Fonaments filosòfics de la ciència newtoniana
1987/12/01 Ibarra, Andoni Iturria: Elhuyar aldizkaria
A. METODOLOGIA NEWTON
Newton es considerava un filòsof natural. XVII. En el segle XX, la paraula filòsof natural es referia als fenòmens de la naturalesa, és a dir, als moviments i recorreguts dels cossos, als raigs de llum, etc. El filòsof natural, per tant, era un físic actual. I Philosophiae Naturalis, que apareix en el títol de la seva obra mestra , és només la nostra Física actual. XVII. En el segle XX existien dos pensaments la síntesi dels quals serà la gènesi de la Física. D'una banda, la pensabilidad físic-matemàtica (que ve de la mà de Descartes, Cavalieri, Fermat, Pascal, Barrow o Huygens) i per un altre, menys matemàtica o deductiva, però més empírica i experimental (de Gassendi, Boyle o Hooke). La nova ciència, la Física, és el resultat de la síntesi de Newton entre aquests dos cadàvers.
Hipòtesi i fenòmens
El punt de partida de la ciència newtoniana és l'anàlisi de la quantificació de forces. Les forces no són visibles, però es poden expressar mitjançant números. En conseqüència, l'explicació dels fenòmens que es produeixen en la naturalesa es pot realitzar seguint un sistema de composició (síntesi) de forces que es correspon amb els principis físic-matemàtics (mecànics) que han d'establir-se. El primer objectiu és la determinació dels principis mecànics.
Per a això, només podem utilitzar la raó (és a dir, el càlcul matemàtic) i l'experimentació, evitant explicacions basades en la mera hipòtesi (veure inici d'Opticks (1704)). Aquí tenim una explicació que no està verificada empíricament. En el llenguatge newtonià, per tant, les hipòtesis són acceptacions causals prefixades; no estan sotmeses a verificació experimental(1). Les hipòtesis poden ser físiques o mecàniques.
Newton utilitza la paraula hipòtesi física en un sentit concret: per a designar la força, substància o estructura de la Naturalesa que apareix com una explicació causal sense verificació. Quan la hipòtesi física admet el mateix tipus d'anàlisi quantitativa que pot utilitzar-se en l'estudi de cossos i moviments mesurables per a les propietats que afirma, es converteix en hipòtesi mecànica. Per tant, quan Newton impedia les hipòtesis físiques considerades com a premisses infundades, impedia l'anàlisi de propietats immenses.
No obstant això, és evident que Newton també materialitzava les hipòtesis en el modern significat de la paraula, és a dir, com un pensament que després ha de suportar la verificació experimental. A aquestes conjectures Newton en la seva vellesa els cridava queries o questions (preguntes). Mentre que els queries són confirmats o impedits, les hipòtesis mecàniques que no condueixen al contrast experimental (quedant així com hipòtesi, sense arribar a ser una query a) són explicacions no confirmades, és a dir, ficcions per causes.
Però no cal pensar que Newton mai va fer hipòtesis errònies. També va entrar en contradiccions significatives amb la seva Scholium Generale de Principia, hypotheses senar fingo. Aquest tipus d'hipòtesi es formulen en diferents llocs (2): per exemple , la percepció d'estancament en el centre de l'univers, o de la naturalesa de la llum (formada per partícules corporals que es transmeten en el mig èter). No obstant això, en aquests casos, Newton, per exemple, quan parla de la hipòtesi puzzana, distingeix clarament entre la comprensió aierna i la seva teoria respecte a aquesta, que, per descomptat, havia obtingut per via experimental. Aquest és el punt que sempre ens apareixerà amb precisió: la separació estricta entre el que es pot demostrar i el que no es pot.
Només ha d'acceptar-se el que pot demostrar-se experimentalment, la qual cosa es deriva dels fenòmens. Els fenòmens són el punt de partida de la seva ciència ( argue from Phenomena without feigning Hypotheses ). Per descomptat, els fenòmens són dades experimentals o observables amb implicacions directes, però també lleis basades únicament en el nombre finit d'observacions en Newton. Per això dóna el nom explícit a les lleis de Kepler com a fenomen. En la seva opinió, més que com a llei, podríem considerar-ho una regularitat empírica que s'infereix d'un nombre finit de dades observables.
Mètode d'Anàlisi/Síntesi
La ciència ha de partir de fenòmens (dades observables i regularitats empíriques) i actuar segons el mètode d'anàlisi i síntesi (o Composició). La primera part del mètode, tal com s'ha esmentat, ha de partir d'experiments i observacions per a obtenir conclusions que tinguin el caràcter de lleis o principis, utilitzant únicament la via d'inducció basada en la inferència analògica (III. A l'hora de parlar de la regla, veurem més concretament).
El que no escaigui de l'experimentació o de les veritats obtingudes mitjançant el raonament matemàtic, no serà admès com a objecció contra aquests principis. Newton, com ens indica en la query 3 de la seva Opticks, amb aquest procediment d'anàlisi podem passar dels moviments a les forces que els provoquen, i en general, de les conclusions a les seves causes i de les causes particulars a altres més generals, fins que el raonament finalitzi en la causa més general.
La fase corresponent a la síntesi consisteix a reconèixer les causes oposades i explicar els fenòmens que poden derivar-se d'aquests principis, demostrant tots els passos donats. En tot aquest procés les hipòtesis (en el sentit de la pregunta queries) tenen un gran valor heurístic: donen principi a les vies de recerca a contrastar. No obstant això, aquestes hipòtesis no han de ser explicades en l'última sistematització, ja que aquesta només pot recórrer al fixat en el doble procediment d'anàlisi/síntesi mitjançant inducció analògica i demostració matemàtica.
Com ha de ser el científic
XVIII. Des de la segona meitat del segle XX, la comunitat científica accepta gairebé per unanimitat, no sols el mètode d'anàlisi/anàlisi, sinó que Newton aprova l'III. També les concepcions lògiques i epistemològiques que exposa breument en l'apartat de Regulae Philosophandi (regles de filosofia) del començament del tom:
Regla I: Només hem d'acceptar com a causes de les coses naturals aquelles que són capaces d'explicar el seu aspecte.
II. regla: Als mateixos efectes naturals, hem d'atenir-se a les mateixes causes.
III. regla: Totes les qualitats corporals dins dels límits dels nostres experiments han de ser considerades com a propietats universals de tot cos.
IV. regla: En la filosofia experimental, malgrat encertar qualsevol hipòtesi contrària, hem de buscar proposicions que dels fenòmens puguin ser inferides d'una manera real o gairebé real a través de la inducció general, i això es farà fins que es produeixin altres nous fenòmens que puguin ser realitzats per proposicions més precises o lligades a excepcions.
Les dues primeres regles expliquen bàsicament la mateixa idea: la base de la ciència, com ha dit Galilei, ha de ser el més simple possible.
III. En la regla, l'empirisme de la filosofia experimental de Newton (la nova ciència física) es contraposa a l'apriorisme de Descartes, ja que, segons explica en l'annex corresponent, no percebem que tots els cossos siguin inpenetrables en la fusió, sinó per la raó, sinó per la sensació. Descobrim que els cossos que utilitzem són inpenetrables en la batalla i per aquest motiu la inaccessibilitat sigui una propietat general de tots els cossos.
Així doncs, hem d'abandonar les ficcions de les hipòtesis i basar-nos en els experiments, que ens permeten parlar d'analogia de la naturalesa basada en la senzillesa. Aquesta analogia ens permet realitzar inferències inductives que ens permetin extreure d'uns experiments finits qualitats generals de tot cos. Basat en aquest empirisme d'arrel lockiana, i contra l'innatisme de Descartes (que va aconseguir expressar una única característica general dels materials de corpuscle: la seva extensió), Newton, a més de la inpenetrabilidad en la cançó, va explicar altres qualitats dels cossos, com la duresa, la mobilitat, la mobilitat...
IV. Pretén aprofundir en l'exposat per la regla III, que en el seu moment (i en l'actualitat) era difícil d'aprovar. Per a això, IV. la regla vol donar la màxima ordre d'un comportament científic correcte: cal associar-los a fets i si aquests no coincideixen amb les hipòtesis abstractes i filosòfiques, amb el cor aquestes hipòtesis als grans!
B. EXERCICIS EPISTEMOLÒGICS
I.B. Al que Cohen ha anomenat a la ciència una manera newtondar, Regulae Philosophandi comença: a partir dels fenòmens, la consecució dels principis, per a després tornar a demostrar altres fenòmens de rang superior.
Fins ara hem analitzat hipòtesi, queries o hipòtesi en el sentit actual, fenòmens, mètode i regles newtonians. La semblança de les lleis de Kepler (que Newton, com ja s'ha esmentat, les considerava una regularitat empírica) suposava el primer nivell d'abstracció inductiva. No obstant això, els principis ens situen en un segon pla d'abstracció superior a l'anterior.
Principis mecànics
Els principis de la física són lleis en sentit estricte. Expressen un ràtio o proporció en el seu enunciat o, utilitzant l'expressió actualitzada, una fórmula matemàtica o una relació funcional. Els principis mecànics indiquen com els científics han entès el fenomen o un conjunt de fenòmens, i en aquesta comprensió la matemàtica és la que genera major precisió. Newton es va adonar de tot això. La formulació dels seus principis mecànics requereix mesuraments, per al que han d'establir-se normes de mesurament (que no siguin més que un ràtio entre dades en quantitat).
Per això, la detecció d'una nova regla de mesura pot considerar-se la cerca d'una nova llei física. Les definicions de massa i momentum (quantitat de moviment) que inicien la presentació de la mecànica axiomatizada en els Principias indiquen clarament que aquests conceptes inclouen en el seu significat les regles de mesura. A partir d'aquests conceptes, les normes de mesurament s'incorporen també als principis mecànics. Totes dues definicions es formulen com:
Definició I: La mesura de la matèria s'expressarà en funció de la seva densitat i volum.
II. definició: La mesura de la quantitat de moviment (momentum) s'expressarà en funció de la quantitat de velocitat i materi.
Al seu torn, el significat de la força (com veurem més endavant, encara que no es vulgui estendre hipòtesi sobre la naturalesa de la força) és el resultat del producte de la massa per l'acceleració. Aquesta mesura s'obté: II. segons la definició, la quantitat de moviment = m.v; segons la segona llei newtoniana de moviment (3), la variació de la quantitat de moviment (és a dir, la variació del momentum) és proporcional per força que ha produït. És, per tant, la mesura de la força que ha produït un canvi en la quantitat de moviment. La mesura de la força s'estableix com el producte de la massa per l'acceleració (encara que la seva formulació actual correspon a Euler i no a Newton).
Principis actius
Els fenòmens de la naturalesa han d'explicar-se en funció dels principis mecànics expressats matemàticament, aprofitant el procés que hem vist anteriorment: de les conseqüències a les causes i d'aquestes a altres més generals fins a obtenir la primera causa. Però Newton reconeix que aquesta causa no és mecànica. (28. Querya , Opticks ).
Així doncs, condemna el mecanicisme (és a dir, l'explicació dels fenòmens naturals només segons lleis mecàniques) i afirma creure en un autor diví, ja que, en un altre lloc, els moviments dels planetes no poden ser conseqüència d'una causa natural, sinó d'un Agent Intel·ligent.
Per això, es crea una jerarquia en les causes dels fenòmens: Déu és un principi originari i efectiu, mentre que els principis mecànics són principis passius. Per exemple, si només estiguessin aquestes últimes, segons la primera llei newtoniana de moviment (el principi d'inèrcia) no hi hauria moviment en el món. Altres principis han d'afectar els cossos perquè es moguin (i, una vegada iniciats, es mantenen). Han d'existir principis actius, eficaços. Déu és, per descomptat, el primer d'ells, però hi ha uns altres com la gravitació i les forces que intervenen en els processos químics i alquímicos.
Aquests principis eficaços no queden exclosos de l'anàlisi de la ciència experimental. D'aquí l'interès de Newton (4) per l'alquímia i per l'altre costat teològic, a causa del neoplatonisme de l'època. De fet, l'alquímia estudia els esperits efectius en els materials, i la pròpia filosofia natural (Física), partint de l'aparença dels fenòmens, ha d'ajudar a resoldre els problemes teològics que afecten l'existència humana, humana, intel·ligent i omnipresent.
Elements constructius del món
Per a Newton, la major importància de la seva ciència física resideix en l'estudi d'aproximació a la primera causa. No obstant això, al no aconseguir la generalitat del seu projecte, es va limitar a la recerca mundial.
Si per a Descartes el món està format per dos elements (extensió i moviment), per a Newton es compon de matèria (infinit nombre de partícules), moviment (resultat de les forces motrius que apareixen segons les lleis mecàniques) i espai (entès com a absolut, en el qual les partícules i els cossos es desplacen).
Als tres elements que construeixen el món cal afegir el quart: l'atracció (5). Encara que és un element que harmonitza el món, no forma part d'ell. Pot ser d'origen diví o d'un autor material. En qualsevol cas, cadascú pot mantenir la seva opinió, ja que per a l'explicació científica no existeixen diferències entre la causa material i immaterial. Com ell escriu en el Scholium Generale de Principia, el més important és que per a nosaltres n'hi ha prou amb saber que realment existeix la gravetat i que actua d'acord amb les lleis que hem exposat i que a més serveix per a comprendre tots els moviments dels cossos celestes i de la nostra mar. La utilització generalitzada de la llei gravitatòria, per tant, restableix la unitat física de l'Univers newtonià i, al mateix temps, dota de la seva integritat intel·lectual.
No és d'estranyar que el concepte de gravitació general resulti inicialment discutible. De fet, es va negar la possibilitat d'atreure la nova visió de Newton. La gravetat apareixia com una tendència al centre del món dels cossos pesats. Newton demostra que el seu concepte és nou, que explica els moviments de la Naturalesa, encara que no sàpiga quina és la seva causa ontològica. No obstant això, els científics més importants de l'època, com Leibniz i Huygens, no van acceptar el concepte, ja que aquesta noció d'influir a distància tenia un to d'obscurantisme retrògrad. No obstant això, i com veurem en l'article sobre l'activitat esotèrica de Newton, aquest moviment a distància reflecteix una visió màgica de la realitat de les alquímies i els neoplatònics.
Aquest principi aparentment fosc (i que en el sentit d'Huygens i Leibniz no es podia admetre com a explicació de res, ja que ell també havia d'haver aclarit abans) i els problemes que d'ell es deriven seran els que exigiran a Newton una àmplia reflexió. La conclusió és el llibre Principia. Amb això s'inicia una nova ciència basada en una concepció dinàmica de la causalitat física i vinculada a la metafísica teista, que no ha d'entendre's com un complement de la ciència newtoniana, però que en el seu sistema suposa més que una cosa buida.
Avui dia, de les aportacions de Newton ens queda un aspecte merament científic, potser el menys important per a ell.
BIBLIOGRAFIA
- BECHLER, Z. (col. ), Contemporary Newtonian Research ,
Dordrecht, Reidel, 1982. - COHEN, I.B., The Newtonian Revolution , Cambridge, Cambridge
University Press, 1980. - KOYRE, A., Etudes newtoniennes , París, Gallimard, 1968.
- NEWTON, I., Optica , Madrid, Alfaguara, 1977.
- NEWTON, I., Principis matemàtics de la Filosofia natural,
Madrid, Ed. Nacional, 1982. - TRUESDELL, C.A., Assajos d'història de la Mecànica , Madrid,
Tecnos, 1975.
OBSERVACIONS
- El comportament de Newton davant les hipòtesis ha estat (i continua sent) la causa d'una de les polèmiques més greus de la Història i la Filosofia de la ciència. Aquí no podem donar compte d'aquesta polèmica, però normalment s'assumeix que Newton cada vegada es considerava pitjor. De ser sinònim de llei general al principi ( De motu Corporum , 1684) van passar a ser els anatemizados Scholium Generale, que s'annexen a la publicació 1713 de Principia, i que aquí ens apareixen com a arbitrarietats i sinònims de la ficció. Sens dubte, la polèmica amb Descartes i Leibniz tenia molt a veure en aquest canvi.
- Els anatemes anti-hipòtesis més nombrosos i duros es troben en el seu llibre Opticks. 31 d'aquest llibre. Query an va escriure: For Hypotheses llauri not to be regarded in experimental Philosophy, i en el 28 llegim: the main Business of natural Philosophy is to argue form Phenomena without feigning Hypotheses (La principal tasca de la Filosofia Natural és analitzar les hipòtesis a partir de fenòmens sense inventar-se.
- Aquesta llei continua sent molt discutible. Alguns ho consideren una definició tautològica del concepte força. Altres lleis empíriques. I és que la postura a favor de l'un o l'altre depèn de la filosofia corrent de cadascun (racionalisme, empirisme, etc.). ). Al meu entendre, és una metalegea sense contingut empíric i només serveix per a aclarir com s'han d'utilitzar les lleis mecàniques.
- En aquesta mateixa revista oferirem un article a les disciplines relacionades amb aquests aspectes.
- Koyrex ha subratllat la conveniència de separar l'atracció i la gravitació, encara que habitualment s'utilitzen com a sinònims. La gravetat és una qualitat sensible directament recollida en el cos natural. L'atracció és accionar a distància entre dos cossos qualitativament definits. A. Koyré, Etudes newtoniennes , 11-12 págs.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
