrones efectúan saltos entre dos estados, se produce, por ejemplo, la emisión de luz. La teoría tuvo posteriores refinamientos, aunque según afirmaba Richard Feynman, el más brillante físico estadounidense del siglo XX, nadie puede comprender cabalmente la mecánica cuántica. No obstante, las matemáticas cuánticas son precisas y las aplicaciones tecnológicas de la teoría funcionan de acuerdo con las previsiones.
El físico alemán Werner Heisenberg enunció el principio de incertidumbre, según el cual, en el mundo submicroscópico, si se conoce con precisión la velocidad de una partícula se hace imprecisa su posición en el espacio, y viceversa. Con esto se introdujo en la física cierta esencial imprecisión que condujo a la utilización de los conceptos probabilísticos. Y este enfoque funciona, aunque Einstein manifestó su contrariedad diciendo: "Dios no juega a los dados".
Historia de la luz
En síntesis, los físicos logran un conocimiento operativo del mundo de la relatividad y de la mecánica cuántica mediante el empleo de la matemática, con experiencias refinadas y razonamientos abstractos.
Pocas cosas ilustran mejor esta evolución que la historia de la luz. Newton supuso que la luz era de naturaleza corpuscular, similar a una corriente de pequeñísimas partículas. Después, Huygens propuso la teoría ondulatoria: la luz se propaga como las ondas que se producen en la superficie de un estanque cuando se arroja una piedra. Se supuso luego que las ondas luminosas se propagan en un invisible y misterioso éter, pero las célebres experiencias de Albert Michelson y Edward Morley demostraron que el éter no existe. Y a principios del siglo XX Einstein investigó el fenómeno fotoeléctrico aplicando nuevamente con éxito la teoría corpuscular de la luz. Hoy se habla de la naturaleza dual de la luz: según las circunstancias, se comporta de una u otra manera, ondas o corpúsculos. Esta idea excede cualquier imagen visual o modelo físico: la luz se comporta en su propia e inimaginable manera, sin analogías válidas en el mundo macroscópico. Se ha convertido en una abstracción operativa, sus matemáticas funcionan maravillosamente bien y dan sustento a la moderna ingeniería óptica.
En resumen, la ciencia moderna hace de la realidad física un universo abstracto.
