2. CONCEPTO DE FILOSOFÍA DE LA
FÍSICA
La filosofía de la física se refiere al conjunto de
reflexiones filosóficas sobre la interpretación,
epistemología y principios rectores de las teorías
físicas y la naturaleza de la realidad.
También, se ocupa de señalar el destino de las
creencias que han regido la física así como de
las consecuencias de las influencias de la
religión, sentido común o filosofía sobre la ciencia
de la física.
Por ejemplo, el estudio de los conceptos del
espacio o el tiempo, o sobre el desarrollo de los
modelos cosmológicos o sobre los modelos del
átomo forman parte de su quehacer.
3. FISICA DE ARISTÓTELES
Distingue entre la materia (sujeto paciente de los cambios) y la
fuerza (agente causante de los cambios)
Son 4 causas, de las cuales la eficiente es la principal porque
se la identifica con la fuerza.
C. material
C. formal
C. eficiente: aquel que es el responsable de la substancia. Es
decir, aquel que pone en movimiento todo lo posible por hacer
que se genere la sustancia.
C. final
Plantea 4 principios:
Negación del vacío (Hoy se acepta el vacío)
Todo cambio tiene su causa eficiente (la incertidumbre plantea
limites al determinismo)
Hay cambio por contacto (la gravedad no necesita contacto para
ejercer cambios)
Existe un primer motor inmóvil: toda la física aristotélica es una
búsqueda de aquello que explica todo el movimiento pero que a su
4. COSMOLOGÍA ARISTOTÉLICA
Modelo Geocéntrico.
El Mundo se divide en 2:
sublunar que contiene a
los 4 elementos; y
supralunar que está
poblado por el éter que
es la quintaesencia. El
movimiento perfecto es
el circular.
5. COSMOLOGÍA DE COPERNICO
Empecemos planteando la teoría de Nicolás Copérnico que puede
resumirse en los siguientes puntos:
1. El mundo tiene que ser esférico
2. La Tierra tiene que ser esférica
3. El movimiento de los cuerpos celestes es uniforme, circular y perpetuo
4. La Tierra se mueve en una órbita circular alrededor del centro que es el
sol y también gira alrededor de su eje
Por otra parte, la teoría de Ptolomeo sostenía que la tierra está en el centro
del universo y éste se halla limitado por la esfera de las estrellas fijas.
Comparando estas dos teorías nos damos cuenta que son contradictorias,
sin embargo, en la época renacentista se creía con más fuerza en la
postura Ptolemaica. Lo cual obligaba a quienes contemplaban la teoría
copernicana como una posibilidad a sostener que dicha propuesta
copernicana no pasaba de ser sino una hipótesis. Todo esto se hacía para
no entrar en contradicción con lo que podemos llamar lo políticamente
correcto. ¿Qué hizo que la teoría Ptolomeica fuera tan aceptada?
Podemos aducir tres razones:
1. El sentido común que nos obliga aceptar que la tierra es plana y que es
el sol el que da vueltas alrededor suyo
2. La técnica matemática de los epiciclos que sugiere que el movimiento
irregular de un planeta puede explicarse proponiendo ciclos sobre ciclos
7. COPÉRNICO
Vamos a darnos cuenta que ninguna de estas
razones es suficiente. En primer lugar, podemos decir
que el sentido común es engañoso. Las cosas no son
lo que parecen. Como cuando se sumerge un lápiz
en un vaso, y uno ve que se corta. La sola visión nos
invita a pensar en que el agua separa partes del
lápiz. Pero sabemos que esto es solo una ilusión. En
segundo lugar, la técnica matemática de los epiciclos
hace demasiado complicada la teoría. Ante ello
podemos recurrir a la navaja de Ockham que nos
dice que no debemos explicar con más lo que
podemos explicar con menos. Es decir, en nombre
del principio de economía lingüística es mejor aceptar
la explicación más sencilla que siempre es la más
verdadera lo cual inclina la balanza a favor de la
teoría copernicana. En tercer lugar, la concepción
religiosa de por sí no tiene suficiente valor científico
aunque sí valor sistemático y simbólico. Sin embargo,
los simbolismos religiosos no son necesarios a la
8. TRES LEYES DE KEPLER
Primera ley: Todos los planetas se
desplazan alrededor del Sol describiendo
órbitas elípticas. El Sol se encuentra en
uno de los focos de la elipse.
Segunda ley: el radio vector que une un
planeta y el Sol barre áreas iguales en
tiempos iguales.
Tercera Ley: los cuadrados de los
periodos de revolución de los planetas (el
10. FÍSICA DE NEWTON
Se toma como punto de partida un universo constituido por
corpúsculos extensos y por espacio vacío. Cada uno de estos
corpúsculos tenía la posibilidad de interactuar por contacto y también
a distancia, ejerciendo fuerzas gravitatorias proporcionales a su masa
e instantáneamente sobre los demás.
En los Principia mathematica de Filosofía Natural de I. Newton se
describe cómo las fuerzas producen movimiento:
La ley de inercia (primera ley) por la cual un cuerpo se mantiene en su
estado de movimiento si no actúan fuerzas sobre el mismo.
La proporcionalidad entre la intensidad de la fuerza y la aceleración
(segunda ley).
El principio de acción y reacción (tercera ley), por el que la fuerza que
ejerce un cuerpo sobre un segundo cuerpo es igual y de sentido
contrario al que ejerce el segundo sobre el primero.
La visión newtoniana del universo se completaba con la ley de la
gravitación universal que describe la naturaleza de las fuerzas
gravitatorias asociadas con los corpúsculos materiales. En esa teoría
dichas fuerzas son siempre fuerzas atractivas y centrales, es decir,
actúan según la recta que determinan sus respectivos centros.
Newton estableció la variación cuantitativa de esta fuerza: resultaba
ser directamente proporcional al producto de sus masas, e
11. LEY DE GRAVITACIÓN
UNIVERSAL
Los cuerpos ubicados en la cercanía de la superficie terrestre
están sometidos a una fuerza denominada peso, debido a la
atracción de la Tierra. Newton observa que en su análisis la
aceleración con que la Tierra atrae a todos los cuerpos
próximos a su superficie debía ser la misma que obliga a la
luna a moverse alrededor de la Tierra y a los planetas
alrededor del Sol
Newton concluyó correctamente que los planetas giran
alrededor del Sol por la misma razón que la luna gira
alrededor de la Tierra. Pensó que debe existir una
aceleración centrípeta por tanto una fuerza resultante hacia el
centro de giro: la gravedad.
La gravedad es una de las fuerzas fundamentales o básicas
de la naturaleza como podemos notar:
1) La fuerza electrodébil: la fuerza de fricción. Fuerzas
eléctricas, magnéticas, electromagnéticas y la nuclear débil
2) La fuerza nuclear fuerte: Tiene lugar entre partículas
12. LEY DE GRAVITACIÓN
UNIVERSAL
F= G mı
m2
(r)²
La fuerza de atracción
gravitatoria entre 2
cuerpos cualesquiera
del universo es
directamente
proporcional al
producto de sus masas
e inversamente
proporcional al
cuadrado de la
13. ¿POR QUÉ LA LUNA NO CAE HACIA LA TIERRA Y LA
CHOCA?
Hay dos razones que explican esto. Creemos desde la
perspectiva de la Tierra que como todas las cosas caen
la Luna también debería caer. Pero desde la perspectiva
de la Luna en donde también hay gravedad, la Tierra
debería caer sobre ella. Entonces, debido a que desde
ambas partes se ejerce una fuerza podemos decir que
esta se termina anulando generando que la Luna siga en
órbita alrededor de la Tierra.
Otra razón viene dada por lo que denomina “El cañón
orbital de Newton”. Si lanzamos una piedra sabemos
que caerá a los pocos metros. Pero si la lanzamos con
una fuerza considerable sabemos que como la Tierra no
es plana sino redonda debería esta piedra regresar por
detrás del punto en que la expulsé. De la misma manera
la Luna fue en un momento como una especie de
14. FILOSOFÍA DEL TIEMPO: NEWTON VS
LEIBNIZ
En la física iniciada por Newton, el tiempo cumple el
papel de ubicar y ordenar los sucesos de manera fija,
como si el Universo fuese una larga película de video en
donde los acontecimientos nunca pueden ser alterados.
En lo que respecta a cuestiones más metafísicas,
Newton señala que si el espacio y el tiempo son infinitos,
eternos, omniscientes, tal como los atributos de Dios,
cabría considerar que, de hecho, el espacio y el tiempo
no son nada menos que los “sentidos de Dios“.
Si el tiempo es homogéneo, quiere decir que cualquier
parte que tomemos de él, debe ser exactamente igual a
cualquier otra de la misma duración. Entonces, el tiempo
no podría haber tenido origen ni fin, ya que esos límites
romperían con la naturaleza homogénea del tiempo. El
tiempo debió existir desde siempre y por siempre,
independientemente de cuándo Dios decidiese crear al
Universo (entendamos “Universo” por materia, en este
caso); lo mismo sucede con el espacio. El tiempo
absoluto, entonces, se extiende desde el infinito hasta el
15. FILOSOFÍA DEL TIEMPO: NEWTON VS
LEIBNIZ
Para Leibniz el tiempo no es independiente de las cosas
materiales, sino todo lo contrario: sin materia no hay sucesos, sin
sucesos no hay tiempo
Él definió al tiempo como las relaciones de los sucesos: sin
acontecimientos físicos, no tendría sentido afirmar que el tiempo
fluye. A su vez, los acontecimientos necesitan de las substancias
materiales para tener lugar. En consecuencia, el tiempo es
relacional: se relaciona totalmente con la materia y depende de
ella; si ésta no existiese, entonces no tendría sentido hablar de
tiempo. El tiempo queda así definido como una abstracción
mental, como algo ideal, aunque sean reales las relaciones que
producen esa construcción mental
Sin embargo, el tiempo no es el orden de sucesos cualesquiera,
sino de los medidos localmente desde un marco de referencia. Sí,
Leibniz introduce la noción del marco de referencia que hace que
cada observador tenga una línea de tiempo propia, y ya no hay un
tic-tac-tic-tac válido para todo el Universo, sino que cada
observador puede medir un orden de sucesos, con distintas
16. TEORÍA DE LA RELATIVIDAD
Propuesta por Albert Einstein
Los principales puntos de la propuesta relativistas son los siguientes:
Las mismas leyes de la electrodinánica y de la óptica resultan válidas para
todos los sistemas de referencia en los que se aplican las ecuaciones de la
mecánica.
La luz siempre se propaga en el espacio vacío a una velocidad determinada,
que es independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor. (Es decir, a
pesar de que la velocidad relativa de dos móviles en movimientos depende de
sus velocidades, en el caso de los móviles que tengan la velocidad de la luz
eso no se cumple)
Otras consecuencias son:
La duración de un fenómeno sobre un cuerpo en movimiento es mayor que su
duración sobre un cuerpo en reposo
Dos fenómenos simultáneos con respecto a un observador pueden no serlo con
respecto a otro (Paradoja de los hermanos gemelos)
La longitud de una regla se reduce en la dirección de su movimiento
La masa de un cuerpo aumenta junto con su velocidad;
Mf= . Mo .
√1 – (v/c)²
La masa equivale a una cantidad de energía determinada (E=mc²)
17. MECÁNICA CUÁNTICA
Propuesta por Max Planck.
Es parte de la física del micromundo que estudia el
movimiento de sus objetos
Cuanto es el término acuñado por Planck para solucionar
el problema del cuerpo negro
Para Planck la energía no se emite ni se absorbe en forma
de radiación de la materia con continuidad sino de acuerdo
con múltiplos enteros de determinada cantidad
E=hv, h=cte de Planck, v=frecuencia de onda de la
radiación
Einstein confirmaría la teoría de Planck con el estudio del
efecto fotoeléctrico.
Esta investigación se anexaria con los estudios sobre la
estructura del átomo.
18. MECÁNICA CUÁNTICA
Así, Niels Bohr siguiendo a Rutherford y Planck, introdujo los
siguientes postulados
1) la fuerza de atracción entre el protón y el electrón en el
hidrógeno debe ser igual a la fuerza centrífuga que desarrolla el
electrón, al girar alrededor del núcleo
2) El electrón se encuentra a una distancia del núcleo
determinada por su impulso multiplicado por la longitud de su
trayectoria, siendo igual a un múltiplo entero de la constante de
Planck
mv(2πr)=nh
3) Mientras que el electrón gira en su propia órbita no pierde ni
gana energía, debido a que las órbitas son espacios de energía
constante denominados niveles estacionarios o niveles de
energía
4) Cuando un electrón pasa de un nivel inferior a uno superior
absorbe energía y cuando desciende emite energía (Cuantum)
Sommerfeld modificó la teoría de Bohr afirmando que los
electrones no solo podrían girar en orbitas circulares, sino
20. MECÁNICA CUÁNTICA
(Resulta interesante percatarse que la estructura del
micromundo guarde relación muy semejante con la del
macromundo. Un átomo tiene casi la forma de un sistema solar.)
Los electrones se manifestaban una veces como ondas y otras
como corpúsculos. Se habían formulado dos interpretaciones
mecánicas de la materia, la física corpuscular de Heisenberg y la
mecánica ondulatoria de Schrödinger. Estas parecían excluirse
en virtud del principio de no contradicción.
Pero en vez de excluirse estas investigaciones llegaron a
conclusiones válidas. Por ello pudo imaginar De Broglie (1924) al
electrón como un corpúsculo-onda. Siendo así la identidad de
las partículas ya no puede afirmarse y rompe el principio de
identidad. Así como toda inda electromagnética le corresponde
un corpúsculo, sucede a la inversa que a toda partícula, con una
masa m en reposo y una velocidad v le corresponde una onda
de longitud L=h/mv. Esto se llama el principio de
correspondencia.
Un nuevo principio asoma y se llama el principio de
complementariedad formulado por Niels Bohr: la realidad no es
una cosa que en algunos casos se comporte como si fuera otra,
o una tercera cosa que toma uno u otro aspecto, sino que se nos
21. HEISENBERG
En 1927 Heisenberg afirmó que es imposible conocer la posición y
la velocidad del electrón. Sostenía que al determinar
experimentalmente su posición exacta, su movimiento era
perturbado por el mismo experimento, y por tanto, no es posible
hallar su velocidad exacta; y cuando se hallaba su velocidad, no era
posible determinar su posición. Según este principio de
incertidumbre, no se puede describir la trayectoria exacta del
electrón, por lo que solo debemos conformarnos con tener una idea
de la Reempe (Región espacio-energética de manifestación
probabilística electrónica). Esta puede ser definida como la región
del espacio que rodea al núcleo, donde es mayor la probabilidad
que se encuentren los electrones, sin describir órbitas definidas,
pero ocupando diferentes niveles de energía. La teoría atómica
moderna describe la posición probable y el movimiento del electrón
por medio de cuatro parámetros denominados números cuánticos
A) principal: se relaciona con el radio de la nube electrónica y tiene
los valores (1,2, 3, 4, 5,6, 7)
B) azimutal: se relaciona con la forma del orbital s, p, d, f
C) magnético: se relaciona con la orientación del orbital
D) rotacional (spin): rotación del electrón sobre su propio eje
22.
23. BIBLIOGRAFÍA
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LOPEZ QUIÑONEZ, J. Pensamiento, memoria y
mecánica cuántica
REALE, G y ANTISERI, D. Historia del pensamiento
filosófico y científico.
ASMAT, J. y BROCCA, M. et al. Física básica.
HAWKING, S. Historia del Tiempo
RUSSELL, B. El conocimiento humano
La perspectiva científica
NAVARRO, J. y CALVO, T. Historia de la Fílosofía.
KOYRÉ, A. Pensar la ciencia
