Transformación del Pensamiento Científico: De la Revolución Copernicana a la Física Cuántica

La Revolución Científica: El Nacimiento de la Modernidad

Conocemos como Revolución Científica el periodo que comprende entre los siglos XVI y XVIII en el que se sustituyó la visión del universo del mundo antiguo y medieval, y se sentaron las bases de la ciencia moderna. La Revolución Científica tuvo como precedente los avances que se produjeron en física y en matemáticas en el siglo XIV en las universidades de Oxford y París, con autores como Juan Buridán o Nicolás de Oresme.

La Ruptura con el Modelo Aristotélico

La Revolución Científica comienza con la revolución astronómica iniciada por Copérnico (conocida como la “Revolución Copernicana”), que destruirá las bases de las descripciones del universo, del movimiento y la materia establecidas por Aristóteles, haciendo posible un cambio global en la física. Aristóteles era considerado en la Edad Media una autoridad incuestionable: al derrumbarse su concepción del universo comenzará a cuestionarse también el resto de su visión de la realidad. La Revolución Científica se extendió así a los campos de la química, la medicina, entre otros.

Figuras Fundamentales y el Nuevo Método

La Revolución Científica tiene como figuras fundamentales a Galileo, Kepler y Newton. Son responsables del cambio radical en la concepción moderna de ciencia, su objeto y su método:

• El conocimiento científico se separa de la filosofía y de la religión. Frente a la filosofía, la ciencia va a centrarse en el ámbito de la experiencia sensible, los fenómenos de la naturaleza, y describir las leyes que gobiernan estos fenómenos va a ser el objetivo de la nueva ciencia. La razón cobra autonomía frente a la religión, que deja de ser la autoridad en el ámbito teórico.
• Se introduce el método científico, basado en la matemática y la experimentación. No se admitirá nada como verdadero que no se haya corroborado empíricamente y contrastado exhaustivamente con la realidad de forma sistemática. Tampoco se admitirá un conocimiento científico basado en descripciones cualitativas, pues la ciencia debe utilizar un lenguaje formal exacto. La matemática se convierte así en instrumento imprescindible para todas las ciencias.

La Síntesis Newtoniana

La culminación de esta Revolución llega con la física de Newton: su propósito es unificar todas las teorías físicas establecidas hasta el momento, y encontrar una ley capaz de describir todo tipo de movimiento, tanto terrestre como celeste. La expresión de esta gran síntesis será la teoría de la gravitación universal, según la cual todos los cuerpos y planetas se atraen con una fuerza que es directamente proporcional a su masa e inversamente proporcional al cuadrado de sus distancias.

En esta formulación están condensadas las leyes de Kepler sobre el movimiento de los astros, a la vez que explica el movimiento de los cuerpos terrestres. Los anteriores científicos no habían concebido ni que tal explicación global fuera posible. Pero Newton hizo algo más: dio forma matemática a esta ley, poniendo la matemática al servicio del conocimiento de la realidad y convirtiendo la física de ciencia “cualitativa” en ciencia “cuantitativa”, como la conocemos actualmente. 14

La Biología del Siglo XIX: El Giro Evolucionista

En el siglo XIX se produjo un cambio radical en nuestra concepción de los seres vivos y de nuestra posición en relación a estos. Durante toda la historia se había defendido una concepción creacionista (todos los seres vivos han sido creados por Dios) y fijista (los seres vivos fueron creados tal y como son en la actualidad). Las extinciones de especies se explicaban por catástrofes y el ser humano ocupaba el papel central en la creación, pues su naturaleza era absolutamente diferente a la de los animales.

El evolucionismo de Darwin no solo motivó un cambio de paradigma en biología, sino que supuso otra “humillación” al amor propio de la humanidad, después de la cometida por Copérnico: el ser humano no solo no es el centro del universo, sino que evolucionó a partir de la naturaleza. El evolucionismo actual no es una hipótesis, es una teoría científica comprobada que se apoya en evidencias experimentales, en la teoría de las mutaciones, la genética de Mendel y las actuales investigaciones sobre el genoma humano.

El Presente y el Futuro de la Ciencia

La ciencia experimentará, durante el siglo XIX, un gran avance en todos los ámbitos:

• Destacarán, en el ámbito de la física, la influencia de Laplace por lograr una explicación matemática y unificada del mundo físico; la teoría analítica del calor de Joseph Fourier; la conexión entre electricidad y magnetismo establecida por Oersted; la relación establecida entre la propagación ondulatoria de la luz y la propagación de la acción electromagnética y calorífica por Ampère; la ley de la conservación de la energía de Helmholtz, o la teoría del campo electromagnético de Maxwell, entre otros.
• En microbiología, destacarán las aportaciones de Louis Pasteur, descubridor del concepto de inmunidad.
• En matemáticas destacarán el intento de fundamentar la matemática a partir de la lógica de Frege, la teoría de conjuntos de Cantor, o las nuevas geometrías de Riemann y Lobachevski.
• También comenzará, a partir del siglo XIX, la consideración científica de las ciencias sociales y humanas, como la psicología, la sociología o la economía.

Hacia la Unificación y la Crisis de la Mecánica Clásica

Hacia finales del XVIII, aún se hacía una distinción entre fenómenos mecánicos y las explicaciones sobre la energía (la luz, el calor, la electricidad, el magnetismo…). La física de principios del XIX conseguirá extender la explicación mecanicista también a la energía, llevando a su culminación la mecánica clásica de Newton. A pesar de este gran avance, la mecánica clásica será cuestionada a principios del XX por un nuevo modelo explicativo: la física cuántica. 15

La ciencia ha progresado descubriendo teorías parciales que describen un dominio limitado de fenómenos, y sería muy difícil construir una teoría unificada de todo lo que ocurre en el universo. La búsqueda de tal teoría se conoce en la actualidad como la “unificación de la física” (búsqueda de la fuerza o manifestación de la energía primigenia responsable de todas las demás, pues se considera que todas las fuerzas del universo surgieron al descender las temperaturas, ¿Cuál es la fuerza primera a partir de la cual surgieron las demás?).

Einstein y los Límites del Conocimiento

Einstein dedicó la mayor parte de sus últimos años a buscar infructuosamente una teoría unificada, pero por entonces había teorías parciales sobre la gravedad y la fuerza electromagnética, y se sabía poco de las fuerzas nucleares. Además, Einstein rechazaba la mecánica cuántica por el principio de incertidumbre que aparejaba (las partículas elementales se rigen por leyes estadísticas, no deterministas). Al final de su vida, quedó “descolgado” de los avances de la física debido a sus prejuicios teóricos y religiosos.

Actualmente, las descripciones del universo que poseemos a partir de la Física de Einstein y de la Física cuántica nos ayudan a comprender mucho más sobre el universo, pero debemos ser precavidos contra los excesos de confianza. A comienzos del siglo XX, por ejemplo, se creía que todo podía ser explicado en función de las propiedades de la materia continua, como la elasticidad y la conducción del calor. El descubrimiento de la estructura atómica y del principio de incertidumbre dio al traste con todo ello.

La relatividad de Einstein y la mecánica cuántica han resultado contradictorias, y el concepto de gravedad cuántica ha resultado ser tremendamente problemático. Incluso aunque descubriésemos una teoría unificada completa, ello no significaría que pudiéramos describir completamente la realidad debido al principio de incertidumbre de la mecánica cuántica: ni siquiera podemos conocer lo que hacen exactamente las partículas subatómicas, puesto que no podemos medir simultáneamente su posición y su velocidad (Principio de indeterminación de Heisenberg).

Conocemos las leyes que rigen el comportamiento de la materia en las condiciones básicas, que constituyen la base de la química y la biología, pero estamos mucho más lejos de alcanzar ese nivel de comprensión en lo relativo al ser humano. La comprensión completa de los acontecimientos que nos rodean y de nuestra propia existencia está aún muy lejos.