Falsificación de Física Newton
1988/02/01 Martinez Lizarduikoa, Alfontso Iturria: Elhuyar aldizkaria
Método científico, método abierto
El proceso que lleva el método científico es el siguiente:
- Experimentalmente se observan hechos concretos. Estas observaciones concretas se expresan a menudo mediante el término enunciado singular.
- Pero este proceso no se cierra en ese ciclo. Con el paso del tiempo comienza a aparecer una serie de observaciones que no están de acuerdo con la nueva ley y que aumentan con el tiempo, tanto en calidad como en cantidad. Y en un momento histórico la nueva ley (o teoría) que teníamos antes entra en crisis.
Cuando tenemos un conjunto de observaciones apropiado y utilizando el método inductivo, llegamos a una hipótesis general.
Después, aplicando las leyes deductivas a esta hipótesis general, se describen nuevos hechos y los hechos antiguos que teníamos antes de realizar la inducción.
La respuesta a esta crisis genera una nueva teoría. Por lo tanto:
Las leyes obtenidas en el proceso de este sistema abierto son cada vez más amplias (L 1 L 2 L 3 ...).
Este es, en resumen, el funcionamiento del método científico.
Método y método científico de Newton
La teoría de Newton ha sido un ejemplo históricamente mencionado para explicar el funcionamiento del método científico.
En la época de Newton ya se conocían algunas leyes mecánicas (leyes de Kepler, caída libre, mareas marinas, leyes de cometas, etc.), pero no existían lazos entre ellas. Newton, mediante un proceso de abstracción (inducción), creó una mecánica general, puso las bases de la mecánica clásica y sobre ella el XVIII. y XIX. A lo largo de los siglos se ha construido un edificio muy complejo y maduro.
En esta construcción participó Kant en dar una base filosófica al sistema físico de Newton. Euler y Laplace cumplen la matemática del sistema físico con un enorme poder al aparato de Newton. En este sentido cabe destacar la capacidad de predicción de fenómenos de la mecánica clásica. Esta competencia se hizo pública con la astronomía.
En 1846 se postuló la existencia de otro planeta analizando las anomalías del planeta Urano en sus órbitas (utilizando la teoría de la gravitación de Newton). El astrónomo Gottfried Galle descubrió Neptuno en un lugar concreto del Oratz, que más tarde predicía la teoría. De esta manera se comprobó entre todos la utilidad empírica de la teoría de Newton.
El modelo newtoniano será un sistema muy complejo en su madurez y se denominará sistema cinético-corpus. Mediante este sistema aparecen todos los fenómenos conocidos en el universo en esa época (excepto los electromagnéticos) definidos en función de las fracciones en movimiento.
Pero también en este sistema, tan poderoso y completo, comienzan a surgir observaciones confícticas. Por ejemplo, el fluido que se mueve por la velocidad de la luz no se corresponde con los valores que predicía la mecánica clásica, es el misterio por el que perduran las órbitas de los electrones que hay en el átomo y la radiación del cuerpo negro no digamos. Todos estos problemas (y otros) pusieron en crisis la mecánica clásica hasta que surgieron las teorías que constituyen la esencia de la física actual (Teoría de la relatividad y mecánica cuántica).
Parece, pues, que en el caso de la teoría de Newton se cumple escrupulosamente el funcionamiento de la metodología científica.
La ciencia está saltando
T.S. Según el prestigioso filósofo de la ciencia Kuhn, las teorías científicas están en constante evolución. En esta evolución se producen avances, ya que las nuevas teorías cubren más problemas científicos que las antiguas. Pero, y este es el criterio original de Kuhn, esas evoluciones no son continuas, sino discretas. Si analizamos la historia de la ciencia, es evidente que los cambios científicos se dan a saltos y que el proceso científico se produce a través de revoluciones (y no por acumulación).
En este proceso saltando, en cada salto se produce una sustitución del paradigma (1), negando el viejo paradigma. Por tanto, la nueva teoría no necesita la anterior, como el eslabón de un proceso. No. La nueva teoría rompe la vieja. La teoría (paradigma) antigua y nueva son incompatibles; incompatibles. Por tanto, el esquema expuesto en el primer método científico no es válido y debe interpretarse de la siguiente manera.
Según este esquema (el de Kuhn) las teorías antiguas no aportan nada para las nuevas. Cada teoría cubre un campo de conocimiento cada vez más amplio, pero no existe una relación lógica entre ellas.
Según esto, la dinámica de Einstein y la de Newton son impresoras. Si aceptamos la teoría de Einstein, esta aprobación nos lleva a rechazar la teoría de Newton.
Insuperable sima entre la mecánica de Newton y la de Einstein
Si desde la mecánica relativista se establecen ciertas condiciones (por ejemplo, si la velocidad relativa entre los sistemas de inercia es muy baja) es posible obtener la mecánica newtoniana. Por lo tanto, parece que la mecánica clásica es una estructura particular dentro de la relatividad. Y a un nivel así es. Sin duda, la mecánica clásica y relativista están relacionadas con la medición (la primera es un caso particular de la segunda). Para un convencionalista y para un instrumentalista la discusión acaba aquí, porque las teorías son sólo herramientas útiles para dominar la Naturaleza.
Pero para el realista las cosas no son así. Las teorías científicas son herramientas para el realista.
Pero estos instrumentos no son sólo para el dominio de la Naturaleza. Para entender la naturaleza. Y según esto, los conceptos adquieren mayor interés que las mediciones de una teoría.
Todo esto es muy importante cuando analizamos las teorías de Newton y Einstein, ya que los conceptos que utiliza la mecánica newtoniana (longitud, masa, etc.) son muy diferentes de los que utiliza la mecánica relativista (longitud relativista y masa relativista). Por ejemplo, en la longitud mecánica clásica queda definida por la longitud de onda del espectro, pero se introduce un nuevo elemento para definir la longitud relativista, la velocidad relativa entre los sistemas de inercia. Otro tanto pasaría con la masa.
Por lo tanto, la significación física de ambas teorías es diferente, aunque en determinadas circunstancias las mediciones se den de la misma manera.
Pero no sólo eso. Según Kuhn y Feyerabend, estas teorías no son diferentes, sino excluyentes. Es decir, si utilizamos el concepto de masa en la mecánica newtoniana, esto significa que en la relatividad no podemos utilizar la palabra masa, y si lo hacemos (y normalmente se hace) estamos introduciendo una mezcla muy peligrosa en la conceptualización de esta teoría. En este sentido se puede decir que algunos científicos actuales están realizando esfuerzos importantes para redefinir la masa relativista y la longitud relativista, utilizando únicamente los elementos que aparecen en la teoría.
Partiendo de este camino se puede afirmar la frase que al principio aparecía como título: Entre la mecánica de Newton y la mecánica de Einstein hay una sima insuperable.
¿Cómo valorar las teorías científicas?
Para ser coherentes con lo dicho hasta ahora, y como conclusión, afirmamos:
- Si la teoría de Einstein es cierta (y parece que existe por el momento), la teoría de Newton es falsa (aunque sea aplicable en condiciones concretas).
Cuando se crea una alternativa a la relatividad, se dice que la relatividad es falsa y la verdadera es nueva. Lo único que podemos pedir
a una teoría es dar una visión coherente del universo según sus conceptos. En este
proceso histórico se puede convertir en una dirección y las teorías consideradas falsas durante mucho tiempo pueden ser recuperadas. La larga historia del ser onda/cuerpo de la materia puede ser un claro ejemplo. La
ciencia, por tanto, está cambiando constantemente estructurando teorías cada vez más amplias y compresibles, pero no sabemos (y no se sabe) si son ciertas o falsas.
Lo que hace cada nueva teoría es dar una nueva visión de la realidad.
El paradigma OBSERVACIONES
(1), en palabras de Kuhn, es un marco universalmente reconocido por el mundo científico, en el que durante un largo período de tiempo se dirigen tanto la interpretación de los fenómenos como la investigación científica. En este sentido, la mecánica de Newton y la de Einstein son dos ejemplos claros de paradigmas.
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