Historia de la Ciencia 1700-2000

 

HISTORIA DE LA CIENCIA 1700-2000

Física

Newton (1643-1727) descubrió la fuerza de la gravedad, y descubrió que ésta explica tanto el movimiento de los cuerpos celestes como de los terrestres. Formuló la tres leyes de la mecánica clásica (todo tiene inercia, F = m x a, acción = reacción). Aunque descubrió la fuerza de la gravedad, nunca pudo explicar cómo funcionaba, como la masa de la un cuerpo realmente impactaba a otro cuerpo. Esto todavía no está claro.

La ciencia entra en un nuevo paradigma, una nueva forma de ver el mundo: ya no es el paradigma orgánico de Aristóteles, sino un paradigma mecanicista: el universo es un gran máquina. Este paradigma es un paradigma determinista: todo lo que está ocurriendo ahora es el resultado mecánico de cómo estaba el universo hace años.

A principios del siglo 19, Faraday (1791-1867) produjo unas grietas en el sistema newtoniano cuando empezó a estudiar el magnetismo y la electricidad: estas fuerzas no se explicaban con las ideas de Newton.

Pero 1864 James Maxwell (1831-1879) reparó estas grietas, haciendo la segunda gran unificación en la física: descubrió que la electricidad, el magnetismo e incluso la luz, son ondas que viajan por el espacio a la velocidad de la luz: no son corpúsculos, sujetos a mecánica newtoniana. No consiguió incorporar en su teoría la fuerza de la gravedad.

Pero en 1900 Plank descubrió que para explicar algunas cosas de la luz había que suponer que la luz se transmitía en partículas discretas, llamadas “quantos”. Estoy volvía a romper la unidad ¿Cómo puede ser la luz onda y corpúsculo a la vez? Esto además rompía la unidad de la ciencia en cuanto que supondría que hay un set de leyes para explicar las micro-partículas y otro para explicar el resto del unvierso.

Entre 1905 y 1920, Einstein (1879-1955) descubrió el tiempo no es más que una cuarta dimensión del espacio. Con su teoría de la relatividad pudo intuir que la gravedad no es una fuerza como tal, sino una curvatura en el espacio producida por la presencia de masa en el continuo espacio-tiempo. También descubrió que la masa de las cosas no es otra cosa que una forma de energía e = mc2. Por lo tanto, no es tan problemático que una cosa sea onda y corpúsculo a la vez.

A partir de 1925, Einstein dedicó los últimos 30 años de su vida a tratar de encontrar una teoría que unificara la fuerza de la gravedad con la fuerza electromagnética. Nunca lo consiguió.

A principios del siglo 20, sin embargo, empezó a investigarse cómo una cosa podría ser onda y corpúsculo a la vez. Esto dio nacimiento, a partir de unos trabajos de Neils Bohr en 1924 a una nueva forma de ver la física que se llamó la mecánica cuántica. El adjetivo cuántico significa que se usa para analizar “micro-partículas” o realidades en dimensiones muy pequeñas. Pero muy rápidamente se fue desarrollando esta mecánica hasta que sirvió para explicar toda la realidad, micro y macro. Lo más llamativo de esta teoría era la fortaleza de sus predicciones.

La primera implicación interesante de la mecánica cuántica es que la física deja de ser determinista y pasa a ser probabilística: las cosas que existen no están completamente determinadas por cómo eran las cosas en el pasado + una leyes. Ahora resulta que hay fenómenos realmente probabilísticos (con el enfogono de Einstein que era determinista y que pensaba que “Dios no juega a los dados”).

Además, el hecho de que todo el movimiento en el universo pueda verse sólo como probabilidades puede verse como una justificación de le inmaterialidad de la mente humana. Si todos los sistemas físicos solo tienen probabilidades, estas probabilidades no pueden quedarse siempre como probabilidades, en algún momento tiene que haber resultados definitivos. Solo tiene sentido decir que hay un 60% de probabilidad de que Jane pasará el examen de francés si en algún momento va a haber un examen de francés para Jane. La única forma de que las probabilidades tengan sentido es que intervenga una mente humana y entonces aparezca la certeza. Por lo tanto la mente humana no puede ser simplemente un sistema físico, describible por ecuaciones. Por lo tanto, la mente no es material.

Con todo lo anterior, se ha llegado en la Física a lo que se ha llamado el Modelo Estándar, una teoría que aúna y explica la fuerza fuerte, la fuerza débil y la fuerza electromagnética. Pero no logar explicar la fuerza de la gravedad. Y tampoco logar explicar porqué hay cosas que tienen “masa”.

Se ha hipotetizado que exista una partícula todavía no descubierta, llamada el bosón de Higgs, que sería el que explicaría la masa en el universo. Si esta partícula existiera, lo estaría llenando todo, incluso el vacío. Esto querría decir que el universo es en el fondo una sola masa, con distintos patrones de densidad y de momento.

También se ha hipotetizado que exista el gravitrón, una partícula que lleve la fuerza de la gravedad.

Todo esto va a tratar de ser probado en el acelerador de partículas del CERN llamado Large Hadron Collider.

Genética Molecular

En el año 2007, un filósofo británico, uno de los más famosos ateos del mundo, Antony Flew, se ha declarado creyente en Dios. En el simposio donde anunció su conversión afirma que ésta de debe “casi enteramente a las investigaciones sobre el DNA”. Vale la pena investigar qué está descubriendo la genética molecular.

Hasta el año 1866, 7 años después de Darwin publicara el Origen de las Especies, se había creído que los hijos provenían de una “mezcla” de químicos del papá y la mamá. En 1866 Gregor Mendel descubrió que el material de los padres no se mezclaba, sino que cada uno sometía unas características, y se cogían algunas del papá y otras de la mamá.

En 1950 se entendió bien cómo funcionaba la herencia cuando se descubrió que no eran las proteínas las que llevaban la información genética, de padres a hijos, sino una molécula, a la que se la llamó, DNA. Cuando se entendió finalmente cómo funcionaba esta molécula se descubrió algo maravilloso: la vida está regida por un programa o código de información.

Para entender la magnitud de esto, tenemos que entender lo que es información. Se dice que una señal es “información” cuando la señal es independiente de la materia que la transporta. Una nube gris es “señal” de lluvia, pero no es “información”, porque el color gris es dependiente de la capacidad de echar agua que tiene esa nube. Las señales de humo de un indio sí son información, porque no dependen de qué humo sea, sino de unos ritmos que han sido previamente acordados con otros indios. Pues bien, se descubierto que lo que el DNA lleva es “información”, algo independiente de su sustrato químico. Y se descubrió que el proceso de reproducción es un proceso de pasar información (replicación) no de mezclar los químicos del padre y la madre.

De hecho, no solo la reproducción, sino casi todo el funcionamiento del cuerpo de los hombres y animales se hace pasando información de este “programa” que es el DNA a las proteínas, que se encargan de hacer la principales funciones que un viviente: alimentación, movimiento, estructuración, etc. Dentro de cada una de los 300 trillones de células del cuerpo humano hay una molécula que contiene 3 billones de letras. Y la “actividad de vivir” consiste en que dentro de las células se ven formando proteínas a base de “leer” la información que existe en el DNA del núcleo de la célula. Las proteínas se encargan, después de hacer todo lo que el cuerpo necesita: regular su temperatura, coger oxígeno de la respiración, defenderse de cuerpos extraños, alimentarse, etc.

Esta forma de organizarse que tiene la Naturaleza parece querer decir que en la “estructura de la vida” primero existe un código o programa que luego organiza a una materia. Esta idea fue grabada en piedra por Francis Crick, unos de los padres del DNA en 1958 cuando estableció el “Dogma Central de la Biología Molecular” que dice que la transferencia de información se da siempre desde el DNA a las proteínas y nunca de las proteínas al DNA.

Todo esto pareciera apuntar a que hay una racionalidad previa que organiza la materia, en vez de el argumento materialista de que la racionalidad del hombre no es más que una forma sofisticada de organizarse la materia.

Cosmología

En 1922 Alexander Friedmann un cosmólogo ruso, a partir de le la teoría general de la relatividad, demostró que el universo podía estar expandiéndose, contrario a la idea de Einstein de que el universo era estático.

El Big Bang y el principio antrópico:

N – the ratio of the strength of the electrical forces and the strength of gravity

Epsilon – defining how firmly atomic nuclei bind together

Omega – which measures the relative importance of gravity and expansion energy in the universe

Lambda – the “Cosmological Constant”

Q – the ratio of the gravitational energy required to pull galaxies apart and their mass

D – the number of space-like dimensions in the universe[4]

Hacia a dónde va la ciencia actual

Repasemos brevísimamente en qué dirección se está moviendo la ciencia en sus distintos campos:

  1. Mecánica: mecánica cuántica, se destruyó el determinismo físico de que todo está determinado por el estado del universo hace millones de años.
  2. Física: hacia una teoría del todo que unifique las cuatro fuerzas que gobiernan todo. Descubrimiento del bosón de Higgs en el LHC llevaría a ver que todo el universo es una unidad, no partículas
  3. Astronomía: Big Bang, como posible acto creador, donde todo lo que iba a ser el universo estaba built-in en una pelotita del tamaño de una toronja.
  4. Microbiología: DNA donde se demuestra que la materia está ordenada por la palabra, que hay un programa, un código que regula la materia viva.
  5. Macrobiología: la evolución, que originalmente se usó para atacar a la religión, está resultando ser una auténtica sinfonía, orientada hacia la aparición del hombre.

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