Física do Renacemento
1990/12/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria
A investigación do campo que ocupa na actualidade a Física tivo una época de transición no Renacemento. Física moderna XVII. Non se materializou até mediados do século XX, momento no que se empezou a utilizar a ferramenta matemática na expresión e investigación dos fenómenos do mundo físico. Matemáticas e astronomía XV. e XVI. A pesar de que nos séculos producíronse cambios básicos (no primeiro deles da man da abstracción na formulación dos problemas e no segundo do sistema copernicano), en Física non se producía tal cambio.
Si fixámonos no camiño previo paira entender isto, é dicir, no século pasado, aparece claramente o motivo desta diferenza. Astronomía e Matemáticas coñeceron dúas obras de gran importancia que serviron de exemplo paira os próximos séculos na era clásica, os Elementos de Euclides e os Almagesto de Ptolomeo. Con todo, no ámbito da Física clásica non se coñecía este tipo de obras. A obra máis sobresaliente da física grega é a de Arquímedes (tanto en capacidade como no camiño que máis tarde seguiría esta ciencia), pero non tiña en absoluto o corpo das dúas obras citadas, nin a súa rotundidade e xeneralidade. Ademais, debemos dicir: A física de Arquímedes, bastante iniciada, era case descoñecida.
No campo da física, como noutro mil campos, desde a época grega até o século XVI. Até o século XX o punto de referencia era Aristóteles. Aquela física era totalmente cualitativa e nela (predominando os problemas mecánicos) a matemática non tiña lugar. Por iso, saber que a era da Física moderna comezou co tratamento matemático do movemento e as súas causas non debe sorprendernos.
A escola nominalista bajomedieval da Universidade de París fixo una profunda crítica á teoría do movemento aristotélico. A resposta a estes problemas quedaba na teoría do impetus. Por outra banda, os nominalistas e antes algúns escolásticos (aínda que de forma moi modesta) introduciron ao mundo da física, dalgunha maneira, a matemática ferramenta. En Aristóteles a cantidade e a calidade eran dúas categorías totalmente diferentes e non se podía establecer ningunha relación entre ambas. Paira estes pensadores medievais a calidade era algo que se podía medir numericamente, é dicir, pensaban que se podía facer una gradación como o que se fai coas calidades, coas cantidades.
Tradición de Oxford
A preocupación da escolástica nunca era a resolución de problemas científicos especiais. Pola contra, se algunha vez abordaban algún problema científico, incluíano nun marco filosófico xeneral, normalmente referido a un exemplo e non a outro. A súa responsabilidade era sobre todo a parte metodológica. Con todo, XIV. Ao longo do século XX publicáronse novos enfoques paira a investigación dos fenómenos da natureza que máis tarde resultarían prolíficos na creación da ciencia moderna. Como exemplo de todo isto, temos obras de Grosseteste, Witelo ou Teodórico de Freideberg. Estes e outros trataron de utilizar dalgunha maneira as matemáticas paira investigar o movemento.
Como punto de partida atópase o que hoxe diriamos una relación funcional, é dicir, una consideración sistemática entre causas e efectos. Desde este punto de vista, a expresión de calquera fenómeno podíase dar a través de una función algebraica, a condición de que se coñecesen todas as condicións necesarias, é dicir, reivindícase a relación entre variables independentes e dependentes. A formulación destas relacións funcionais levou a cabo mediante dous métodos. A primeira é a palabra algebra. Isto utilizouno Brawardino nos seus escritos sobre mecánica, nos que utilizaba letras do alfabeto en lugar de cantidades variables paira obter xeneralidade, pero operacións matemáticas (suma, multiplicación, etc.) necesitaba palabras expresivas. Este método cultivou un gran éxito en Oxford.
Outra forma de expresar as relacións funcionais era a da vía xeométrica. XIV. A principios do século XX, tanto en Oxford como en París, a expresión do intensivo dunha calidade estaba moi estendida por coordenadas directas. Uno dos inventores deste camiño foi o Joan de Dumbleton. No seu libro Summa logicae et philosophie naturalis, realizou toda a expresión crítica da física da súa época.
XIV. Ao longo do século XX, os científicos trataron de expresar cuantitativamente cambios cualitativos e isto tivo as súas consecuencias no campo das matemáticas e a física. Por exemplo, paira Ockam a única forma de objetivar o tempo era mediante a representación de todas as posicións consecutivas dun corpo con movemento uniforme, e baseándose niso, logo podían ofrecer comparativamente a duración do movemento de calquera outro movemento. Entre os médicos coñecían certo escalado numérico paira expresar frío e calor. O moi estendido dividía o escalado do frío e da calor en grupos.
Todas estas consideracións teñen gran importancia, xa que a física aristotélica vixente na época se tamizaba e, por outra banda, hai que ter en conta o mal estado dos medidores que se podían utilizar: os reloxos de auga e area (máis tarde mecánicos; o reloxo de péndulo non se inventaría até 1657), os instrumentos utilizados polos comerciantes paira medir escuadras, compases, balanzas, lonxitude, volume e pesos, e só un medidor astronómico.
O método de medición e experimentación pasou de Oxford e París a Alemaña e Italia. Uno dos defensores máis entusiastas deste método era Nicola de Cusa, que nos fala da utilización da balanza paira coñecer a proporción dos primeiros elementos dentro de metais e espíritos (mercurio, sal, xofre, amoníaco e arsénico). Propuxo tamén como medidor a balanza paira expresar a virtude do imán. Inventou un higrómetro paira medir o peso do aire, etc.
Con todo, os ensaios de cuantificación das calidades realizados polos escolásticos son basicamente diferentes aos da ciencia moderna. Por unha banda, nos seus traballos teóricos non aparecen datos reais, é dicir, a aplicación das matemáticas non provén da observación, senón da elubración. Doutra banda, a tendencia á súa xeneralidade inducíalles a preocuparse da lóxica por encima de todo e, de paso, a realizar extrapolaciones máis absurdas. Por tanto, o feito de que todo isto sexa considerado pioneiro da ciencia moderna ten o seu problema. Con todo, a influencia desta metodoloxía na posterior ruptura epistemológica non é negable.
Escola Impetusa
Esta teoría apareceu e estendeuse entre os pensadores de Oxford, pero o seu formulación completa e desenvolvida obtívoa máis tarde en París e finalmente o XVI. Até case finais do século XX ocupou o seu lugar en todas as universidades europeas. Hai que dicir que o Leonardo dá Vinci, por exemplo, que se utilizou como arquetipo da ciencia renacentista, era escravo desta teoría e que noutras ocasións, cando os historiadores consideraron as achegas especiais deste home á teoría do movemento, hase visto que, na maioría dos casos, son adaptacións dos escolásticos parisienses. Doutra banda, está claro que os traballos sobre o movemento xuvenil de Galileo están relacionados con esta escola.
Os escolásticos atoparon sobre todo nas súas teses aristotélicas de movemento dúas dificultades: o movemento de proxectís e pezas pesadas. Paira Aristóteles e os seus seguidores, a diferenza do que hoxe é debido á inercia, a causa era o movemento e non a inactividade. Por tanto, para que un corpo teña movemento debe ter una causa motriz en contacto físico e sen interrupcións. A interrupción desta causa motriz ou impulsora levará a anulación do movemento. Por outra banda, admitían que se o obstáculo que contrapón ao móbil o intervalo persiste constante, a súa velocidade dependería da forza que se lle impoña. Por tanto, como podemos expresar a aceleración que se observa na caída de pezas con peso? Por que a frecha non cae ao chan axiña que perde contacto co cordón do arco? Entre a teoría e o que se vía había un gran buraco.
Os seguidores de Aristóteles expresaban dalgunha maneira estas discrepancias. Por exemplo, paira expresar o movemento continuo dos proxectís aceptábase o cambio producido polo empuxe inicial no aire, é dicir, a medida que se impulsa e comprime o aire que precede ao extremo, pasábase rapidamente cara atrás e impulsábase o proxectil para que non se producise ningún baleiro no aire (algo inaceptable paira eles). Tanto Leonardo dá Vinci como os seus guarnicioneros da época admitían este culto. Á hora de expresar o movemento das pezas que pesan, e vendo que se trata dun movemento acelerado, utilizaban outro argumento baseado no aire, é dicir, canto máis preto está o corpo da superficie, maior é o peso da atmosfera sobre ela e menor é o obstáculo da columna de aire que hai debaixo dela. Por tanto, o corpo acelérase.
A crítica máis profunda a esta teoría do movemento (houbo outras antes e despois) foi a XIV. Foron creados en Oxford e París no século XIX. Esta é a de Joan Buridan, reitor da universidade de París en dúas ocasións. En dous libros, Quaestiones super octo libros physicorum e Quaestiones de coelo et mundo, plasmou a súa teoría. Esta teoría parte da necesidade dun motor paira o movemento, polo que, dalgunha maneira, pode considerarse como o desenvolvemento final da teoría aristotélica.
O impeto era una peculiaridade que os corpos recibían por estar en movemento. O impeto nos proxectís vai diminuíndo constantemente, tanto pola molestia do aire como pola gravidade cara ao chan. No caso das pezas de peso, o impetus era algo como a gravidade que se solapaba polo movemento. Así, a súa aceleración era consecuencia da suma de impetus consecutivos. Consideraban que o impeto de calquera corpo era o produto da súa cantidade de materi pola súa velocidade.
Entre outras cousas, o mérito desta teoría é expresarse mediante unha soa dinámica de agarre ou de terra.
Este camiño de análise tivo o seu reflexo no Renacemento. Nicola de Cusa, por exemplo, aparece como o seu seguidor e Leonardo dá Vinci ou Kopernik. Cardano, no seu traballo De subtilidad (1550), non do todo, acéptao en parte.
Ciencia e técnica
Ao longo dos séculos medievais establecéronse as bases sólidas do cambio tecnolóxico, pero o medio ambiente económico, filosófico ou social non era o máis adecuado paira a súa materialización. Tanto o crecemento do comercio como o desenvolvemento da burguesía serían o motor deste corpus e da creación do mundo moderno. B. Como dixo Gille: XV. A finais do século XX converteuse en técnica una das principais actividades da sociedade moderna. Por suposto, as relacións entre a técnica e a ciencia eran escasas.
Con todo, o ambiente ía cambiando. XIII. No século XX Roger Bacon escribiu: Se puidese, queimaría todos os libros de Aristóteles. Estudar non é perder tempo, senón conducir cara ao erro e aumentar o descoñecemento. E máis tarde: quitarvos da man das dogmas e do mandato das autoridades: mirade o mundo. Pode pensarse que no seu día esta mensaxe revolucionaria non tivo ningún éxito. Con todo, indica a tendencia dunha corrente. No quattrocento, por exemplo, o inaceptable do século pasado atoparía un ambiente moito máis adecuado e paira entendelo hai que ter en conta os cambios sociais que se produciron, entre eles a conxugación entre ciencia e técnica.
Na Grecia clásica existía una enorme oposición entre as artes liberais (é dicir, as que practicaban os homes libres) e as artes mecánicas (é dicir, as que usaban os escravos). Esta actitude perdurou durante a Idade Media. Mentres que os teóricos (é dicir, filósofos ou teólogos ou profesores universitarios) gozaban de gran prestixio e prestixio, os prácticos (artesáns ou enxeñeiros ou arquitectos, é dicir, aqueles que utilizan as súas mans ou que teñen as súas obras directamente relacionadas coa produción) atópanse nun nivel moito máis baixo, aínda que non se recibían con desprezo.
Esta situación sufriu un profundo cambio no Renacemento. Técnicos da minería, arquitectos, relojeros e todos os artesáns foron recibidos con respecto polo poder que tiñan paira dominar a natureza. Por iso, as artes mecánicas pasaron a primeiro plano en sintonía coas obras teóricas. Neste sentido, algúns teóricos trataron de defender ou enxalzar as artes mecánicas e outros de loitar contra a mera situación teórica. Bernard Palissy, por exemplo, coñecido ceramista parisiense, publicou en 1580 o seu Discours admirables, onde se poden atopar mil razóns contrarias á cultura que entón se ensinaba na Sorbona.
Reivindicou que a verdadeira filosofía é só a arte do estudo da natureza, é dicir, algo que todos (e non só os filósofos ou teólogos) podemos facer. Como Palissy podemos citar a Rabelais, Luís Vives ou Andrea Vesalius do mesmo século. Todos eles, sen excluír os estudos teóricos (senón ao revés), decantáronse por actividades técnicas, é dicir, polo coñecemento positivo fronte á mera especulación ou á práctica literaria, rexeitando dalgunha maneira o concepto de ciencia de Aristóteles. A partir de entón a voda que se produciu nese século daría os seus froitos até agora.
Movemento e estática
XVI. Debido ao desenvolvemento da industria de armas de fogo no século XVIII, o antigo problema dos proxectís volveu aparecer, pero esta vez exposto desde unha perspectiva práctica. Mentres melloraban as súas pequenas armas, comezou a fabricación de canóns de gran calibre en Alemaña. As armas pequenas non tiñan problemas teóricos, pero a medida que as grandes tiñan maior potencia, producían problemas de puntaría. En 1537 Tartaglia publicou o libro Nova sciencia, una nova ciencia que non era máis que una balística. A través deste libro pretendía adaptar a expresión teórica ao que aínda era un saber empírico.
Á marxe da filosofía (que escribiu o libro paira o seu uso por parte dos técnicos), aborda o traballo a través das matemáticas. Tartaglia toma un camiño euclídeo: nun principio pon uns axiomas e uns supostos e deles extrae algunhas conclusións paira a investigación dinámica dos proxectís. Con todo, a mecánica que utiliza é a habitual. Por iso, o movemento pode ser natural ou forzado e a caída libre é o único movemento natural existente. No movemento natural a velocidade do móbil aumenta a medida que se afasta da súa orixe ou se achega ao seu destino. No movemento forzado sucede exactamente o contrario. A diferenza intrínseca entre estes dous tipos de movemento fai que se considere imposible que se produzan simultaneamente. Por tanto, o movemento natural iníciase inmediatamente despois do empuxe e é tangente a este. Aínda que non se corresponde co devandito e coas observacións, debuxando a traxectoria dos proxectís mostra tres fases: dous percorridos rectos unidos por un arco da circunferencia.
Case dez anos despois escribiu outro libro: Onestiti et inventione. Nel, cando analiza o movemento dos proxectís, cando non é vertical, acepta como curva o percorrido de todos os movementos impulsados. Con todo, este punto de gran importancia non foi tomado con atención.
Á marxe do movemento, en 1586 atopámonos con Estática. Ese mesmo ano Simon Stevin escribiu sobre a estática en holandés o seu libro De beghinselen der weeghconst sobre as aplicacións e un pouco despois outro sobre as aplicacións e logo o terceiro sobre a hidrostática.
A estática divídese en dous libros. Nel investíganse as propiedades do equilibrio entre os pesos e os centros de gravidade de imaxes planas e sólidas. Ao principio, tras dar algunhas definicións e postulados, investiga o caso de certos pesos (paira entender a panca) que tiran verticalmente. Posteriormente explora o caso das forzas inclinadas introducindo o plano inclinado. Da investigación dun conxunto de pesos, unidos por un cordón e colgados dun prisma triangular, xurdiu a idea dun paralelogramo de forza, que posteriormente foi utilizado en máquinas complexas.
No campo da hidrostática, Stevin deunos os seus primeiros logros desde a época de Arquímedes. Tras comprobar que os líquidos están en equilibrio, independentemente do seu diámetro, nos recipientes comunicados, comprobou que a presión sobre o fondo só está relacionada coa altura do líquido. Posteriormente encargaríase da presión dos muros laterais, incluíndo o caso dos muros curvos.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
