Física, HISTORIA DE.—El tema se tratará bajo los siguientes títulos: I. Una mirada a la Física antigua; II. Ciencia y principios Cristianas Académicos; III. Una mirada a la física árabe; IV. Tradición árabe y latín Escolástica; V. La ciencia de la observación y su progreso—Los astrónomos—La estática de Jordanus—Thierry de Freiberg—Pierre de Maricourt; VI. Los artículos de París (1277)—Posibilidad de vacío; VII. El movimiento de la Tierra: Oresme; VIII. Pluralidad de Mundos; IX. Dinámica—Teoría del ímpetu—Inercia—Mecánica celestial y sublunar idéntica; X. Propagación de las Doctrinas de la Escuela de París in Alemania y Italia—Purbach y Regiomontano—Nicolás de Cusa—Vinci; XI. El averroísmo italiano y sus tendencias a la rutina: intentos de restaurar el Astronomía de Esferas Homocéntricas; XII. La Revolución Copérnica; XIII. Fortunas del sistema copernicano en el siglo XVI; XIV. Teoría de las Mareas; XV. Estática en el siglo XVI: Stevinus; XVI. Dinámica en el siglo XVI; XVII. La obra de Galileo; XVIII. Intentos iniciales en mecánica celeste: Gilbert—Kepler; XIX. Controversias relativas a la Geostática; XX. La obra de Descartes; XXI. Progresos de la Física Experimental; XXIII. Teoría Ondulatoria de la Luz; XXIII. Desarrollo de Dinámicas; XXIV.La obra de Newton; XXV. Progresos de la Mecánica General y Celeste en el Siglo XVIII; XXVI. Establishment de la Teoría de la Electricidad y el Magnetismo; XXVII. Atracción Molecular; XXVIII.Renacimiento de la Teoría Ondulatoria de la Luz; XXIX. Teorías del calor.
I. UNA MIRADA A LA FÍSICA ANTIGUA
Aunque en la época del nacimiento de Cristo la ciencia helénica había producido casi todas sus obras maestras, todavía estaba por dar al mundo la astronomía de Ptolomeo, cuyo camino había sido allanado durante más de un siglo por las obras de Hiparco. Las revelaciones del pensamiento griego sobre la naturaleza del mundo exterior terminaron con el "Almagest", que apareció alrededor del año 145 d. C., y luego comenzó el declive del saber antiguo. Aquellas de sus obras que escaparon a los fuegos encendidos por los guerreros mahometanos fueron sometidas a las estériles interpretaciones de los comentaristas musulmanes y, como semilla seca, esperaron el momento en que el latín Cristianismo proporcionaría un suelo favorable en el que una vez más podrían florecer y dar frutos. De ahí que el momento en que Ptolomeo dio los toques finales a su “Gran Sintaxis Matemática de Astronomía"Parece el más oportuno para estudiar el campo de la física antigua. Una frontera infranqueable separaba este campo en dos regiones en las que prevalecían leyes diferentes. Desde la órbita de la luna hasta la esfera que encierra el mundo, se extendía la región de los seres exentos de generación, cambio y muerte, de seres perfectos y divinos, y éstos eran la esfera estelar y las estrellas mismas. Dentro de la órbita lunar se encontraba la región de generación y corrupción, donde los cuatro elementos y los cuerpos mixtos generados por sus combinaciones mutuas estaban sujetos a cambios perpetuos.
La ciencia de las estrellas estaba dominada por un principio formulado por Platón y los pitagóricos, según el cual todos los fenómenos que nos presentan los cuerpos celestes deben explicarse mediante combinaciones de movimientos circulares y uniformes. Además, Platón declaró que estos movimientos circulares eran reducibles a la rotación de globos sólidos, todos limitados por superficies esféricas concéntricas con el Mundo y la Tierra, y algunas de estas esferas homocéntricas portaban estrellas fijas o errantes. Eudoxo de Cnido, Calipo y Aristóteles compitieron entre sí en el esfuerzo por hacer avanzar esta teoría de las esferas homocéntricas, incorporando su hipótesis fundamental en Aristóteles'Física' y 'Metafísica“. Sin embargo, la astronomía de esferas homocéntricas no podía explicar todos los fenómenos celestes, muchos de los cuales demostraban que las estrellas errantes no siempre permanecían a la misma distancia de la Tierra. Heráclides Póntico en tiempos de Platón y Aristarco en tiempos de Samos alrededor del 280 a. C. intentó explicar todos los fenómenos astronómicos mediante un sistema heliocéntrico, que era un esbozo de la mecánica copernicana; pero los argumentos de la física y los preceptos de la teología que proclamaban la inmovilidad de la Tierra obtuvieron fácilmente la supremacía sobre esta doctrina que existía en un mero esbozo. Luego los trabajos de Apolonio Pergio (en Alejandría, 205 aC), de Hiparco (quien hizo observaciones en Rodas en 128 y 127 aC), y finalmente de Ptolomeo (Claudio Ptolomeo de Pelusio) constituyó un nuevo sistema astronómico que afirmaba que la Tierra era inamovible en el centro del universo; un sistema que parecía, por así decirlo, llegar a su fin cuando, entre 142 y 146 d. C., Ptolomeo escribió una obra llamada “Megale mathematike suntaksis tes astronomias”, cuyo título árabe fue transliterado por los cristianos del siglo XIX. Edad Media, quien lo llamó “Almagest”. La astronomía del Almagesto explicaba todos los fenómenos astronómicos con una precisión que durante mucho tiempo pareció satisfactoria, explicándolos mediante combinaciones de movimientos circulares; pero, de los círculos descritos, algunos eran excéntricos con respecto al Mundo, mientras que otros eran círculos epicíclicos, cuyos centros describían círculos deferentes concéntricos o excéntricos con respecto al Mundo; además, el movimiento en el deferente ya no era uniforme y sólo lo parecía cuando se lo veía desde el centro del ecuante. En resumen, para construir una disposición cinemática mediante la cual los fenómenos pudieran representarse con precisión, los astrónomos cuyo trabajo completó Ptolomeo tuvieron que anular las propiedades atribuidas a la sustancia celeste por Aristóteles"Física", y entre esta "Física" y la astronomía de los excéntricos y epiciclos se produjo una lucha violenta que duró hasta mediados del siglo XVI.
En tiempos de Ptolomeo, la física del movimiento celeste era mucho más avanzada que la física de los cuerpos sublunares, ya que, en esta ciencia de los seres sujetos a generación y corrupción, sólo dos capítulos habían alcanzado algún grado de perfección, a saber, los de óptica (llamados perspectiva). ) y estática. La ley de la reflexión se conocía ya en tiempos de Euclides, alrededor del 320 a.C., y a este geómetra se le atribuyó, aunque probablemente erróneamente, un “Tratado sobre los espejos”, en el que se exponían correctamente los principios de la catóptrica. La dioptría, al ser más difícil, se desarrolló con menor rapidez. Ptolomeo ya sabía que el ángulo de refracción no es proporcional al ángulo de incidencia, y para determinar la relación entre ambos emprendió experimentos cuyos resultados fueron notablemente exactos.
La estática alcanzó un mayor desarrollo que la óptica. Las “cuestiones mecánicas” atribuidas a Aristóteles fueron un primer intento de organizar esa ciencia, y contenían una especie de esbozo del principio de las velocidades virtuales, destinado a justificar la ley del equilibrio de la palanca; además, encarnaron la feliz idea de referir a la teoría de la palanca la teoría de todas las máquinas simples. Una elaboración, en la que Euclides parece haber tenido algún papel, llevó la estática al estado de desarrollo en el que la encontró Arquímedes (alrededor de 287-212 a. C.), quien la elevaría a un grado aún mayor de perfección. Bastará aquí mencionar las obras de genio en las que el gran siracusano trató el equilibrio de los pesos suspendidos de los dos brazos de una palanca, la búsqueda del centro de gravedad y el equilibrio de los líquidos y de los cuerpos flotantes. Los tratados de Arquímedes eran demasiado eruditos para ser leídos ampliamente por los mecánicos que sucedieron a este geómetra; Estos hombres preferían escritos más fáciles y prácticos como, por ejemplo, los del tipo de Aristóteles"Cuestiones mecánicas". Varios tratados de Herón de Alejandría han conservado para nosotros el tipo de estas obras decadentes.
II. LA CIENCIA Y LOS PRIMEROS ERUDITOS CRISTIANOS
Poco después de la muerte de Ptolomeo, Cristianas la ciencia echó raíces en Alejandría con Orígenes (alrededor de 180-253), y un fragmento de sus “Comentarios sobre Genesis“, conservado por Eusebio, nos muestra que el autor estaba familiarizado con los últimos descubrimientos astronómicos, especialmente la precesión de los equinoccios. Sin embargo, los escritos en los que el Padres de la iglesia comentar sobre el trabajo de los seis días de contenido SEO, en particular los comentarios de San Basilio y San Ambrosio, toman prestado poco de la física helénica; de hecho, su tono parecería indicar desconfianza en las enseñanzas de la ciencia griega, desconfianza engendrada por dos prejuicios: en primer lugar, la astronomía se estaba volviendo cada vez más esclava de la astrología, cuyas supersticiones Iglesia combatido diligentemente; en segundo lugar, entre las proposiciones esenciales de la física peripatética y lo que creemos ser la enseñanza de las Sagradas Escrituras, aparecieron contradicciones; de este modo Genesis Se pensaba que enseñaba la presencia de agua sobre el cielo de las estrellas fijas (el firmamento) y esto era incompatible con la teoría aristotélica sobre el lugar natural de los elementos. Los debates suscitados por esta cuestión dieron a San Agustín la oportunidad de establecer sabias reglas exegéticas, y recomendó a los cristianos que no presentaran a la ligera, como artículos de fe, proposiciones contradichas por la ciencia física basada en experimentos cuidadosos. SL Isidoro de Sevilla (m. 636), obispo, consideraba legítimo que los cristianos desearan conocer las enseñanzas de la ciencia profana, y trabajó para satisfacer esta curiosidad. Sus “Etimologías” y “De natura rerum” son meras compilaciones de fragmentos tomados de todas las culturas paganas y Cristianas Autores que conocía. En el apogeo del latín Edad Media Estas obras sirvieron de modelo para numerosas enciclopedias, de las cuales “De natura rerum” de Bede (alrededor de 672-735) y el “De universo” de Rábano Mauro (776-856) fueron los más conocidos.
Sin embargo, las fuentes de las cuales los cristianos de Occidente absorbieron el conocimiento de la física antigua se hicieron cada día más numerosas, y hasta la “Historia Natural” de Plinio el Viejo, leída por Bede, se añadió el comentario de Calcidio sobre el “Timeo” de Platón y marciano capella'De Nuptiis Philologiae et Mercurii', estas diferentes obras que inspiran la física de Juan Escoto Eriúgena. Anterior Hacia el año 1000 d.C. una nueva obra platónica de Macrobio, un comentario sobre el “Somnium Scipionis”, gozó de gran aceptación en las escuelas. Influenciado por los distintos tratados ya mencionados, Guillaume de Conches (1080-1150 o 1154) y el desconocido autor de “De mundi constitutione liber”, que, por cierto, ha sido falsamente atribuido a Bede, expuso una teoría planetaria que convertía a Venus y Mercurio en satélites del Sol, pero Eriúgena fue aún más lejos e hizo del Sol también el centro de las órbitas de Marte y Júpiter. Si hubiera extendido esta hipótesis a Saturno, habría merecido el título de precursor de Tycho Brahe.
III. UNA MIRADA A LA FÍSICA ÁRABE
Los autores de los que hemos hablado hasta ahora sólo habían conocido la ciencia griega a través de la tradición latina, pero llegó el momento en que iba a ser revelada mucho más completamente a los cristianos de Occidente a través de la tradición musulmana.
No existe ninguna ciencia árabe. Los sabios del mahometanismo fueron siempre los discípulos más o menos fieles de los griegos, pero ellos mismos carecían de toda originalidad. Por ejemplo, compilaron muchos resúmenes del “Almagest” de Ptolomeo, hicieron numerosas observaciones y construyeron muchas tablas astronómicas, pero no añadieron nada esencial a las teorías del movimiento astronómico; Su única innovación a este respecto, y, por cierto, bastante desafortunada, fue la doctrina del movimiento oscilatorio de los puntos equinocciales, que los Edad Media atribuido a Thabit ibn Kürrah (836-901), pero que probablemente fue idea de Al-Zarkali, que vivió mucho más tarde e hizo observaciones entre 1060 y 1080. Este movimiento fue simplemente la adaptación de un mecanismo concebido por Ptolomeo para una época totalmente diferente. objetivo.
En física, los eruditos árabes se limitaron a comentar las afirmaciones de Aristóteles, siendo su actitud a veces de absoluto servilismo. Este servilismo intelectual hacia las enseñanzas peripatéticas alcanzó su clímax en Abul ibn Roshd, a quien los escolásticos latinos llamaban Averroes (alrededor de 1120-98) y quien dijo: Aristóteles “Fundó y completó la lógica, la física y la metafísica porque ninguno de los que lo han seguido hasta nuestros días, es decir, durante cuatrocientos años, ha podido agregar nada a sus escritos ni detectar en ellos un error de cualquier importancia. importancia". Este respeto ilimitado por AristótelesLa obra de Ptolomeo impulsó a muchos filósofos árabes a atacar la obra de Ptolomeo.Astronomía”en nombre de la física peripatética. El conflicto entre las hipótesis de los excéntricos y los epiciclos fue inaugurado por Ibn Badja, conocido por los escolásticos como Avempace (m. 1138), y Abu Bekr ibn el-Tofeil, llamado Abubacer por los escolásticos (m. 1185), y fue dirigido vigorosamente por Averroes, el protegido de Abubacer. Abu Ishak ibn al-Bitrogi, conocido por los escolásticos como Alpetragius, otro discípulo de Abubacer y contemporáneo de Averroes, propuso una teoría sobre el movimiento planetario en la que deseaba explicar los fenómenos peculiares de las estrellas errantes, mediante la combinación de rotaciones de esferas homocéntricas; su tratado, más neoplatónico que peripatético, parecía un libro griego modificado o un simple plagio. Menos inflexible en su peripateticismo que Averroes y Alpetragio, Moisés ben Maimun, llamado Maimónides (1139-1204), aceptó la astronomía de Ptolomeo a pesar de su incompatibilidad con la física aristotélica, aunque consideraba AristótelesLa física sublunar es absolutamente cierta.
IV. TRADICIÓN ÁRABE Y ESCOLASTICISMO LATINO
No se puede decir exactamente cuándo comenzaron a recibir los cristianos de Occidente las primeras traducciones de escritos árabes, pero ciertamente fue antes de la época de Gerberto (Silvestre II; alrededor de 930-1003). Gerberto utilizó tratados traducidos del árabe que contenían instrucciones sobre el uso de instrumentos astronómicos, en particular el astrolabio, instrumento al que Hermann el Cojo (1013-54) dedicó parte de sus investigaciones. A principios del siglo XII las contribuciones de la ciencia y la filosofía mahometanas al latín cristiandad se volvió cada vez más frecuente e importante. Alrededor de 1120 o 1130 Adelardo de Bath tradujo los "Elementos" de Euclides y varios tratados astronómicos; en 1141 Pedro el Venerable, Abad de Cluny, encontró dos traductores, Hermann el Segundo (o el Dálmata) y Roberto de Refines, establecidos en España; los contrató para traducir el Corán al latín, y en 1143 estos mismos traductores hicieron cristiandad familiarizado con el planisferio de Ptolomeo. Bajo la dirección de Raimond (arzobispo de Toledo, 1130; d. 1150), Domengo Gondisalvi (Gonsalvi; Gundissalinus), Archidiácono de Segovia, comenzó a colaborar con el judío converso Juan de Luna, erróneamente llamado Juan de Sevilla (Johannes Hispalensis). Si bien Juan de Luna se dedicó a trabajos de matemáticas, también ayudó a Gondisalvi a traducir al latín una parte de AristótelesFísica, el “De Caelo” y la “Metafísica”, además de tratados de Avicena, Al-Gazali, Al-Farabi y quizás Salomon ibn Gebirol (avicebron). Hacia 1134 Juan de Luna tradujo el tratado de Al-Fergani “Astronomía“, que era un compendio del “Almagest”, introduciendo así a los cristianos en el sistema ptolemaico, mientras que al mismo tiempo sus traducciones, realizadas en colaboración con Gondisalvi, familiarizaron a los latinos con las doctrinas físicas y metafísicas de Aristóteles. De hecho, la influencia de AristótelesLa “Física” de Chartres ya era evidente en los escritos de los más célebres maestros de la escuela de Chartres (desde 1121 hasta antes de 1155), y de Gilbert de la Porrée (1070-1154).
La compendio del libro de Al-Fergam “Astronomía“, traducido por Juan de Luna, no parece haber sido la primera obra en la que los latinos pudieron leer la exposición del sistema de Ptolomeo; Sin duda, fue precedido por un tratado más completo, el “De Scientia stellarum” de Albategnius (Al-Battani), latinizado por Platón de Tívoli alrededor de 1120. Sin embargo, el “Almagest” en sí aún era desconocido. Movido por el deseo de leer y traducir la inmortal obra de Ptolomeo, Gerardo de Cremona (m. 1187) se fue Italia y fue a Toledo, donde finalmente hizo la traducción que terminó en 1175. Además del "Almagest", Gerardo tradujo al latín otras obras, de las cuales tenemos una lista que comprende setenta y cuatro tratados diferentes. Algunos de ellos eran escritos de origen griego e incluían una gran parte de las obras de Aristóteles, un tratado de Arquímedes, los “Elementos” de Euclides (completados por Hipsicles) y libros de Hipócrates. Otros eran escritos árabes, como el célebre “Libro de los Tres Hermanos”, compuesto por los Beni Mflsa, “Óptica” de Ibn Al-Haitam (el Alhazen de los Escolásticos), “Astronomía” de Geber y “De motu octaves sphaera” de Thabit ibn K trrah. Además, para difundir el estudio de la astronomía ptolemaica, Gerard compuso en Toledo su “Theoricae planetarum”, que durante el siglo XIX Edad Media se convirtió en uno de los clásicos de la instrucción astronómica. Principiantes que obtuvieron sus primeras informaciones cosmográficas a través del estudio de la “Sphra”, escrita hacia 1230 por Joannes de Sacrobosco, podría adquirir conocimientos sobre excéntricas y epiciclos leyendo el “Theoricae planetarum” de Gerardo de Cremona. De hecho, hasta el siglo XVI, la mayoría de los tratados astronómicos asumieron la forma de comentarios, ya sea sobre la “Sphaera” o sobre el “Theoricae planetarum”.
"AristótelesLa filosofía”, escribió. Roger Bacon en 1267, “alcanzó un gran desarrollo entre los latinos cuando Michael Scot apareció alrededor de 1230, trayendo consigo ciertas partes de los tratados matemáticos y físicos de Aristóteles y sus eruditos comentaristas”. Entre los escritos árabes dados a conocer a los cristianos por Michael Scot (antes de 1291; astrólogo de Federico II) fueron los tratados de Aristóteles y la “Teoría de los Planetas”, que Alpetragius había compuesto de acuerdo con la hipótesis de las esferas homocéntricas. La traducción de esta última obra se completó en 1217. Al propagarse entre los latinos los comentarios sobre Averroes y sobre la teoría de los planetas de Alpetragius, así como el conocimiento de los tratados de Aristóteles, Michael Scot desarrolló en ellos una disposición intelectual que podría denominarse averroísmo, y que consistía en un respeto supersticioso por la palabra de Aristóteles y su comentarista.
Había un averroísmo metafísico que, por profesar la doctrina de la unidad sustancial de todos los intelectos humanos, estaba en abierto conflicto con Cristianas ortodoxia; pero también existía un averroísmo físico que, en su ciega confianza en la física peripatética, tenía por absolutamente cierto todo lo que ésta enseñaba sobre la materia celeste, rechazando en particular el sistema de epiciclos y excéntricas para elogiar la astronomía de Alpetragius. esferas homocéntricas.
El averroísmo científico encontró partidarios incluso entre aquellos cuya pureza de fe los obligaba a luchar contra el averroísmo metafísico, y que muy a menudo eran peripatéticos en la medida en que era posible sin contradecir formalmente las enseñanzas del Iglesia. Por ejemplo, Guillermo de Auvernia (m. 1249), quien fue el primero en combatir “Aristóteles y sus sectarios” por motivos metafísicos, quedó un tanto engañado por la astronomía de Alpetragius, que, además, comprendía sólo de forma imperfecta. Alberto Magno (1193 o 1205-1280) siguió en gran medida la doctrina de Ptolomeo, aunque en ocasiones se vio influido por las objeciones de Averroes o afectado por los principios de Alpetragius. Vicente de Beauvais en su “Speculum quadruplex”, una vasta compilación enciclopédica publicada alrededor de 1250, pareció conceder gran importancia al sistema de Alpetragius, tomando prestada su exposición de Alberto Magno. Finalmente, incluso St. Thomas Aquinas dio muestras de estar extremadamente perplejo por la teoría (1227-74) de las excéntricas y epiciclos que justificaban los fenómenos celestes contradiciendo los principios de la física peripatética, y la teoría de Alpetragius que respetaba estos principios pero no llegaba a representar sus fenómenos. en detalle.
Esta vacilación, tan marcada en la escuela dominicana, no fue menos notable en la franciscana. Roberto Grosseteste o Greathead (1175-1253), cuya influencia en los estudios franciscanos fue tan grande, siguió el sistema ptolemaico en sus escritos astronómicos, estando su física imbuida de las ideas de Alpetragius. San Buenaventura (1221-74) vaciló entre doctrinas que no entendía completamente y Roger Bacon (1214-92) en varios de sus escritos sopesó con gran cuidado los argumentos que se podían presentar para contar a favor o en contra de cada una de estas dos teorías astronómicas, sin llegar a tomar una decisión. Bacon, sin embargo, estaba familiarizado con un método de figuración en el sistema de excéntricos y epiciclos que Alhazen había derivado de los griegos; y en esta figuración todos los movimientos reconocidos por Ptolomeo se remontaban a la rotación de orbes sólidos encajados con precisión uno dentro del otro. Esta reclamación, que refutaba la mayoría de las objeciones planteadas por Averroes contra la astronomía ptolemaica, contribuyó en gran medida a propagar el conocimiento de esta astronomía, y parece que el primero de los latinos en adoptarla y extenderse sobre sus méritos fue el franciscano Bernardo de Verdún (finales del siglo XIII), que había leído Los escritos de Bacon. En física sublunar, los autores que acabamos de mencionar no mostraron las vacilaciones que hacían tan confusas las doctrinas astronómicas, sino que en casi todos los puntos se adhirieron estrechamente a las opiniones peripatéticas.
V. LA CIENCIA DE LA OBSERVACIÓN Y SUS PROGRESO- LOS ASTRÓNOMOS- LA ESTÁTICA DE JORDANUS THIERRY DE FREIBERG-PIERRE DE MARICOURT
El averroísmo había hecho imposible el progreso científico, pero afortunadamente en América cristiandad se toparía con dos enemigos poderosos: la curiosidad desenfrenada de la razón humana y la autoridad de la Iglesia. Alentados por la certeza resultante de los experimentos, los astrónomos se sacudieron bruscamente el yugo que les había impuesto la física peripatética. la escuela de París en particular se destacó por sus opiniones críticas y su libertad de actitud hacia el argumento de la autoridad. En 1290 Guillermo de Saint-Cloud determinó con maravillosa precisión la oblicuidad de la eclíptica y el tiempo del equinoccio de primavera, y sus observaciones le llevaron a reconocer las imprecisiones que estropeaban las “Tablas de Toledo”, elaboradas por Al-Zarkali. La teoría de la precesión de los equinoccios, concebida por los astrónomos de Alfonso X de Castilla, y las “Tablas Alfonsinas” establecidas de acuerdo con esta teoría, dieron origen en la primera mitad del siglo XIV a las observaciones, cálculos y discusiones críticas sobre los astrónomos parisinos, especialmente sobre Jean des Linieres y su alumno Juan de Sajonia o Connaught.
A finales del siglo XIII y principios del XIV, la física sublunar debía grandes avances a los esfuerzos simultáneos de geómetras y experimentadores; su método y sus descubrimientos eran debidamente alardeados por los Roger Bacon quienes, sin embargo, no tomaron parte importante en sus labores. Jordán de Nemore, un matemático talentoso que, a más tardar a principios del siglo XIII, escribió tratados sobre aritmética y geometría, dejó un tratado muy breve sobre estática en el que, al lado de proposiciones erróneas, encontramos la ley del equilibrio de la palanca recta establecida muy correctamente con la ayuda del principio de desplazamientos virtuales. El tratado “De ponderibus” de Jordanus provocó investigaciones por parte de varios comentaristas, y uno de ellos, cuyo nombre se desconoce y que debió escribir antes de finales del siglo XIII, se basó en el mismo principio de los desplazamientos virtuales. , demostraciones, admirables en exactitud y elegancia, de la ley del equilibrio de la palanca doblada y del peso aparente (gravitas segundo lugar) de un cuerpo en un plano inclinado.
El “Tratado sobre la perspectiva” de Alhazen fue leído detenidamente por Roger Bacon y sus contemporáneos, John Peckham (1228-91), el franciscano inglés, dando un resumen del mismo. Alrededor de 1270 Witelo (o Witek; el Turingopolono), compuso un exhaustivo tratado de óptica en diez volúmenes, que siguió siendo un clásico hasta la época de Kepler, quien escribió un comentario al respecto.
Alberto Magno, Roger Bacon, John Peckham y Witelo estaban profundamente interesados en la teoría del arco iris y, como los antiguos meteorólogos, todos tomaban el arco iris como la imagen del sol reflejada en una especie de espejo cóncavo formado por una nube que se convertía en lluvia. . En 1300, Thierry de Freiberg demostró, mediante cuidadosos experimentos en los que utilizó bolas de cristal llenas de agua, que los rayos que hacen visible el arco se reflejaban en el interior de las gotas esféricas de agua, y trazó con gran precisión el curso de los rayos que producen el arco iris respectivamente.
El sistema de Thierry de Freiberg, al menos la parte relativa al arco iris primario, fue reproducido hacia 1360 por Themon, "Hijo del judío" (Themo ju dcsi), y, desde su comentario sobre “Meteoros”, pasó a la época del Renacimiento cuando, habiendo sido algo distorsionado, reapareció en los escritos de Alessandro Piccolomini, Simon Porta, y Marco y Antonio de Dominis, siendo así propagado hasta la época de Descartes.
El estudio del imán también había hecho grandes progresos en el transcurso del siglo XIII; la magnetización permanente del hierro, las propiedades de los polos magnéticos, la dirección de la acción de la Tierra ejercida sobre estos polos o de la acción de unos sobre otros, se encuentran descritos con gran precisión en un tratado escrito en 1269 por Pedro de Maricourt (Petrus peregrino). Al igual que la obra de Thierry de Freiberg sobre el arco iris, la “Epistola de magnete” de Maricourt fue un modelo del arte de la secuencia lógica entre el experimento y la deducción.
VI. LOS ARTÍCULOS DE PARÍS (1277): POSIBILIDAD DE VACÍO
El sistema Universidad de París estaba muy intranquilo por el antagonismo existente entre Cristianas dogmas y ciertas doctrinas peripatéticas, y en varias ocasiones combatió la influencia aristotélica. En 1277 Etienne Tempier, Obispa of París, siguiendo el consejo de los teólogos de la Sorbona, condenó un gran número de errores, algunos de los cuales emanaban de la astrología y otros de la filosofía de los peripatéticos. Entre estos errores considerados peligrosos para la fe había varios que podrían haber impedido el progreso de la ciencia física, y por eso los teólogos de París declaró errónea la opinión que sostenía que Dios Él mismo no pudo dar a todo el universo un movimiento rectilíneo, ya que entonces el universo dejaría un vacío detrás de él, y también declaró falsa la noción de que Dios No se pudieron crear varios mundos. Estas condenaciones destruyeron ciertos fundamentos esenciales de la física peripatética; porque, aunque en AristótelesEn el sistema, tales proposiciones eran ridículamente insostenibles, la creencia en la Divinidad Omnipotencia los sancionó como sea posible, a la espera de que la ciencia los confirme como verdaderos. Por ejemplo, AristótelesLa física de San Francisco trataba la existencia de un espacio vacío como un puro absurdo; en virtud de los “Artículos de París" Ricardo de Middletown (alrededor de 1280) y, después de él, muchos maestros en París y Oxford admitió que las leyes de la naturaleza se oponen ciertamente a la producción del espacio vacío, pero que la realización de tal espacio no es, en sí misma, contraria a la razón; así, sin ningún absurdo, se podría discutir sobre el vacío y el movimiento en el vacío. Luego, para que tales argumentos pudieran legitimarse, era necesario crear esa rama de la ciencia mecánica conocida como dinámica.
VII. EL MOVIMIENTO DE LA TIERRA-ORESME
Los “Artículos de París”fueron de aproximadamente el mismo valor para apoyar la cuestión del movimiento de la Tierra que para promover el progreso de la dinámica al considerar el vacío como algo concebible.
Aristóteles Sostenía que el primer cielo (el firmamento) se movía con un movimiento giratorio uniforme, y que la Tierra estaba absolutamente estacionaria, y como estas dos proposiciones resultaban necesariamente de los primeros principios relativos al tiempo y al lugar, hubiera sido absurdo negarlas. Sin embargo, al declarar que Dios podría dotar al mundo de un movimiento rectilíneo, los teólogos de la Sorbona reconoció que estas dos proposiciones aristotélicas no podían imponerse como una necesidad lógica y en adelante, sin dejar de admitir que, de hecho, la Tierra era inamovible y que los cielos se movían con un movimiento rotatorio diurno, Ricardo de Middletown y Duns Escoto (alrededor de 1275-1308) comenzaron a formular hipótesis en el sentido de que estos cuerpos estaban animados por otros movimientos, y toda la escuela de París adoptó la misma opinión. Sin embargo, pronto el movimiento de la Tierra fue enseñado en la Escuela de París, no como una posibilidad, sino como una realidad. De hecho, en la exposición específica de cierta información proporcionada por Aristóteles y Simplicio, se formuló un principio que durante tres siglos iba a desempeñar un gran papel en la estática, a saber. que todo cuerpo pesado tiende a unir su centro de gravedad con el centro de la Tierra.
Al escribir sus “Preguntas” en Aristóteles'De Caelo' en 1368, Albert de Helmstadt (o de Sajonia) admitió este principio, que aplicó a toda la masa del elemento terrestre. El centro de gravedad de esta masa tiende constantemente a situarse en el centro del universo, pero, dentro de la masa terrestre, la posición del centro de gravedad cambia incesantemente. La causa principal de esta variación es la erosión provocada por los arroyos y ríos que continuamente desgastan la superficie terrestre, profundizando sus valles y arrastrando toda la materia suelta al fondo del mar, produciendo así un desplazamiento de peso que conlleva un incesante movimiento. cambio en la posición del centro de gravedad. Ahora bien, para sustituir este centro de gravedad en el centro del universo, la Tierra se mueve sin cesar; y mientras tanto se realiza un lento pero perpetuo intercambio entre los continentes y los océanos. Alberto de Sajonia Se aventuró a pensar que estos pequeños e incesantes movimientos de la Tierra podrían explicar los fenómenos de precesión de los equinoccios. El mismo autor declaró que uno de sus maestros, cuyo nombre no reveló, se pronunció a favor de la rotación diaria de la Tierra, por cuanto refutó los argumentos que se oponían a este movimiento. Este maestro anónimo tuvo un discípulo plenamente convencido en Nicole Oresme quien, en 1377, siendo entonces canónigo de Rouen y más tarde Obispa de Lisieux, escribió un comentario en francés sobre Aristótelesen su tratado “De Celo”, sosteniendo con tanta fuerza como claridad que ni el experimento ni el argumento podían determinar si el movimiento diario pertenecía al firmamento de las estrellas fijas o a la Tierra. También mostró cómo interpretar las dificultades encontradas en “las Sagradas Escrituras donde se dice que el sol gira, etc. Se podría suponer que aquí la Sagrada Escritura se adapta al modo común de habla humana, como también en varios lugares, por ejemplo, donde está escrito que Dios se arrepintió, se enojó, se calmó, etc., todo lo cual, sin embargo, no debe tomarse en un sentido estrictamente literal”. Finalmente, Oresme ofreció varias consideraciones favorables a la hipótesis del movimiento diario de la Tierra. Para refutar una de las objeciones planteadas por los peripatéticos contra este punto, Oresme se vio obligado a explicar cómo, a pesar de este movimiento, los cuerpos pesados parecían caer en línea vertical; admitió que su movimiento real estaba compuesto de una caída en línea vertical y una rotación diurna idéntica a la que tendrían si estuvieran unidos a la Tierra. Éste es precisamente el principio al que luego recurriría Galileo.
VIII. PLURALIDAD DE MUNDOS
Aristóteles sostuvo que la existencia simultánea de varios mundos era un absurdo, extrayendo su argumento principal de su teoría de la gravedad, de donde concluyó que dos mundos distintos no podían coexistir y estar cada uno rodeado por sus elementos; por tanto sería ridículo comparar cada uno de los planetas con una tierra similar a la nuestra. En 1277 los teólogos de París Condenó esta doctrina como una negación de la omnipotencia creativa de Dios; Ricardo de Middletown y Enrique de Gante (que escribió alrededor de 1280), Guillaume Varon (que escribió un comentario sobre las “Sentencias” alrededor de 1300) y, hacia 1320, Jean de Bassols, Guillermo de Occam (muerto después de 1347) y Walter Burley (muerto alrededor de 1343). ) no dudó en declarar que Dios Podríamos crear otros mundos similares al nuestro. Esta doctrina, adoptada por varios maestros parisinos, exigía que la teoría de la gravedad y del lugar natural desarrollada por Aristóteles ser completamente cambiado; de hecho, la siguiente teoría fue sustituida. Si alguna parte de los elementos que forman un mundo se desprende de él y se aleja, su tendencia será a moverse hacia el mundo al que pertenece y del que fue separada; Los elementos de cada mundo están inclinados a disponerse de manera que los más pesados estén en el centro y los más ligeros en la superficie. Esta teoría de la gravedad apareció en los escritos de Jean Buridan de Bethune, quien llegó a ser rector de la Universidad de París en 1327, enseñando en esa institución hasta aproximadamente 1360; y en 1377 Oresme propuso formalmente esta misma teoría. También estaba destinado a ser adoptado por Copérnico y sus primeros seguidores, y a ser mantenido por Galileo, William Gilbert y Otto von Guericke.
IX. DINÁMICA—TEORÍA DEL IMPULSO—MECÁNICA INERCIACELESTIAL Y SUBLUNAR IDÉNTICA
Si la Escuela de París Aunque transformó completamente la teoría peripatética de la gravedad, fue igualmente responsable del derrocamiento de la dinámica aristotélica. Convencido de que, en todo movimiento, el motor debe estar directamente contiguo al cuerpo movido, Aristóteles había propuesto una extraña teoría del movimiento de los proyectiles. Sostenía que el proyectil era movido por el medio fluido, ya fuera aire o agua, por el que pasaba y éste, en virtud de la vibración que se producía en el fluido en el momento de lanzarlo, y se propagaba a través de él. En el siglo VI de nuestra era esta explicación encontró una enérgica oposición por parte de los Cristianas el estoico Joannes Philoponus, según quien el proyectil era movido por una determinada fuerza que se le comunicaba en el momento del lanzamiento; sin embargo, a pesar de las objeciones planteadas por Filopono, AristótelesLos diversos comentaristas, particularmente Averroes, continuaron atribuyendo el movimiento del proyectil a la perturbación del aire, y Alberto Magno, St. Thomas Aquinas, Roger Bacon, Gilles de Roma, y Walter Burley perseveró en mantener este error. Mediante una argumentación muy enérgica, Guillermo de Occam dio a conocer el completo absurdo de la teoría peripatética del movimiento de los proyectiles. Volviendo a la tesis de Filópono, Buridan dio el nombre ímpetu a la virtud o potencia comunicada al proyectil por la mano o instrumento que lo lanza; Declaró que en cualquier cuerpo dado en movimiento, este impulso era proporcional a la velocidad, y que, en diferentes cuerpos en movimiento impulsados por la misma velocidad, las cantidades de impulso eran proporcionales a la masa o cantidad de materia definida como después definido por Newton.
En un proyectil, el impulso es gradualmente destruido por la resistencia del aire u otro medio y también es destruido por la gravedad natural del cuerpo en movimiento, gravedad que se opone al impulso si el proyectil se lanza hacia arriba; esta lucha explica las diferentes peculiaridades del movimiento de los proyectiles. En un cuerpo que cae, la gravedad ayuda al impulso, que aumenta a cada instante, por lo que la velocidad de caída aumenta incesantemente.
Con la ayuda de estos principios relativos al impulso, Buridan explica la oscilación del péndulo. Analiza también el mecanismo del impacto y del rebote y, a este respecto, expone opiniones muy acertadas sobre las deformaciones y reacciones elásticas que se producen en las partes contiguas de dos cuerpos que chocan. Casi toda esta doctrina del ímpetu se transforma en una teoría mecánica muy correcta si se tiene cuidado de sustituir la expresión vis viva por impulso. La dinámica expuesta por Buridan fue adoptada en su totalidad por Alberto de Sajonia, Oresme, Marsile de Inghem y toda la Escuela de París. Alberto de Sajonia Se adjunta la afirmación de que la velocidad de un cuerpo que cae debe ser proporcional al tiempo transcurrido desde el comienzo de la caída o a la distancia recorrida durante este tiempo. En un proyectil, el impulso es gradualmente destruido ya sea por la resistencia del medio o por la tendencia contraria de la gravedad natural del cuerpo. Donde no existen estas causas de destrucción, el impulso permanece siempre el mismo, como en el caso de una piedra de molino exactamente centrada y que no roza sobre su eje; una vez puesto en movimiento, girará indefinidamente con la misma rapidez. Fue bajo esta forma que la ley de la inercia se hizo evidente al principio para Buridan y Alberto de Sajonia.
Las condiciones manifestadas en esta hipotética piedra de molino se realizan en los orbes celestes, ya que en estos ni la fricción ni la gravedad impiden el movimiento; por lo tanto, puede admitirse que cada orbe celeste se mueve indefinidamente en virtud de un impulso adecuado que le comunica Dios en el momento de la creación. Es inútil imitar Aristóteles y sus comentaristas atribuyendo el movimiento de cada orbe a un espíritu que lo preside. Esta fue la opinión propuesta por Buridan y adoptada por Alberto de Sajonia; y al formular una doctrina de la que surgiría la dinámica moderna, estos maestros comprendieron que la misma dinámica gobierna tanto los cuerpos celestes como los sublunares. Semejante idea se oponía directamente a la distinción esencial establecida por la física antigua entre estos dos tipos de cuerpos. Además, siguiendo a Guillermo de Occam, los maestros de París rechazó esta distinción; reconocían que la materia que constituía los cuerpos celestes era de la misma naturaleza que la que constituía los cuerpos sublunares y que, si los primeros permanecían perpetuamente iguales, no era porque fueran, por naturaleza, incapaces de cambio y destrucción; sino simplemente porque el lugar en el que se encontraban no contenía ningún agente capaz de corromperlos. Transcurrió un siglo entre las condenas pronunciadas por Etienne Tempier (1277) y la edición del “Traite du Ciel et du Monde” de Oresme (1377) y, en ese tiempo, todos los principios esenciales de AristótelesLa física de Rusia fue socavada y se formularon las grandes ideas controladoras de la ciencia moderna. Esta revolución fue principalmente obra de Oxford A los franciscanos les gusta Ricardo de Middletown, Duns Escoto y Guillermo de Occam, y de maestros de la Escuela de París, herederos de la tradición inaugurada por estos franciscanos; entre los maestros parisinos Buridan, Alberto de Sajonia, y Oresme estaban en la primera fila.
X. PROPAGACIÓN DE LAS DOCTRINAS DE LA ESCUELA DE PARÍS EN ALEMANIA E ITALIA-PURBACH Y REGIOMONTANUS-NICHOLAS DE CUSA-VINCI
La gran Cisma occidental involucrado el Universidad de París en riñas político-religiosas de extrema violencia; las desgracias provocadas por el conflicto entre armañacs y borgoñones y por los Cien Años Guerra, completó lo que estas disputas habían comenzado, y el maravilloso progreso realizado por la ciencia durante el siglo XIV en el Universidad de París cesó de repente. Sin embargo, el cisma contribuyó a la difusión de las doctrinas parisinas al expulsar de París un gran número de hombres brillantes que habían enseñado allí con marcado éxito. En 1386, Marsil de Inghem (muerto en 1396), que había sido uno de los profesores más talentosos de la Universidad de París se convirtió en rector de la infante Universidad de Heidelberg, donde introdujo las teorías dinámicas de Buridan y Alberto de Sajonia.
Casi al mismo tiempo, otro maestro, supuestamente de París, Heinrich Heimbuch de Langenstein, o de Hesse, contribuyó principalmente a la fundación de la Universidad de Viena y, además de sus conocimientos teológicos, trajo allí la tradición astronómica de Jean des Linieres y Juan de Sajonia. Esta tradición fue cuidadosamente preservada en Viena, desarrollándose magníficamente allí a lo largo del siglo XV y allanando el camino para Georg Purbach (1423-61) y su discípulo Johann Müller de Königsberg, de apellido Regiomontanus (1436-76). Fue a la redacción de teorías calculadas para dar a conocer el sistema ptolemaico, al diseño y construcción de instrumentos exactos, a la multiplicación de observaciones y a la preparación de tablas y almanaques (efemérides), más precisos que los utilizados por los astrónomos hasta En aquella época, Purbach y Regiomontano dedicaron su prodigiosa energía. Al perfeccionar todos los detalles de las teorías de Ptolomeo, que nunca cuestionaron, fueron de gran ayuda para sacar a la luz los defectos de estas teorías y preparar los materiales mediante los cuales Copérnico construiría su nueva astronomía.
El averroísmo floreció en Italia. Universidades of Padua y Bolonia, que se destacaron por su adhesión a las doctrinas peripatéticas. Aún desde principios del siglo XV las opiniones de la Escuela de París comenzaron a encontrar su camino en estas instituciones, gracias a la enseñanza de Paolo Nicoletti de Venice (floreció alrededor de 1420). Fue desarrollado allí por su alumno Gaetan de Tiene (muerto en 1465). Estos maestros dedicaron especial atención a propagar la dinámica del ímpetu en Italia.
En la época en que Paola de Venice estaba enseñando en Padua, Nicolás de Cusa vino allí para realizar su doctorado en derecho. Si fue entonces cuando este último se inició en la física de la Escuela de París Poco importa, ya que en cualquier caso fue de la física parisina de la que adoptó aquellas doctrinas que menos olían a peripatético. Llegó a estar completamente familiarizado con la dinámica del ímpetu y, como Buridan y Alberto de Sajonia, atribuyó el movimiento de las esferas celestes al impulso que Dios les había comunicado al crearlos, y que se perpetuó porque, en estas esferas, no había ningún elemento de destrucción. Admitió que la Tierra se movía incesantemente y que su movimiento podría ser la causa de la precesión de los equinoccios. En una nota descubierta mucho después de su muerte, llegó incluso a atribuir a la Tierra una rotación diaria. Imaginó que el Sol, la Luna y los planetas eran otros tantos sistemas, cada uno de los cuales contenía una Tierra y elementos análogos a nuestra Tierra y elementos, y para explicar la acción de la gravedad en cada uno de estos sistemas siguió de cerca la teoría. de gravedad avanzada por Oresme.
Leonardo da Vinci (1452-1519) estaba quizás más convencido de los méritos de la física parisina que cualquier otro maestro italiano. Aguzado observador y dotado de una curiosidad insaciable, había estudiado un gran número de obras, entre las que podemos mencionar los diversos tratados de la Escuela de Jordanus, diversos libros de Alberto de Sajonia, y con toda probabilidad las obras de Nicolás de Cusa; luego, aprovechando el conocimiento de estos eruditos, enunció formalmente o simplemente insinuó muchas ideas nuevas. La estática de la Escuela de Jordanus le llevó a descubrir la ley de composición de fuerzas concurrentes expresada de la siguiente manera: las dos fuerzas componentes tienen momentos iguales en cuanto a la dirección de la resultante, y la resultante y una de las componentes tienen momentos iguales en cuanto a la dirección de la resultante. con respecto a la dirección del otro componente. La estática derivada de las propiedades que Alberto de Sajonia atribuido al centro de gravedad hizo que Vinci reconociera la ley del polígono de apoyo y determinara el centro de gravedad de un tetraedro. También presentó la ley del equilibrio de dos líquidos de diferente densidad en tubos comunicantes, y el principio de los desplazamientos virtuales parece haber ocasionado su reconocimiento de la ley hidrostática conocida como de Pascal. Vinci continuó meditando sobre las propiedades del impulso, al que llamó ímpetu or forza, y las proposiciones que formuló sobre el tema de este poder mostraron muy a menudo un discernimiento bastante claro de la ley de conservación de la energía. Estas proposiciones lo llevaron a conclusiones notablemente correctas y precisas sobre la imposibilidad del movimiento perpetuo. Desafortunadamente, no entendió la explicación detallada que ofrece la teoría del impulso sobre la aceleración de los cuerpos que caen y, como los peripatéticos, atribuyó esta aceleración a la impulsión del aire circundante. Sin embargo, a modo de compensación, afirmó claramente que la velocidad de un cuerpo que cae libremente es proporcional al tiempo empleado en la caída, y comprendió de qué manera esta ley se extiende a una caída en un plano inclinado. Cuando quiso determinar cómo se relaciona el camino recorrido por un cuerpo que cae con el tiempo empleado en la caída, se enfrentó a una dificultad que, en el siglo XVII, desconcertó también a Baliani y Gassendi.
Vinci estaba muy absorto en el análisis de las deformaciones y reacciones elásticas que hacen que un cuerpo rebote después de haber golpeado a otro, y esta doctrina, formulada por Buridan, Alberto de Sajonia, y Marsile de Inghem lo aplicó de tal manera que extrajo de él la explicación del vuelo de los pájaros. Este vuelo es una alternancia de caídas durante las cuales el pájaro comprime el aire debajo de él y de rebotes debidos a la fuerza elástica de este aire. Hasta que el gran pintor descubrió esta explicación, la cuestión del vuelo de los pájaros siempre fue considerada como un problema de estática y asimilada a la natación de un pez en el agua. Vinci concedió gran importancia a las opiniones desarrolladas por Alberto de Sajonia en relación con el equilibrio de la Tierra. Al igual que el maestro parisino, sostenía que el centro de gravedad dentro de la masa terrestre cambia constantemente bajo la influencia de la erosión y que la Tierra se mueve continuamente para llevar este centro de gravedad al centro del mundo. Estos pequeños e incesantes movimientos finalmente traen a la superficie de los continentes aquellas porciones de tierra que alguna vez ocuparon el lecho del océano y, para situar esta afirmación de Alberto de Sajonia Sin lugar a dudas, Vinci se dedicó al estudio de los fósiles y a observaciones extremadamente cautelosas que lo convirtieron en el creador de la Estratigrafía. En muchos pasajes de sus notas Vinci afirma, como Nicolás de Cusa, que la luna y las demás estrellas errantes son mundos análogos al nuestro, que llevan mares en su superficie y están rodeados de aire; y el desarrollo de esta opinión le llevó a hablar de la gravedad que unía a cada una de estas estrellas los elementos que le pertenecían. Sobre esta gravedad profesaba una teoría similar a la de Oresme. De ahí que parezca que, en casi todos los detalles, Vinci fue un fiel discípulo de los grandes maestros parisinos del siglo XIV, de Buridan, Alberto de Sajoniay Oresme.
XI. El averroísmo italiano y sus tendencias a los intentos rutinarios de restauración de la astronomía de las esferas homocéntricas
Mientras que, a través de la influencia antiperipatética de la Escuela de París, Vinci cosechó una rica cosecha de descubrimientos, innumerables italianos se dedicaron al culto estéril de ideas difuntas con un servilismo verdaderamente asombroso. Los averroístas no quisieron reconocer como verdadero nada que no estuviera conforme con las ideas de Aristóteles según lo interpretado por Averroes; Con Pompanazzi (1462-1526), los alejandristas, buscando su inspiración en el pasado, se negaron a comprender Aristóteles de otra manera de lo que había sido entendido por Alexander de Afrodisias; y los humanistas, preocupados sólo por la pureza de las formas, no consentían en utilizar ningún lenguaje técnico y rechazaban todas las ideas que no fueran lo suficientemente vagas para resultar atractivas a los oradores y poetas; así, averroístas, alejandristas y humanistas proclamaron una tregua a sus vehementes discusiones para unirse contra el “lenguaje de París“, la “lógica de París“, y la “física de París“. Es difícil concebir los absurdos a los que fueron conducidas estas mentes por su entrega servil a la rutina. Un gran número de físicos, rechazando la teoría parisina del ímpetu, volvieron a la dinámica insostenible del Aristóteles, y sostuvo que el proyectil era movido por el aire ambiente. En 1499 Nicole Vernias de Chieti, profesora averroísta en Padua, enseñó que si un cuerpo pesado caía era a consecuencia del movimiento del aire que lo rodeaba.
Una adoración servil por el peripateticismo impulsó a muchos supuestos filósofos a rechazar el sistema ptolemaico, el único que, en aquella época, podía satisfacer las exigencias legítimas de los astrónomos, y a volver a adoptar la hipótesis de las esferas homocéntricas. Consideraron nulas las innumerables observaciones que mostraban cambios en la distancia de cada planeta a la Tierra. Alessandro Achillini de Bolonia (1463-1512), averroísta intransigente y firme oponente de la teoría del ímpetu y de todas las doctrinas parisinas, inauguró, en su tratado “De orbibus” (1498), una extraña reacción contra la astronomía ptolemaica; Agostino Nifo (1473-1538) trabajó por el mismo fin en una obra que no ha llegado hasta nosotros; Girolamo Fracastorio (1483-1553) nos regaló, en 1535, su libro “De homocentricis”, y Gianbattista Amico (1536) y Giovanni Antonio Delfino (1559) publicaron pequeñas obras en un intento de restaurar el sistema de esferas homocéntricas.
XII. LA REVOLUCIÓN COPERNICANA
Aunque dirigidos por tendencias diametralmente opuestas al verdadero espíritu científico, los esfuerzos de los averroístas por restaurar la astronomía de esferas homocéntricas fueron quizás un estímulo para el progreso de la ciencia, en la medida en que acostumbraron a los físicos al pensamiento de que el sistema ptolemaico no era el único. doctrina astronómica posible, o incluso la mejor que se pueda desear. Así, a su manera, los averroístas allanaron el camino para la revolución copernicana. Los movimientos que pronosticaban esta revolución se notaron a mediados del siglo XIV en los escritos de Nicolás de Cusa, y a principios del siglo XV en las notas de Vinci, ambos eminentes científicos conocían bien la física parisina.
Celio Caleagnini propuso, a su vez, explicar el movimiento diario de las estrellas atribuyendo a la Tierra una rotación de Oeste a Este, completa en un día sidéreo. Su disertación, “Quod ceelum stet, terra vero moveatur”, aunque parece haber sido escrita alrededor de 1530, no se publicó hasta 1544, cuando apareció en una edición póstuma de las obras del autor. Calcagnini declaró que la Tierra, originalmente en equilibrio en el centro del universo, recibió un primer impulso que le impartió un movimiento de rotación, y este movimiento, al que nada se oponía, fue preservado indefinidamente en virtud del principio expuesto por Buridan. y aceptado por Alberto de Sajonia y Nicolás de Cusa. Según Calcagnini la rotación diaria de la Tierra iba acompañada de una oscilación que explicaba el movimiento de precesión de los equinoccios. Otra oscilación puso en movimiento las aguas del mar y determinó el flujo y reflujo de las mareas. Esta última hipótesis iba a ser mantenida por Andrea Cesalpino (1519-1603) en sus “Quaestiones peripateticae” (1569), e inspirar a Galileo, quien, lamentablemente, buscaría en los fenómenos de las mareas su prueba favorita de la rotación de la Tierra.
Los “De revolutionibus orbium celestium libri sex” se imprimieron en 1543, pocos meses después de la muerte de Copérnico (1473-1543), pero los principios del sistema astronómico propuesto por este hombre de genio ya se habían publicado en 1539 en el “Narratio prima” de su discípulo, Joachim Retico (1514-76). Copérnico se adhirió a las antiguas hipótesis astronómicas que afirmaban que el mundo era esférico y limitado, y que todos los movimientos celestes se podían descomponer en movimientos circulares y uniformes; pero sostuvo que el firmamento de las estrellas fijas era inamovible, como también el sol, que estaba colocado en el centro de este firmamento. Atribuyó a la Tierra tres movimientos: un movimiento circular mediante el cual el centro de la Tierra describía con velocidad uniforme un círculo situado en el plano de la eclíptica y excéntrico al sol; una rotación diaria sobre un eje inclinado hacia la eclíptica, y finalmente, una rotación de este eje alrededor de un eje normal a la eclíptica y que pasa por el centro de la Tierra. El tiempo que ocupó esta última rotación fue un poco mayor que el requerido por el movimiento circular del centro de la Tierra que produjo el fenómeno de la precesión de los equinoccios. Copérnico atribuyó a los cinco planetas movimientos análogos a los que tenía la Tierra, y sostuvo que la Luna se movía en círculo alrededor de la Tierra.
De las hipótesis copernicanas, la más nueva era aquella según la cual la Tierra se movía en círculo alrededor del sol. Desde los días de Aristarco de Samos y Seleuco nadie había adoptado este punto de vista. Todos los astrónomos medievales lo habían rechazado, porque suponían que las estrellas estaban demasiado cerca de la Tierra y del Sol, y que un movimiento circular anual de la Tierra podría dar a las estrellas un paralaje perceptible. Sin embargo, hemos visto que varios autores habían propuesto atribuir a la Tierra uno u otro de los dos movimientos que Copérnico añadió al movimiento anual. Para defender la hipótesis del movimiento diario de la Tierra contra las objeciones formuladas por la física peripatética, Copérnico invocó exactamente las mismas razones que Oresme, y para explicar cómo cada planeta conserva las distintas partes de sus elementos, adoptó la teoría de la gravedad. propuesto por el eminente maestro. Copérnico se mostró partidario de la física parisina incluso en la siguiente opinión, enunciada accidentalmente: la aceleración de la caída de los cuerpos pesados se explica por el aumento continuo del impulso que recibe la gravedad.
XIII. FORTUNAS DEL SISTEMA COPERNICANO EN EL SIGLO XVI
Copérnico y su discípulo Rhticus muy probablemente consideraron los movimientos que su teoría atribuía a la Tierra y los planetas, el reposo del Sol y el del firmamento de las estrellas fijas, como los movimientos reales o el reposo real de estos cuerpos. El “De revolutionibus orbium calestium libri sex” apareció con un prefacio anónimo que inspiraba una idea completamente diferente. Este prefacio fue obra del teólogo luterano Osiander (1498-1552), quien en él expresó la opinión de que las hipótesis propuestas por los filósofos en general, y por Copérnico en particular, de ninguna manera estaban calculadas para familiarizarnos con la realidad de las cosas: “Neque enim necesse est eas hipotheses esse veras, imo, ne verisimiles quidem, sed sufficit hoc unum si calculum observeibus congruentem exhibeant”. La visión de Osiander sobre las hipótesis astronómicas no era nueva. Incluso en la época de la antigüedad griega, numerosos pensadores habían sostenido que el único objetivo de estas hipótesis era “salvar las apariencias”. Griego: sozein ta phainomena; y en el Edad Media, al igual que en la antigüedad, este método siguió siendo el de los filósofos que querían utilizar la astronomía ptolemaica manteniendo al mismo tiempo la física peripatética absolutamente incompatible con esta astronomía. Por lo tanto, la doctrina de Osiander fue bien recibida, en primer lugar por los astrónomos que, sin creer que el movimiento de la Tierra fuera una realidad, aceptaron y admiraron las combinaciones cinéticas concebidas por Copérnico, ya que estas combinaciones les proporcionaban mejores medios que los que podía ofrecerles el sistema ptolemaico. para descubrir el movimiento de la luna y los fenómenos de precesión de los equinoccios.
Uno de los astrónomos que asumió más claramente esta actitud con respecto al sistema de Ptolomeo fue Erasmo Reinhold (1511-53), quien, aunque no admitía el movimiento de la Tierra, profesaba una gran admiración por el sistema de Copérnico y lo utilizó para calcular nuevas tablas astronómicas. , la “Prutenica tabula” (1551), que contribuyó en gran medida a presentar a los astrónomos las combinaciones cinéticas originadas por Copérnico. Las “Prutenicie tabula” fueron especialmente utilizadas por la comisión que en 1582 llevó a cabo la reforma gregoriana del calendario. Aunque no creían en el movimiento de la Tierra, los miembros de esta comisión no dudaron en utilizar tablas basadas en una teoría de la precesión de los equinoccios y que atribuían un determinado movimiento a la Tierra.
Sin embargo, la libertad que permitía a los astrónomos utilizar todas las hipótesis calificadas para explicar los fenómenos pronto se vio restringida por las exigencias de los filósofos peripatéticos y los teólogos protestantes. Osiander había escrito su célebre prefacio al libro de Copérnico con el objetivo de protegerse de los ataques de los teólogos, pero no lo consiguió. Martín Lutero, en su “Tischrede”, fue el primero en expresar indignación por la impiedad de quienes admitían la hipótesis del reposo solar. Melanchthon, aunque reconocía las ventajas puramente astronómicas del sistema copernicano, combatió enérgicamente la hipótesis del movimiento de la Tierra (1549), no sólo con la ayuda de argumentos proporcionados por la física peripatética sino también, y principalmente, con la ayuda de numerosos. Textos tomados de la Sagrada Escritura. Kaspar Peucer (1525-1602), yerno de Melanchthon, aunque se esforzó por armonizar su teoría de los planetas con los progresos que el sistema copernicano había logrado en este sentido, rechazó las hipótesis copernicanas por absurdas (1571).
Entonces se exigió a las hipótesis astronómicas que no sólo, como había deseado Osiander, el resultado de sus cálculos fuera conforme a los hechos, sino también que no fueran refutadas “ni en nombre de los principios de la física ni en nombre de la ciencia”. la autoridad de las Sagradas Escrituras”. Este criterio fue formulado explícitamente en 1578 por un luterano, el astrónomo danés Tycho Brahe (1546-1601), y fue precisamente en virtud de estos dos requisitos que las doctrinas de Galileo fueron condenadas por el Inquisición en 1616 y 1633. Deseoso de no admitir ninguna hipótesis que entrara en conflicto con la física aristotélica o fuera contraria a la letra de las Sagradas Escrituras y, sin embargo, muy deseoso de conservar todas las ventajas astronómicas del sistema copernicano, Tycho Brahe propuso un nuevo sistema que Consistía prácticamente en dejar la Tierra inmóvil y en mover los demás cuerpos celestes de tal manera que su desplazamiento con respecto a la Tierra siguiera siendo el mismo que en el sistema de Copérnico. Además, aunque se hizo pasar por el defensor de la física aristotélica, Tycho Brahe le asestó un golpe desastroso. En 1572 apareció una estrella, hasta entonces desconocida, en la constelación de Casiopea, y al mostrar observaciones precisas de que el nuevo cuerpo astral era en realidad una estrella fija, Tycho Brahe demostró de manera concluyente que el mundo celeste no lo era, como Aristóteles nos hubiera hecho creer, formado de una sustancia exenta de generación y destrucción.
El sistema Iglesia No había permanecido indiferente ante la hipótesis del movimiento de la Tierra hasta la época de Tycho Brahe, ya que fue entre sus miembros donde esta hipótesis encontró sus primeros defensores, contando con adeptos incluso entre los más ortodoxos. Universidad de París. En el momento de defender esta hipótesis, Oresme era canónigo de Rouen, e inmediatamente después fue ascendido al obispado de Lisieux; Nicolás de Cusa iba Obispa de Brixen y cardenal, y se le encomendaron importantes negociaciones por Eugenio IV, Nicolás V y Pío II; Calcagnini era protonotario apostólico; Copérnico era canónigo de Thorn, y era Cardenal Schoenberg quien le instó a publicar su obra, cuya dedicatoria fue aceptada por Pablo III. Además, Oresme había dejado claro cómo interpretar los pasajes de las Escrituras que se decía que se oponían al sistema copernicano, y en 1584 Didacus a Stunica de Salamanca encontró en textos de las Sagradas Escrituras que podían invocarse con la misma certeza a favor del movimiento de la Tierra. Sin embargo, en 1595 el senado protestante de la Universidad de Tubingen obligó a Kepler a retractarse del capítulo de su "Mysterium cosmographicum", en el que se había esforzado por hacer que el sistema copernicano estuviera de acuerdo con Escritura.
Cristóbal Clavio (1537-1612), jesuita y uno de los miembros influyentes de la comisión que reformó el Calendario Gregoriano, pareció ser el primer Católico El astrónomo adoptó la doble prueba impuesta a las hipótesis astronómicas por Tycho Brahe y decidió (1581) que las suposiciones de Copérnico debían ser rechazadas, a diferencia de la física peripatética y de la física peripatética. Escritura; por otro lado, al final de su vida y bajo la influencia de los descubrimientos de Galileo, Clavio pareció haber asumido una actitud mucho más favorable hacia las doctrinas copernicanas. Los enemigos de la filosofía aristotélica adoptaron gustosamente el sistema de Copérnico, considerando sus hipótesis como otras tantas proposiciones físicamente verdaderas, siendo este el caso de Pierre de La Ramée, llamado Petrus Ramus (1502-72), y especialmente de Giordano Bruno (alrededor de 1550-1600). La física desarrollada por Bruno, en la que incorporó la hipótesis copernicana, procedió de Nicole, Oresme y Nicolás de Cusa; pero principalmente de la física enseñada en el Universidad de París en el siglo XIV. La extensión infinita del universo y la pluralidad de mundos fueron admitidas como posibles por muchos teólogos a finales del siglo XIII, y se había enseñado la teoría del movimiento lento que gradualmente hace que las porciones centrales de la Tierra se muevan hacia la superficie. por Alberto de Sajonia antes de que atrajera la atención de Vinci. La solución de los argumentos peripatéticos contra el movimiento de la Tierra y la teoría de la gravedad que surge de la comparación de los planetas con la Tierra parece haber sido tomada prestada por Bruno de Oresme. La apostasía y las herejías por las que Bruno fue condenado en 1600 no tenían nada que ver con las doctrinas físicas que había abrazado, que incluían en particular la astronomía copernicana. De hecho, no parece que, en el siglo XVI, la Iglesia manifestó la más mínima inquietud respecto del sistema de Copérnico.
XIV. TEORÍA DE LAS MAREAS
Es sin duda a los grandes viajes que dieron un nuevo brillo a finales del siglo XV a los que debemos atribuir la importancia que asumió en el siglo XVI el problema de las mareas, y los grandes avances realizados en aquella época hacia la solución de este problema. . La correlación existente entre el fenómeno de la marea alta y baja y el curso de la luna era conocida ya desde la antigüedad. Posidonio lo describió con precisión; los astrónomos árabes también estaban familiarizados con él, y la explicación dada en el siglo IX por Albumazar en su “Introductorium magnum ad Astronomiam” siguió siendo un clásico durante todo el siglo. Edad Media. La observación de los fenómenos de mareas llevó muy naturalmente a suponer que la luna atraía las aguas del océano y, en el siglo XIII, Guillermo de Auvernia comparó esta atracción con la del imán del hierro. Sin embargo, la mera atracción de la luna no bastaba para explicar la alternancia de mareas primaverales y muertas, fenómeno que indicaba claramente una cierta intervención del sol. En sus “Questions sur les livres des Meteores”, publicadas durante la segunda mitad del siglo XIV, Temón, “Hijo del judío”, introdujo de manera vaga la idea de superponer dos mareas, la debida a la sol y el otro a la luna.
En 1528, esta idea fue claramente respaldada por Federico Grisogone de Zara, un dálmata que enseñaba medicina en Padua. Grisogone declaró que, bajo la acción exclusiva de la luna, el mar adoptaría una forma ovoide, con su eje mayor dirigido hacia el centro de la luna; que la acción del sol le daría también una forma ovoide, menos alargada que la primera, estando su eje mayor dirigido hacia el centro del sol; y que la variación del nivel del mar, en todo tiempo y en todo lugar, se obtenía sumando la elevación o depresión producida por la marea solar a la elevación o depresión producida por la marea lunar. En 1557 Girolamo Cardano aceptó y explicó brevemente la teoría de Grisogone.
En 1559, una obra póstuma de Delfino hacía una descripción de los fenómenos de las mareas idéntica a la deducida del mecanismo concebido por Grisogone. La doctrina del médico dálmata fue reproducida por Paolo Gallucci en 1588 y por Annibale Raimondo en 1589; y en 1600 Claude Duret, que había plagiado el tratado de Delfino, publicado en Francia la descripción de las mareas dada en dicha obra.
XV. LA ESTÁTICA EN EL SIGLO XVI.STEVINO
Al escribir sobre estática, Cardano se basó en dos fuentes: los escritos de Arquímedes y los tratados de la Escuela de Jordanus; además, probablemente plagió las notas dejadas por Vinci, y quizás fue de esta fuente de donde tomó el teorema: un sistema dotado de peso está en equilibrio cuando el centro de gravedad de este sistema es lo más bajo posible.
Nicolo Tartaglia (alrededor de 1500-57), el antagonista de Cardano, robó descaradamente un tratado supuestamente olvidado de uno de los comentaristas de Jordanus. Ferrari, fiel discípulo de Cardano, reprendió duramente a Tartaglia por el robo, que sin embargo tuvo el mérito de restablecer la moda de ciertos descubrimientos del siglo XIII, en particular la ley del equilibrio de un cuerpo sostenido por un plano inclinado. Mediante otro plagio no menos descarado, Tartaglia publicó bajo su propio nombre una traducción del “Tratado sobre los cuerpos flotantes” de Arquímedes realizada por Guillermo de Moerbeke a finales del siglo XIII. Esta publicación, por deshonesta que fuera, contribuyó a dar protagonismo al estudio de los trabajos mecánicos de Arquímedes, estudio que ejerció la mayor influencia sobre el progreso de la ciencia a finales del siglo XVI, la combinación de las matemáticas de Arquímedes con la física parisina, generando la movimiento que culminó en la obra de Galileo. La traducción y explicación de las obras de Arquímedes atrajo la atención de geómetras como Francesco Maurolycus de Messina (1494-1575) y Federico Commandino de Urbino (1509-75), y estos dos autores, continuando la obra del gran siracusa, determinaron la posición del centro de gravedad de diversos sólidos; Además, Cornmandin tradujo y explicó la “Colección” matemática de Pappus y el fragmento de “Mecánica” de Heron de Alejandría adjunto al mismo. La admiración por estos monumentos de la ciencia antigua inspiró a varios italianos un profundo desprecio por la estática medieval. Se ignoró la fecundidad del principio de los desplazamientos virtuales, tan felizmente empleado por la Escuela de Jordanus; y, privados de las leyes descubiertas por esta escuela y de las adiciones que les hizo Vinci, los tratados de estática escritos por admiradores demasiado entusiastas del método de Arquímedes eran notablemente deficientes. Entre los autores de estos tratados merecen especial mención Guidobaldo dal Monte (1545-1607) y Giovanni Battista Benedetti (1530-90).
De los matemáticos que, en estática, pretendían seguir exclusivamente los métodos rigurosos de Arquímedes y los geómetras griegos, el más ilustre fue Simón Stevinus de Brujas (1548-1620). A través de él, la estática de los cuerpos sólidos recuperó todo lo que había ganado con la Escuela de Jordanus y Vinci y perdido con el desprecio de hombres como Guidobaldo del Monte y Benedetti. La ley del equilibrio de la palanca, una de las proposiciones fundamentales de las que se sirvió Stevinus, fue establecida por él con la ayuda de una ingeniosa demostración que también utilizaría Galileo y que se encuentra en una pequeña obra anónima del siglo XIII. siglo. Para confirmar otro principio esencial de su teoría, la ley del equilibrio de un cuerpo en un plano inclinado, Stevinus recurrió a la imposibilidad del movimiento perpetuo, que había sido afirmada con gran precisión por Vinci y Cardano. La principal gloria de Stevinus residió en sus descubrimientos en hidrostática; y la determinación de la extensión y el punto de aplicación de la presión en el lado interior inclinado de un recipiente por el líquido contenido en él fue en sí misma suficiente para dar derecho a este geómetra de Brujas a un lugar destacado entre los creadores de la teoría del equilibrio de fluidos. Benedetti estuvo a punto de enunciar el principio conocido como Pascal. Ley, y una adición insignificante permitió a Mersenne inferir este principio y la idea de la prensa hidráulica de lo que había escrito el geómetra italiano. Benedetti había justificado sus proposiciones utilizando como axioma la ley del equilibrio de los líquidos en los vasos comunicantes, y antes de esa época Vinci había seguido el mismo procedimiento lógico.
XVI. DINÁMICA EN EL SIGLO XVI
Los geómetras que, a pesar de los métodos estereotipados del averroísmo y las bromas de Humanismo, continuaron cultivando la dinámica parisina del ímpetu, fueron recompensados con espléndidos descubrimientos. Disipando la duda en la que Alberto de Sajonia había permanecido envuelto, Vinci había declarado que la velocidad adquirida por un cuerpo que caía era proporcional al tiempo que tardaba la caída, pero no sabía cómo determinar la ley que relacionaba el tiempo empleado en caer con el espacio recorrido por el cuerpo que caía. . Sin embargo, para encontrar esta ley habría bastado invocar la siguiente proposición: en un movimiento uniformemente variado, el espacio recorrido por el cuerpo en movimiento es igual al que recorrería en un movimiento uniforme cuya duración sería la del movimiento anterior. y cuya velocidad sería la misma que afectó al movimiento anterior en el instante medio de su duración. Esta proposición era conocida por Oresme, quien la había demostrado exactamente como lo demostraría más tarde Galileo; fue enunciado y discutido a finales del siglo XIV por todos los lógicos que, en el Universidad de Oxford, compuso la escuela de Guillermo de Heytesbury, Canciller de Oxford en 1375; posteriormente fue examinado o invocado en el siglo XV por todos los italianos que se convirtieron en comentaristas de estos lógicos; y finalmente, los maestros de la Universidad de París, contemporáneos de Vinci, lo enseñaron y demostraron como lo había hecho Oresme.
Esta ley que Vinci no pudo determinar fue publicada en 1545 por un dominico español, Domingo Soto (1494-1560), un antiguo alumno de las Universidad de París, y catedrático de teología en Alcalá de Henares, y posteriormente en Salamanca. Formuló estas dos leyes así:
La velocidad de un cuerpo que cae aumenta proporcionalmente al tiempo de caída.
El espacio recorrido en un movimiento uniformemente variado es el mismo que en un movimiento uniforme ocupando el mismo tiempo, siendo su velocidad la velocidad media del primero.
Además Soto declaró que el movimiento de un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba se retarda uniformemente. Cabe mencionar que todas estas proposiciones fueron formuladas por el célebre dominico como en relación con verdades generalmente admitidas por los maestros entre los que vivió.
La teoría parisina, que sostenía que la caída acelerada de los cuerpos se debía al efecto de un continuo aumento del impulso provocado por la gravedad, fue admitida por Julio César Escaligero (1484-1558), Benedetti y gabriel vasquez (1551-1604), el célebre teólogo jesuita. El primero de estos autores presentó esta teoría de tal manera que de ella parecía derivarse naturalmente una aceleración uniforme del movimiento.
Soto, Tartaglia y Cardano hicieron denodados esfuerzos, a la manera de Vinci, para explicar el movimiento de los proyectiles apelando al conflicto entre el ímpetu y la gravedad, pero sus intentos fueron frustrados por un error peripatético que varios maestros parisinos habían rechazado mucho antes. Creían que el movimiento del proyectil se aceleraba desde el principio y atribuían esta aceleración inicial a un impulso comunicado por la vibración del aire. De hecho, a lo largo del siglo XVI, los averroístas italianos continuaron atribuyendo al aire ambiente el transporte mismo del proyectil. Tartaglia descubrió empíricamente que una pieza de artillería alcanzaba su mayor alcance cuando apuntaba en un ángulo de cuarenta y cinco grados con respecto al horizonte. Bruno insistió en la explicación de Oresme del hecho de que un cuerpo parece caer en línea vertical a pesar del movimiento de la Tierra; Para obtener la trayectoria de este cuerpo es necesario combinar la acción de su peso con el impulso que le ha impartido la Tierra. Benedetti expuso así la ley que siguió a tal impulso. Un cuerpo girado en círculo y repentinamente abandonado a sí mismo se moverá en línea recta tangente al círculo en el mismo punto donde se encontraba el cuerpo en el momento de su liberación. Por este logro, Benedetti merece figurar entre los contribuyentes más valiosos al descubrimiento de la ley de la inercia. En 1553 Benedetti presentó el siguiente argumento: en el aire, o en cualquier fluido, diez piedras iguales caen con la misma velocidad que una de ellas; y si todos estuvieran combinados seguirían cayendo con la misma velocidad; por tanto, en un fluido dos piedras, una de las cuales es diez veces más pesada que la otra, caen con la misma velocidad. Benedetti elogió la extrema novedad de este argumento, que en realidad conocían muchos escolásticos, pero que todos afirmaban que no era concluyente, porque la resistencia que el aire ofrecía a la piedra más pesada no podía ciertamente ser diez veces mayor que la que resistía. opuesto al más ligero. Aquilino fue uno de los que mantuvo claramente este principio. Para poder llegar a una conclusión correcta, el argumento de Benedetti tenía que limitarse al movimiento de los cuerpos en el vacío, y esto es lo que hizo Galileo.
XVII. LA OBRA DE GALILEO
Galileo Galilei (1564-1642) había sido en su juventud un peripatético acérrimo, pero más tarde se convirtió al sistema copernicano y dedicó la mayor parte de sus esfuerzos a su defensa. El triunfo del sistema de Copérnico sólo podría lograrse mediante el perfeccionamiento de la mecánica y, especialmente, resolviendo el problema que planteaba la caída de los cuerpos, cuando se suponía que la Tierra estaba en movimiento. Hacia esta solución se dirigieron muchas de las investigaciones de Galileo, y para que sus trabajos tuvieran éxito tuvo que adoptar ciertos principios de la dinámica parisina. Desafortunadamente, en lugar de utilizarlos todos, dejó que otros agotaran su fecundidad.
La estática galileana fue un compromiso entre el método incorrecto inaugurado en AristótelesLas “Cuestiones Mecánicas” y el método correcto de desplazamientos virtuales aplicado con éxito por la Escuela de Jordanus. Imbuido de ideas todavía intensamente peripatéticas, introdujo la consideración de un cierto ímpetu or tiempo, proporcional a la velocidad del cuerpo en movimiento y no muy diferente del ímpetu de los parisinos. La hidrostática galileana también mostró una forma imperfecta del principio de los desplazamientos virtuales, que parecía haber sido sugerido al gran pisano por las eficaces investigaciones realizadas sobre la teoría del agua corriente por su amigo. Benedetto Castelli, el benedictino (1577-1644). Al principio, Galileo afirmó que la velocidad de un cuerpo en caída aumentaba proporcionalmente al espacio recorrido, y luego, mediante una ingeniosa demostración, demostró lo absolutamente absurdo de tal ley. Luego enseñó que el movimiento de un cuerpo en caída libre se acelera uniformemente; en favor de esta ley, se contentó con apelar a su simplicidad sin considerar el aumento continuo del impulso bajo la influencia de la gravedad. La gravedad crea, en períodos iguales, un impulso nuevo y uniforme que, sumado al ya adquirido, hace que el impulso total aumente en progresión aritmética según el tiempo ocupado en la caída; de ahí la velocidad del cuerpo que cae. Este argumento al que había tendido toda la tradición parisina y que, en último lugar, había sido abordado por Sealiger, conduce a nuestra ley moderna: una fuerza constante produce un movimiento uniformemente acelerado. En la obra de Galileo no hay rastro ni del argumento ni de la conclusión que de él se deduce; sin embargo, el argumento en sí fue desarrollado cuidadosamente por el amigo de Galileo, Giambattista Baliani (1582-1666).
De la definición misma de velocidad, Baliani intentó deducir la ley según la cual el espacio recorrido por un cuerpo en caída aumenta proporcionalmente al tiempo empleado en la caída. Aquí se enfrentó a una dificultad que también había desconcertado a Vinci; sin embargo, finalmente anticipó su solución, que le fue dada, después de una vacilación similar, por otro de los discípulos de Galileo, pierre gassendi (1592-1655). Galileo había llegado a la ley que relaciona el tiempo empleado en la caída con el espacio recorrido por un cuerpo que cae, mediante una demostración que llegó a ser célebre como la “demostración del triángulo”. Era textualmente la dada por Oresme en el siglo XIV y, como hemos visto, Soto había pensado utilizar la proposición de Oresme en el estudio de la caída acelerada de los cuerpos. Galileo amplió las leyes de la caída libre de los cuerpos a la caída por un plano inclinado y sometió a la prueba experimental la ley del movimiento de un peso en un plano inclinado.
Un cuerpo que, sin fricción ni resistencia de ningún tipo, describiera la circunferencia de un círculo concéntrico a la Tierra conservaría una invariable ímpetu or tiempo, ya que la gravedad de ninguna manera tendería a aumentar o destruir esta ímpetu: este principio, que pertenecía a la dinámica de Buridan y Alberto de Sajonia, fue reconocido por Galileo. En una superficie pequeña, una esfera concéntrica con la Tierra aparentemente se fusiona en un plano horizontal; un cuerpo arrojado sobre un plano horizontal y libre de toda fricción asumiría, por tanto, un movimiento aparentemente rectilíneo y uniforme. Sólo bajo esta forma restringida y errónea Galileo reconoció la ley de la inercia y, en esto, fue el fiel discípulo de la Escuela de París.
Si un cuerpo pesado se movía un ímpetu que le haría describir un círculo concéntrico con la Tierra es, además, en caída libre, el ímpetu de rotación uniforme y la gravedad son fuerzas componentes. En pequeña medida, el movimiento producido por este ímpetu Se puede suponer que es rectilíneo, horizontal y uniforme; por lo tanto, la ley aproximada puede enunciarse como sigue: un cuerpo pesado, al que se le ha impartido una velocidad inicial horizontal en el mismo momento en que se abandona a la acción de la gravedad, asume un movimiento que es sensiblemente la combinación de un movimiento horizontal uniforme. con el movimiento vertical que asumiría sin velocidad inicial. Galileo demostró luego que la trayectoria de este cuerpo pesado es una parábola con eje vertical. Esta teoría del movimiento de los proyectiles se basa en principios que no se ajustan en modo alguno a un conocimiento exacto de la ley de la inercia y que son, en el fondo, idénticos a los invocados por Oresme cuando quiso explicar cómo, a pesar de la rotación de la Tierra, un cuerpo parece caer verticalmente. El argumento empleado por Galileo no le permitió afirmar cómo se mueve un proyectil cuando su velocidad inicial no es horizontal.
Evangelista torricelli (1608-47), discípulo de Castelli y de Galileo, amplió el método de este último al caso de un proyectil cuya velocidad inicial tenía una dirección distinta de la horizontal, y demostró que la trayectoria seguía siendo una parábola con un eje vertical. Por otra parte, Gassendi demostró que en este problema del movimiento de los proyectiles, la ley real de inercia que acababa de formular Descartes debía sustituir los principios admitidos por la dinámica parisina del siglo XIV.
Cabe mencionar las observaciones de Galileo sobre la duración de la oscilación del péndulo, ya que estas observaciones abrieron un nuevo campo a la dinámica. Los avances de Galileo en dinámica sirvieron de defensa del sistema copernicano y los descubrimientos que, con la ayuda del telescopio, pudo hacer en el cielo contribuyeron al mismo fin. Las manchas en la superficie del Sol y las montañas, similares a las de la Tierra, que ocultaban a la vista ciertas porciones del disco lunar, daban amplia prueba de que los cuerpos celestes no estaban, como había sostenido la física aristotélica, formados por una sustancia incorruptible a diferencia de los elementos sublunares; además, el papel de satélite que, en esta astronomía heliocéntrica, desempeñaba la Luna respecto de la Tierra, lo desempeñaban respecto de Júpiter los dos “planetas mediceos”, que Galileo había sido el primero en descubrir. No satisfecho con haber derrotado los argumentos opuestos al sistema copernicano aduciendo estas excelentes razones, Galileo estaba ansioso por establecer una prueba positiva a favor de este sistema. Inspirado quizás por Calcagnini, creyó que el fenómeno de las mareas le proporcionaría la prueba deseada y, en consecuencia, rechazó toda explicación del flujo y del reflujo fundada en la atracción del sol y de la luna, para atribuir el movimiento de los mares a la fuerza centrífuga producida por la rotación terrestre. Tal explicación conectaría el período de marea alta con el día sideral en lugar del lunar, contradiciendo así las observaciones más ordinarias y antiguas. Esta observación por sí sola debería haber frenado a Galileo y haberle impedido presentar un argumento mejor calculado para derribar la doctrina de la rotación de la Tierra que para establecerla y confirmarla.
En dos ocasiones, en 1616 y 1633, el Inquisición Condenó lo que Galileo había escrito a favor del sistema de Copérnico. Se declaró la hipótesis del movimiento de la Tierra. falsa in Philosophia et ad minus erronea in fide; Se juzgó la hipótesis de que el Sol estaba estacionario. falsa en Philosophia et formaliter hceretica. Adoptando la doctrina formulada por Tycho Brahe en 1578, el Santo Oficio prohibió el uso de todas las hipótesis astronómicas que no estuvieran de acuerdo tanto con los principios de la física aristotélica como con la letra de las Sagradas Escrituras (ver Galileo Galilei).
XVIII. INTENTOS INICIALES EN MECÁNICA CELESTIAL-GILBERT-KEPLER
Copérnico se había esforzado por describir con precisión el movimiento de cada uno de los cuerpos celestes, y Galileo se había esforzado por demostrar que las opiniones de Copérnico eran correctas; pero ni Copérnico ni Galileo habían intentado extender a las estrellas lo que sabían sobre la dinámica de los movimientos sublunares, ni determinar con ello las fuerzas que sostienen los movimientos celestes. Se contentaron con sostener que la rotación diaria de la Tierra se perpetúa en virtud de un impulso dado una vez para siempre; que las diversas partes de un elemento perteneciente a una estrella tienden hacia el centro de esta estrella en razón de una gravedad propia de cada uno de los cuerpos celestes, gracias a la cual el cuerpo puede conservar su integridad. Así, en mecánica celeste, estos dos grandes científicos apenas aportaron nada a lo que ya habían enseñado Buridan, Oresme y Nicolás de Cusa. Hacia la época de Galileo observamos los primeros intentos de constituir la mecánica celeste, es decir, de explicar el movimiento de las estrellas con la ayuda de fuerzas análogas a aquellas cuyos efectos sentimos sobre la Tierra; El más importante de estos intentos iniciales fue el de William Gilbert (1540-1603) y Johann Kepler (1571-1631).
A Gilbert le debemos un tratado exhaustivo sobre el magnetismo, en el que incorporó sistemáticamente lo que se conocía en la época medieval sobre los fenómenos eléctricos y magnéticos, sin añadir nada muy esencial; también dio el resultado de sus valiosos experimentos. Fue en este tratado donde comenzó a exponer su “Magnético Filosofía“, es decir su mecánica celeste, pero la obra en la que la desarrolló plenamente no se publicó hasta 1651, mucho después de su muerte. Como Oresme y Copérnico, Gilbert sostenía que en cada estrella había una gravedad particular mediante la cual las partes materiales pertenecientes a esa estrella, y sólo éstas, tendían a reunirse con la estrella cuando habían sido separadas de ella. Comparó esta gravedad, propia de cada estrella, con la acción mediante la cual un trozo de hierro vuela hacia el imán cuya naturaleza comparte. Esta opinión, sostenida por muchos de los predecesores de Gilbert y adoptada por un gran número de sus imitadores, llevó a Francis Bacon por mal camino. Bacon fue el heraldo entusiasta del método experimental que, sin embargo, nunca practicó y del que tenía una concepción completamente falsa. Según Gilbert, la Tierra, el Sol y las estrellas estaban animados, y el principio animador de cada uno de ellos comunicaba al cuerpo el movimiento de rotación perpetua. Desde la distancia, el sol ejerció una acción perpendicular al radio vector que va desde el centro del sol a un planeta, y esta acción hizo que el planeta girara alrededor del sol tal como un caballo hace girar el molino al que se dirige. en yugo.
El propio Kepler admitió que en sus primeros intentos en la línea de la mecánica celeste estuvo bajo la influencia de Nicolás de Cusa y Gilberto. Inspirándose en el primero de estos autores, atribuyó la rotación de la Tierra sobre su eje a un impulso comunicado por el Creador al principio de los tiempos; pero, bajo la influencia de la teoría de Gilbert, declaró que este impulso terminaba por transformarse en un alma o en un principio animador. En el primer sistema de Kepler, como en el de Gilbert, se decía que el sol distante ejercía sobre cada planeta una potencia perpendicular al radio vector, potencia que producía el movimiento circular del planeta. Sin embargo, Kepler tuvo la feliz idea de presentar una atracción universal a la atracción magnética que Gilbert había considerado peculiar de cada estrella. Supuso que toda masa material tendía hacia cualquier otra masa material, sin importar a qué cuerpo celeste perteneciera cada una de ellas; que una porción de materia colocada entre dos estrellas tendería hacia la más grande y más cercana, aunque nunca hubiera pertenecido a ella; que, en el momento de la marea alta, las aguas del mar subieron hacia la luna, no porque tuvieran ninguna afinidad especial por esta estrella húmeda, sino en virtud de la tendencia general que atrae todas las masas materiales unas hacia otras.
En el curso de numerosos intentos de explicar el movimiento de las estrellas, Kepler se vio obligado a complicar su primera mecánica celeste. Supuso que todos los cuerpos celestes estaban sumergidos en un fluido etéreo, que la rotación del sol engendraba un vórtice dentro de este fluido cuyas reacciones se interponían para desviar a cada planeta de su trayectoria circular. Pensó también que una cierta fuerza, similar a la que dirige la aguja magnética, conservaba invariable en el espacio la dirección del eje alrededor del cual se efectuaba la rotación de cada planeta. El inestable y complicado sistema de mecánica celeste enseñado por Kepler surgió de una dinámica muy deficiente que, en muchos puntos, era más parecida a la de los peripatéticos que a la de los parisinos. Sin embargo, estas numerosas hipótesis vagas ejercieron una influencia indiscutible en los intentos de los científicos, desde Kepler hasta Newton, de determinar las fuerzas que mueven las estrellas. Si, en efecto, Kepler preparó el camino para la obra de Newton, fue principalmente mediante el descubrimiento de las tres admirables leyes que han inmortalizado su nombre; y, al enseñar que los planetas describían elipses en lugar de círculos, produjo en la astronomía una revolución mucho mayor que la causada por Copérnico; destruyó el último principio consagrado de la física antigua, según el cual todos los movimientos celestes eran reducibles a movimientos circulares.
XIX. CONTROVERSIAS SOBRE LA GEOSTÁTICA
La filosofía “magnética” adoptada y desarrollada por Gilbert no sólo fue rechazada por Kepler sino que abusó gravemente de ella en una disputa sobre los principios de la estática. Varios escolásticos parisinos del siglo XIV, y Alberto de Sajonia en particular, había aceptado el principio de que en todo cuerpo hay un punto fijo y determinado que tiende a unirse al centro del mundo, siendo este punto idéntico al centro de gravedad considerado por Arquímedes. De este principio varios autores, en particular Vinci, dedujeron corolarios que conservaron un lugar en la estática. La revolución copernicana había modificado poco este principio, habiendo simplemente sustituido el centro del universo por un punto particular de cada estrella, hacia cuyo punto tendía el centro de gravedad de cada masa perteneciente a esa estrella. Copérnico, Galileo y Gilbert admitieron el principio así modificado, pero Kepler lo rechazó. En 1635, Jean de Beaugrand dedujo de este principio una teoría paradójica sobre la gravedad de los cuerpos y, en particular, sobre la variación del peso de un cuerpo cuya distancia al centro del universo cambia. Opiniones similares a las propuestas por Beaugrand en su geoestática se sostuvieron en Italia por Castelli, y en Francia por Pierre Fermat (1608-65). La doctrina de Fermat fue discutida y refutada por Etienne Pascal (1588-1651) y Gilles Persone de Roberval (1602-75), y la admirable controversia entre estos autores y Fermat contribuyó en gran medida a la exposición clara de un cierto número de ideas empleadas en estática, entre ellas la del centro de gravedad.
Fue esta controversia la que llevó a Descartes a revivir la cuestión de los desplazamientos virtuales precisamente en la misma forma que adoptó la Escuela de Jordanus, a fin de poder dar una base estable a las proposiciones esenciales de la estática. Por otra parte, Torricelli basó todos sus argumentos relativos a las leyes del equilibrio en el axioma citado anteriormente, a saber: un sistema dotado de peso está en equilibrio cuando el centro de gravedad de todos los cuerpos que lo forman es el más bajo posible. Cardano y quizás Vinci habían derivado esta proposición de la doctrina de Alberto de Sajonia, pero Torricelli tuvo cuidado de utilizarlo sólo en circunstancias en las que todas las verticales se consideran paralelas entre sí y, de esta manera, cortó toda conexión entre el axioma que admitía y las dudosas hipótesis de la física parisina o de la filosofía magnética. A partir de entonces los principios de la estática fueron formulados con precisión, teniendo John Wallis (1616-1703), Pierre Varignon (1654-1722) y Jean Bernoulli (1667-1748) simplemente completar y desarrollar la información proporcionada por Stevinus, Roberval, Descartes, y Torricelli.
XX. LA OBRA DE DESCARTES
Acabamos de exponer el papel que desempeñó Descartes en la construcción de la estática al presentar el método de los desplazamientos virtuales, pero su interés activo en la construcción de la dinámica fue aún más importante. Formuló claramente la ley de inercia observada por Benedetti: todo cuerpo en movimiento está inclinado, si nada lo impide, a continuar su movimiento en línea recta y con velocidad constante; un cuerpo no puede moverse en círculo a menos que sea atraído hacia el centro, mediante un movimiento centrípeto en oposición a la fuerza centrífuga por la cual este cuerpo tiende a alejarse del centro. Debido a la similitud de las opiniones de Descartes y Benedetti sobre esta ley, podemos concluir que el descubrimiento de Descartes estuvo influenciado por el de Benedetti, especialmente porque se sabía que las obras de Benedetti Marin mersenne (1588-1648), fiel amigo y corresponsal de Descartes. Descartes relacionó la siguiente verdad con la ley de inercia: un peso constante en tamaño y dirección provoca un movimiento uniformemente acelerado. Además, hemos visto cómo, con la ayuda de los principios de Descartes, Gassendi pudo rectificar lo que Galileo había enseñado sobre la caída de los cuerpos y el movimiento de los proyectiles.
En estática, muy a menudo un cuerpo pesado puede ser sustituido por un punto material situado en su centro de gravedad; pero en dinámica se plantea la cuestión de si el movimiento de un cuerpo debe considerarse como si este cuerpo estuviera enteramente concentrado en uno de estos puntos, y también ¿cuál es ese punto? Esta cuestión relativa a la existencia y hallazgo de un centro de impulsión ya había absorbido la atención de Vinci y, después de él, de Bernardino Baldi (1553-1617). Baldi afirmó que, en un cuerpo que sufre un movimiento de traslación, el centro de impulsión no difiere del centro de gravedad. Ahora bien, ¿existe un centro de impulsión y, de ser así, dónde se encuentra en un cuerpo que experimenta un movimiento distinto del de traslación, por ejemplo, mediante una rotación alrededor de un eje? En otras palabras, ¿existe un péndulo simple que se mueve de la misma manera que un péndulo compuesto determinado? Inspirado, sin duda, por la lectura de Baldi, Mersenne planteó este problema a Roberval y Descartes, quienes hicieron grandes esfuerzos por resolverlo pero se volvieron hostiles entre sí debido a la diferencia en sus respectivas proposiciones. De los dos, Descartes estuvo más cerca de la verdad, pero los principios dinámicos que utilizó no fueron lo suficientemente precisos para justificar su opinión de manera convincente; la gloria estaba reservada para Cristianas Huygens.
Los jesuitas, que en el Colegio Los de La Fleche habían sido los preceptores de Mersenne y Descartes, no enseñaban física peripatética en su integridad estereotipada, sino física parisina; el tratado que guió la instrucción impartida en esta institución estando representado por los “Comentarios” sobre Aristóteles, publicado por los jesuitas de Coimbra a finales del siglo XVII. De ahí que se pueda entender por qué la dinámica de Descartes tenía muchos puntos en común con la dinámica de Buridán y los parisinos. De hecho, las relaciones entre la física parisina y la cartesiana eran tan estrechas que ciertos profesores de La Fleche, como Etienne Noel (1581-1660), se hicieron cartesianos. Otros jesuitas intentaron construir una especie de combinación de la mecánica galileana y cartesiana con la mecánica enseñada por los parisinos. Escolástica, y el más destacado entre estos hombres debe mencionarse Honoré Fabri (1606-88), amigo de Mersenne.
En todo cuerpo en movimiento Descartes sostenía la existencia de una determinada potencia para continuar su movimiento en la misma dirección y con la misma velocidad y esta potencia, a la que llamó cantidad de movimiento, la medía estimando el producto de la masa del cuerpo en movimiento. por la velocidad que lo impulsa. Es estrecha la afinidad entre el papel que Descartes atribuyó a esta cantidad de movimiento y el que Buridan atribuyó al ímpetu. Fabri era plenamente consciente de esta analogía y el impulso que discutía era al mismo tiempo el ímpetu de los parisinos y la cantidad de movimiento de Descartes. En estática identificó este impulso con lo que Galileo llamó tiempo or ímpetu, y esta identificación era ciertamente conforme a la idea de los pisanos. La síntesis de Fabri estaba bien adaptada para dejar clara esta verdad: que la dinámica moderna, cuyos fundamentos fueron establecidos por Descartes y Galileo, procedía casi directamente de la dinámica enseñada durante el siglo XIV en la Universidad de París.
Si las verdades físicas especiales demostradas o anticipadas por Descartes eran fácilmente atribuibles a la filosofía del siglo XIV, los principios en los que el gran geómetra deseaba basar estas verdades eran absolutamente incompatibles con esta filosofía. De hecho, negando que en realidad existiera algo cualitativo, Descartes insistió en que la materia se redujera a la extensión y a los atributos de los cuales la extensión le parecía susceptible, a saber, las proporciones numéricas y el movimiento; y era mediante combinaciones de diferentes figuras y movimientos como todos los efectos de la física podían explicarse según su gusto. Luego la potencia por la cual un cuerpo tiende a conservar la dirección y la velocidad de su movimiento no es una cualidad distinta del movimiento, como el impulso reconocido por los escolásticos; no es otra cosa que el movimiento mismo, como enseñó Guillermo de Occam a principios del siglo XIV. Un cuerpo en movimiento y aislado conservaría siempre la misma cantidad de movimiento, pero no hay ningún cuerpo aislado en el vacío, porque al ser la materia idéntica a la extensión, el vacío es inconcebible, como también lo es la compresibilidad. Los únicos movimientos concebibles son aquellos que pueden producirse en medio de materia incompresible, es decir, movimientos de vórtice confinados dentro de su propia masa.
En estos movimientos los cuerpos se desplazan unos a otros del lugar que habían ocupado y, en tal transmisión de movimiento, varía la cantidad de movimiento de cada uno de estos cuerpos; sin embargo, la cantidad total de movimiento de todos los cuerpos que chocan entre sí permanece constante, como Dios siempre mantiene la misma suma total de movimiento en el mundo. Esta transmisión de movimiento por impacto es la única acción que los cuerpos pueden ejercer unos sobre otros y en la física cartesiana, así como en la aristotélica, un cuerpo no puede poner a otro en movimiento a menos que lo toque, siendo la acción inmediata a distancia más allá de toda concepción.
Hay varias especies de materia, que se diferencian entre sí sólo por el tamaño y la forma de las partículas contiguas que las forman. El espacio que se extiende entre los diferentes cuerpos celestes está lleno de cierta materia sutil, cuyas finísimas partículas penetran fácilmente en los intersticios dejados entre los componentes más groseros de otros cuerpos. Las propiedades de la materia sutil juegan un papel importante en toda la cosmología cartesiana. Los vórtices en los que se mueve la materia sutil y la presión generada por estos movimientos vórtices sirven para explicar todos los fenómenos celestes. Leibniz tenía razón al suponer que para esta parte de su obra Descartes se había basado en gran medida en Kepler. Descartes también se esforzó por explicar, con la ayuda de las figuras y movimientos de la materia sutil y de otra materia, los diferentes efectos observables en física, en particular las propiedades del imán y de la luz. La luz es idéntica a la presión que la materia sutil ejerce sobre los cuerpos y, como la materia sutil es incompresible, la luz se transmite instantáneamente a cualquier distancia, por grande que sea.
Las suposiciones con cuya ayuda Descartes intentó reducir todos los fenómenos físicos a combinaciones de figuras y movimientos apenas tuvieron parte en los descubrimientos que hizo en física; por lo tanto, la identificación de la luz con la presión ejercida por la materia sutil no juega ningún papel en la invención de las nuevas verdades que Descartes enseñó en óptica. La más importante de estas verdades es la ley de refracción de la luz que pasa de un medio a otro, aunque aún queda la cuestión de si Descartes descubrió esta ley él mismo o si, como le acusó Huygens, la tomó prestada de Willebrord Snellius (1591-1626). 1300), sin ninguna mención del autor real. Mediante esta ley Descartes dio la teoría de la refracción a través de un prisma, lo que le permitió medir los índices de refracción; además, perfeccionó enormemente el estudio de las lentes y finalmente completó la explicación del arco iris, sin que se hubiera avanzado en este sentido desde el año XNUMX, cuando Thierry de Freiberg había dado su tratado sobre él. Sin embargo, Descartes no conocía mejor la razón por la que los rayos que emergen de las gotas de agua tienen distintos colores. Aristóteles; A Newton le correspondía hacer el descubrimiento.
XXI. PROGRESO DE LA FÍSICA EXPERIMENTAL
Incluso en la obra de Descartes los descubrimientos en física fueron casi independientes del cartesianismo. El conocimiento de las verdades naturales siguió avanzando sin la influencia de este sistema y, a veces, incluso en contra de él, aunque aquellos a quienes se debió este progreso fueron con frecuencia cartesianos. Este avance fue en gran medida el resultado de un uso más frecuente y hábil del método experimental. El arte de realizar experimentos lógicamente conectados y de deducir sus consecuencias es ciertamente muy antiguo; En cierto modo, las obras producidas por este arte no fueron más perfectas que las investigaciones de Pierre de Maricourt sobre el imán o de Thierry de Freiberg sobre el arco iris. Sin embargo, si el arte siguió siendo el mismo, su técnica siguió mejorando; trabajadores más calificados y procesos más poderosos que proporcionen a los físicos instrumentos más complejos y mejor hechos, y así hagan posibles experimentos más delicados. Las pruebas bastante imperfectas realizadas por Galileo y Mersenne para determinar el peso específico del aire marcan el comienzo del desarrollo del método experimental, que fue inmediatamente impulsado vigorosamente por las discusiones sobre el vacío.
En la física peripatética la posibilidad de un espacio vacío era una contradicción lógica; pero, después de la condena pronunciada en París en 1277 por Tern-pier, la existencia del vacío dejó de considerarse absurda. Simplemente se enseñó como un hecho que los poderes de la naturaleza están construidos de tal manera que se oponen a la producción de un espacio vacío. De las diversas conjeturas propuestas sobre las fuerzas que impiden la aparición de un vacío, la más sensata y, al parecer, la más generalmente recibida entre los parisinos del siglo XVI, fue la siguiente: los cuerpos contiguos se adhieren entre sí, y esta adhesión es mantenido por fuerzas parecidas a aquellas por las que un trozo de hierro se adhiere al imán que toca. Al nombrar esta fuerza horror vacui, no había ninguna intención de considerar los cuerpos como seres animados. Un pesado trozo de hierro se desprende del imán que debería sostenerlo, habiendo vencido su peso a la fuerza con la que el imán lo retenía; De la misma manera, el peso de un cuerpo demasiado pesado puede impedir la horror vacui de levantar este cuerpo. Este corolario muy lógico de la hipótesis que acabamos de mencionar fue formulado por Galileo, quien vio en ello la explicación de un hecho bien conocido por los constructores de cisternas de su tiempo; es decir, que una bomba de succión no podía elevar el agua a más de diez metros. Este corolario entrañaba la posibilidad de producir un espacio vacío, hecho conocido por Torricelli quien, en 1644, realizó el célebre experimento con mercurio que estaba destinado a inmortalizar su nombre. Sin embargo, al mismo tiempo anticipó una nueva explicación de este experimento; el mercurio se sostiene en el tubo, no por el horror vacui eso no existe, sino por la presión que el aire pesado ejerce sobre la superficie exterior de la cuenca.
El experimento de Torricelli atrajo rápidamente la atención de los físicos. En Francia, gracias a Mersenne, suscitó por su parte y por la de quienes trataron con él, numerosos experimentos en los que Roberval y Pascal (1623-62) compitieron entre sí en ingenio y para tener los recursos de Con esta técnica a su disposición más fácilmente, Pascal realizó sus sorprendentes experimentos en una fábrica de vidrio en Rouen. Entre los numerosos investigadores interesados en el experimento de Torricelh algunos aceptaron la explicación ofrecida por la “columna de aire”, y propuesta por el propio gran geómetra italiano; mientras que otros, como Roberval, sostenían la antigua hipótesis de una atracción análoga a la acción magnética. Finalmente, para resolver la diferencia, se hizo un experimento que consistió en medir a qué altura permanecía suspendido el mercurio en el tubo de Torricelli; observándolo primero al pie de una montaña y luego en su cima. La idea de este experimento pareció habérsele ocurrido a varios físicos, en particular a Mersenne, Descartes y Pascal y, gracias a la intervención de este último y a la cortesía de Wrier, su cuñado, se realizó entre la base y cumbre del Puy-de-Domo, 19 de septiembre de 1648. El “Traite de 1′ equilibre de liqueurs et de la pesanteur de la masse de fair”, que Pascal compuso posteriormente, se cita con razón como modelo del arte de los experimentos con deducciones lógicamente conectados. Entre atomistas y cartesianos hubo muchas discusiones sobre si la parte superior del tubo de Torricelli estaba realmente vacía o llena de materia sutil; pero estas discusiones dieron pocos frutos. Sin embargo, afortunadamente para la física, el método experimental seguido con tanta precisión por Torricelli, Pascal y sus rivales siguió progresando.
Otto von Guericke (1602-86) parece haber precedido a Torricelli en la producción de un espacio vacío, ya que, entre 1632 y 1638, parece haber construido su primera máquina neumática, con cuya ayuda realizó en 1654 la célebre Magdeburg experimentos, publicado en 1657 por su amigo Caspar Schoot, SJ (1608-60). Informado por Schoot de las investigaciones de Guericke, Robert Boyle (1627-91) perfeccionó la máquina neumática y, con la ayuda de Dick Townley, su alumno, realizó los experimentos que dieron a conocer la ley de compresibilidad de los gases perfectos. En Francia Estos experimentos fueron retomados y seguidos por Mariotte (1620-84). Galileo ya conocía el uso de la dilatación de un fluido para mostrar los cambios de temperatura, pero no se sabe si el termoscopio fue inventado por Galileo o por alguno de los numerosos físicos a quienes se atribuye la prioridad, entre ellos Santorio. , llamado Sanetorius (1560-1636), Fra Paolo Sarpi (1552-1623), Cornelis van Drebbel (1572-1634) y Robert Fludd (1574-1637). Aunque los distintos termoscopios para aire o líquido utilizados al principio sólo admitían una graduación arbitraria, sirvieron para indicar la constancia de la temperatura o la dirección de sus variaciones y, en consecuencia, contribuyeron al descubrimiento de varias leyes de la física. . De ahí que este aparato se utilizara en la Accademia del Cimento, inaugurada en Florence 19 de junio de 1657 y dedicado al estudio de la física experimental. Estamos especialmente en deuda con los miembros de esta academia por la demostración de la constancia del punto de fusión del hielo y de la absorción de calor que acompaña a esta fusión. Observaciones de este tipo, realizadas por medio del termoscopio, crearon un ardiente deseo de transformar este aparato en un termómetro, con la ayuda de una graduación definida, dispuesta de manera que en todas partes se pudieran fabricar instrumentos comparables entre sí. Este problema, uno de los más importantes de la física, no se resolvió hasta 1702, cuando Guillaume Amontons (1663-1705) lo resolvió de la manera más notable. Amontons tomó como punto de partida estas dos leyes, descubiertas o verificadas por él: el punto de ebullición del agua bajo presión atmosférica es constante. Las presiones sostenidas por dos masas cualesquiera de aire, calentadas de la misma manera en dos volúmenes constantes cualesquiera, tienen una relación independiente de la temperatura. Estas dos leyes permitieron a Amontons utilizar el termómetro de aire a volumen constante y graduarlo de tal manera que diera lo que hoy llamamos temperatura absoluta. De todas las definiciones del grado de temperatura dadas desde la época de Amontons, él, al primer trazo, encontró la más perfecta. Equipada con instrumentos capaces de medir la presión y registrar la temperatura, la física experimental no pudo sino realizar rápidos progresos, que se vieron aún más favorecidos por el interés mostrado por las sociedades científicas recientemente fundadas. La Accademia del Cimento fue discontinuada en 1667, pero la Real Sociedades of Londres había comenzado sus sesiones en 1663, y la Academia de Ciencias de París Fue fundada o más bien organizada por Colbert en 1666. Estas diferentes academias se convirtieron inmediatamente en entusiastas centros de investigación científica sobre los fenómenos naturales.
XXIII. TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ
Fue en la Academia de Ciencias de París que, en 1678, Cristianas Huygens (1629-95) presentó su “Tratado sobre la luz”. Según el sistema cartesiano, la luz se transmitía instantáneamente a cualquier distancia a través de materia sutil incompresible. Descartes no dudó en asegurar a Fermat que toda su filosofía se vendría abajo en cuanto se demostrara que la luz se propaga con una velocidad limitada. En 1675 Ole Romer (1644-1710), el astrónomo danés, anunció a la Academia de Ciencias el alcance de la considerable pero finita velocidad con la que la luz atraviesa el espacio que separa los planetas entre sí, el estudio de los eclipses de los satélites de Júpiter haberlo llevado a esta conclusión. La teoría óptica de Descartes fue destruida y Huygens emprendió la construcción de una nueva teoría de la luz. Lo guiaba constantemente la suposición de que, en medio del éter comprimible, en sustitución de la materia sutil incompresible, la luz se propaga mediante ondas exactamente similares a las que transmiten el sonido a través de un medio gaseoso. Esta comparación le llevó a una explicación, que sigue siendo la habitual, de las leyes de la reflexión y la refracción. En esta explicación, el índice de refracción de la luz que pasa de un medio a otro es igual a la relación entre la velocidad de propagación en el primer medio y la velocidad de propagación en el segundo. En 1850 esta ley fundamental fue confirmada por los experimentos de Foucault.
Sin embargo, Huygens no se detuvo aquí. En 1669 Erasmus Berthelsen, conocido como Bartholinus (1625-98), descubrió la doble refracción de Islandia espato. Mediante una generalización, tan ingeniosa como audaz, de la teoría que había propuesto para los medios no cristalizados, Huygens logró trazar la forma de la superficie de una onda luminosa en el interior de un cristal como el espato o el cuarzo, y definir la leyes aparentemente complejas de la doble refracción de la luz en el interior de estos cristales. Al mismo tiempo, llamó la atención sobre los fenómenos de polarización que acompañan a esta doble refracción; Sin embargo, no pudo extraer de su teoría óptica la explicación de estos efectos. La comparación entre luz y sonido hizo que Malebranche (1638-1715) hiciera algunas conjeturas muy efectivas en 1699. Supuso que la luz es un movimiento vibratorio análogo al producido por el sonido; la mayor o menor amplitud de este movimiento, según el caso, genera una mayor o menor intensidad pero, mientras en el sonido cada período corresponde a una nota particular, en la luz corresponde a un color particular. A través de esta analogía, Malebranche llegó a la idea de la luz monocromática, que Newton deduciría de experimentos admirablemente realizados; además, estableció entre el color simple y el período de vibración de la luz, la conexión que debía conservarse en la óptica de Young y Fresnel.
XXIII. DESARROLLOS DE LA DINÁMICA
Tanto los cartesianos como los atomistas sostenían que el impacto era el único proceso mediante el cual los cuerpos podían ponerse en movimiento unos a otros; por tanto, para cartesianos y atomistas, la teoría del impacto parecía el primer capítulo de la física racional. Esta teoría ya había llamado la atención de Galileo, Marcus Marci (1639) y Descartes cuando, en 1668, el Royal Sociedades of Londres lo propuso como tema de un concurso y, de las tres importantes memorias sometidas a la crítica de esta sociedad por John Wallis, Christopher Wren (1632-1723) y Huygens, la última es la única que podemos considerar. En su tratado, Huygens adoptó el siguiente principio: si un cuerpo material, sometido simplemente a la acción de la gravedad, parte de una determinada posición, con una velocidad inicial igual a cero, el centro de gravedad de este cuerpo no puede en ningún momento elevarse por encima de él. estaba al comienzo de la moción. Huygens justificó este principio observando que, si fuera falso, el movimiento perpetuo sería posible. Para encontrar el origen de este axioma sería necesario remontarse a “De Subtilitate” de Cardano, quien probablemente lo había extraído de las notas de Vinci; la proposición en la que Torricelli había basado su estática era un corolario de este postulado. Manteniendo la exactitud de este postulado, incluso en el caso de que partes del sistema choquen; combinándolo con la ley de la caída acelerada de los cuerpos, extraída de las obras de Galileo, y con otro postulado sobre la relatividad del movimiento, Huygens llegó a la ley del impacto de los cuerpos duros. Demostró que la cantidad cuyo valor permanece constante a pesar de este impacto no es, como declaró Descartes, la cantidad total de movimiento, sino lo que Leibniz llamó cantidad de movimiento. vis viva (fuerza viva).
El axioma que tan felizmente había servido a Huygens en el estudio del impacto de los cuerpos lo extendió ahora a un cuerpo que oscila alrededor de un eje horizontal y su "Horologium oscillatorium", que apareció en 1673, resolvió de la manera más elegante y completa el problema de los centros de oscilación previamente manejados por Descartes y Roberval. Leibniz demostró en 1686 que el axioma de Huygens era la subversión de la dinámica cartesiana. Si, como Descartes, medimos la eficiencia de una fuerza por el trabajo que realiza y si, además, admitimos el axioma de Huygens y la ley de la caída de los cuerpos, , encontramos que esta eficiencia no se mide por el aumento en la cantidad de movimiento del cuerpo en movimiento, sino por el aumento a la mitad del producto de la masa del cuerpo en movimiento por el cuadrado de su velocidad. Fue este producto el que Leibniz llamó vis viva. El “Horologium oscillatorium” de Huygens no sólo dio la solución al problema del centro de oscilación sino también una exposición de las leyes que, en el movimiento circular, gobiernan la magnitud de la fuerza centrífuga, y así fue como el eminente físico preparó el camino para Newton, el legislador de la dinámica.
XXIV. EL TRABAJO DE NEWTON
La mayoría de las grandes verdades dinámicas se descubrieron entre la época de Galileo y Descartes, y la de Huygens y Leibniz. La ciencia de la dinámica necesitaba de un Euclides que la organizara como se había organizado la geometría, y este Euclides apareció en la persona de Isaac Newton (1642-1727) quien, en su “Philosophiae naturalis principia mathematica”, publicada en 1687, logró deducir toda la ciencia del movimiento a partir de tres postulados: inercia; la independencia de los efectos de fuerzas y movimientos previamente adquiridos; y la igualdad de acción y reacción. Si los “Principia” de Newton no hubieran contenido más que esta coordinación de la dinámica en un sistema lógico, habrían sido, no obstante, una de las obras más importantes jamás escritas; pero, además, dieron la mayor aplicación posible a esta dinámica al utilizarla para el establecimiento de la mecánica celeste. De hecho, Newton logró demostrar que las leyes de los cuerpos que caen sobre la superficie de la Tierra, las leyes que presiden el movimiento de los planetas alrededor del Sol y de los satélites alrededor de los planetas a los que acompañan, finalmente, las leyes que gobiernan el La forma de la Tierra y de los demás astros, así como también las mareas altas y bajas del mar, no son más que otros corolarios de esta hipótesis única: dos cuerpos, cualquiera que sea su origen o su naturaleza, ejercen uno sobre otro una atracción proporcional al producto de sus masas y en razón inversa al cuadrado de la distancia que los separa.
El principio dominante de la física antigua declaraba la distinción esencial entre las leyes que dirigían los movimientos de las estrellas (seres exentos de generación, cambio y muerte) y las leyes que presidían los movimientos de los cuerpos sublunares sujetos a generación y corrupción. Desde el nacimiento de Cristianas En física, y especialmente desde finales del siglo XIII, los físicos se habían esforzado por destruir la autoridad de este principio y someter los mundos celeste y sublunar a las mismas leyes, siendo el resultado de este prolongado esfuerzo la doctrina de la gravitación universal. A medida que se acercaba el momento en que Newton iba a producir su sistema, se multiplicaban los intentos de cosmología, por así decirlo, precursores de este descubrimiento. Cuando en 1672 Guericke retomó la mecánica celeste de Kepler, sólo hizo una corrección que, lamentablemente, provocó la desaparición de la única proposición mediante la cual este trabajo condujo a los descubrimientos de Newton. Kepler había sostenido que dos masas materiales de cualquier tipo se atraen entre sí, pero, a imitación de Copérnico, Gilbert y Galileo, Guericke limitó esta atracción mutua a partes de una misma estrella, de modo que, lejos de ser atraídas por la Tierra, partes de la luna sería repelida por la Tierra si se colocara sobre su superficie. Pero, en 1644, bajo el seudónimo de Aristarco de Samos, Roberval publicó un sistema de mecánica celeste, en el que la atracción era quizás mutua entre dos masas de cualquier tipo; en el que, en todo caso, la Tierra y Júpiter atrajeron a sus satélites con una fuerza idéntica a la gravedad de la que dotan a sus propios fragmentos. En 1665, con el pretexto de explicar los movimientos de los satélites de Júpiter, Giovanni Alfonso Borelli (1608-79) intentó proponer una teoría que comprendía simultáneamente los movimientos de los planetas alrededor del Sol y de los satélites alrededor de los planetas. Fue el primero de los científicos modernos (habiéndolo precedido Plutarco) en sostener la opinión de que la atracción que hace que un planeta tienda hacia el sol y un satélite tienda hacia la estrella que lo acompaña, está en equilibrio con la fuerza centrífuga producida por el movimiento circular del planeta o satélite en cuestión. En 1674 Robert Hooke (1635-1702) formuló la misma idea con gran precisión. Habiendo supuesto ya que la atracción de dos masas varía inversamente al cuadrado de su distancia, estaba en posesión de las hipótesis fundamentales de la teoría de la gravitación universal, hipótesis que Wren sostenía casi al mismo tiempo. Sin embargo, ninguno de estos científicos pudo deducir de allí la mecánica celeste, ya que ambos desconocían aún las leyes de la fuerza centrífuga, publicadas precisamente en aquella época por Huygens. En 1684, Edmund Halley (1656-1742) se esforzó por combinar las teorías de Huygens con las hipótesis de Hooke, pero, antes de terminar su trabajo, Newton presentó sus “Principia” al Palacio Real. Sociedades, habiendo proseguido silenciosamente durante veinte años sus meditaciones sobre el sistema del mundo. Halley, que no pudo anticiparse a Newton, tuvo la gloria de ampliar el dominio de la gravitación universal al incluir los cometas (1705).
No satisfecho con crear la mecánica celeste, Newton también contribuyó en gran medida al progreso de la óptica. Desde la antigüedad, la coloración del espectro, producida por el paso de la luz blanca a través de un prisma de vidrio, había suscitado el asombro de los observadores y apelado a la perspicacia de los físicos, sin embargo, haber sido explicada satisfactoriamente. Finalmente, Newton dio una explicación completa, quien, al crear una teoría de los colores, logró lo que todos los filósofos de Aristóteles había trabajado en vano para lograrlo. La teoría propuesta por el físico inglés coincidía con la propuesta por Malebranche en la misma época. Sin embargo, la teoría de Malebranche no era más que una hipótesis sugerida por la analogía entre la luz y el sonido, mientras que la explicación de Newton estaba extraída de experimentos, tan simples como ingeniosos, siendo su exposición por parte del autor uno de los ejemplos más bellos de inducción experimental. Lamentablemente, Newton hizo caso omiso de esta analogía entre sonido y luz que había proporcionado a Huygens y Malebranche descubrimientos tan fructíferos. La opinión de Newton era que la luz está formada por proyectiles infinitamente pequeños lanzados con extrema velocidad por cuerpos incandescentes. Las partículas del medio en el que se mueven estos proyectiles ejercen sobre ellas una atracción similar a la atracción universal; sin embargo, esta nueva atracción no varía inversamente al cuadrado de la distancia sino según otra función de la distancia, y de tal manera que ejerce un poder muy grande entre una partícula material y un corpúsculo luminoso que son contiguos. Sin embargo, esta atracción se vuelve completamente insensible tan pronto como las dos masas entre las cuales actúa están separadas entre sí por un intervalo perceptible.
Esta acción ejercida por las partículas de un medio sobre los corpúsculos luminosos que los impregnan cambia la velocidad con que se mueven estos cuerpos y la dirección que siguen en el momento de pasar de un medio a otro; de ahí el fenómeno de la refracción. El índice de refracción es la relación entre la velocidad de la luz en el medio en el que entra y la velocidad que tenía en el medio que sale. Ahora bien, como el índice de refracción así entendido era precisamente el inverso del que le atribuía la teoría de Huygens, en 1850 Foucault sometió ambos a la prueba experimental, con el resultado de que la teoría de la emisión de Newton fue condenada. Newton explicó las leyes experimentales que gobiernan la coloración de láminas delgadas, como las pompas de jabón, y logró obligar a estos colores, mediante formas adecuadas de estas láminas delgadas, a asumir el orden regular conocido como "la ley de Newton". Anillos“. Para explicar este fenómeno concibió que los proyectiles luminosos tienen una forma que puede, en la superficie de contacto de dos medios, pasar fácilmente o reflejarse fácilmente, según la forma de su presentación en el momento del paso; un movimiento giratorio hace que pasen alternativamente por “ataques de fácil transmisión o de fácil reflexión”.
Newton pensó que había explicado los principales fenómenos ópticos suponiendo que, además de esta atracción universal, existía una atracción, sensible sólo a una distancia muy corta, ejercida por las partículas de los cuerpos sobre los corpúsculos luminosos, y naturalmente llegó a creer que Estos dos tipos de atracción bastarían para explicar todos los fenómenos físicos. La acción que se extiende a una distancia considerable, como la acción eléctrica y magnética, debe seguir leyes análogas a las que gobiernan la gravedad universal; por otra parte, los efectos de capilaridad y cohesión, descomposición química y reacción deben depender de una atracción molecular que se extiende sólo a distancias extremadamente pequeñas y similar a la que se ejerce sobre los corpúsculos luminosos. Esta amplia hipótesis propuesta por Newton en una “pregunta” colocada al final de la segunda edición de su “Óptica” (1717) daba una especie de esbozo del programa que la física del siglo XVIII iba a intentar llevar a cabo.
XXV. PROGRESO DE LA MECÁNICA GENERAL Y CELESTIAL EN EL SIGLO XVIII
Este programa planteaba tres exigencias: primero, que la mecánica general y la mecánica celeste avancen en la forma indicada por Newton; en segundo lugar, que los fenómenos eléctricos y magnéticos puedan explicarse mediante una teoría análoga a la de la gravitación universal; en tercer lugar, que la atracción molecular proporciona explicaciones detalladas de los diversos cambios investigados por la física y la química.
Muchos siguieron el camino trazado por Newton e intentaron ampliar el dominio de la mecánica general y celeste, pero hubo tres que parecen haber superado a todos los demás: Alexis-Claude Clairaut (1713-65), Jean-Baptiste le Rond d 'Alembert (1717-83) y Leonhard Euler (1707-83). Los progresos que, gracias a estos tres hábiles hombres, se lograron en la mecánica general, pueden resumirse de la siguiente manera: en 1743, por su principio del equilibrio de canales, fácilmente relacionado con el principio de los desplazamientos virtuales, Clairaut obtuvo el Ecuaciones generales del equilibrio de líquidos. Ese mismo año, d'Alembert formuló una regla según la cual todos los problemas de movimiento se reducían a problemas de equilibrio y, en 1744, aplicó esta regla a la ecuación de hidrostática dada por Clairaut y llegó a las ecuaciones de hidrodinámica. Euler transformó estas ecuaciones y, en sus estudios sobre el movimiento de los líquidos, pudo obtener resultados no menos importantes que los que había obtenido analizando el movimiento de los sólidos. Clairaut extendió las consecuencias de la atracción universal en todas direcciones y, en 1743, las ecuaciones de hidrostática que había establecido le permitieron perfeccionar la teoría de la figura de la Tierra. En 1752 publicó su teoría de las desigualdades lunares, que al principio había desesperado de poder explicar mediante los principios de Newton. Los métodos que ideó para el estudio de las perturbaciones que producen los planetas en la trayectoria de una estrella le permitieron, en 1758, anunciar con exactitud la hora del regreso del cometa Halley. La confirmación de esta predicción en la que Clairaut había recibido ayuda de Lalande (1732-1807) y de Mme. Lepaute, ambos hábiles matemáticos, pusieron fuera de toda duda la aplicabilidad de las hipótesis de Newton a los cometas.
Por grandes que fueran los logros de Clairaut en el perfeccionamiento del sistema de atracción universal, no fueron tan importantes como los de d'Alembert. Newton no pudo deducir de sus suposiciones una teoría satisfactoria de la precesión de los equinoccios, y este fracaso estropeó la armonía de la doctrina de la gravitación universal. En 1749 d'Alembert dedujo de la hipótesis de la gravitación la explicación de la precesión de los equinoccios y de la nutación del eje terrestre; y poco después Euler, aprovechando los admirables recursos de su genio matemático, realizó aún más mejoras en el descubrimiento de d'Alembert. Clairaut, d'Alembert y Euler fueron las estrellas más brillantes de toda una constelación de teóricos mecánicos y astrónomos, y a este grupo sucedió otro, en el que brillaron dos hombres de intelectualidad extraordinaria, Joseph-Louis Lagrange (1736-1813) y Pierre-Simon Laplace (1749-1827). Se decía que Laplace había nacido para completar la mecánica celeste, si en verdad estuviera en la naturaleza de una ciencia admitir su compleción; y lo mismo podría decirse de Lagrange con respecto a la mecánica general. En 1787 Lagrange publicó la primera edición de su “Mécanique analytique”; el segundo, muy ampliado, se publicó después de la muerte del autor. La “Mécanique celeste” de Laplace se publicó entre 1799 y 1805, y ambas obras dan cuenta de la mayor parte de las conquistas mecánicas realizadas a lo largo del siglo XVIII, con la ayuda de los principios que Newton había asignado a la mecánica general. y las leyes que había impuesto a la gravitación universal. Por exhaustivos y eficaces que sean estos dos tratados, de ninguna manera incluyen todos los descubrimientos en general y en mecánica celeste por los que estamos en deuda con sus autores. Para hacer incluso escasa justicia a Lagrange, sus hábiles investigaciones deberían ponerse a la par de su “Mécanique analytique”; y nuestra idea de la obra de Laplace sería muy incompleta si omitiéramos la gran hipótesis cosmogónica con la que, en 1796, coronó su “Exposición del sistema del mundo”. Al desarrollar esta hipótesis, el ilustre geómetra ignoraba que en 1755 Kant había expresado suposiciones similares que estaban empañadas por graves errores en las teorías dinámicas.
XXVI. ESTABLECIMIENTO DE LA TEORÍA DE LA ELECTRICIDAD Y DEL MAGNETISMO
Durante mucho tiempo el estudio de la acción eléctrica fue meramente superficial y, a principios del siglo XVIII, todavía se encontraba en el estado en que Tales de Mileto lo había abandonado, permaneciendo lejos del punto al que se había llevado el estudio de la atracción y repulsión magnética en tiempos de Pedro de Maricourt. Cuando, en 1733 y 1734, Charles-François de Cisternay du Fay distinguió dos tipos de electricidad, la resinosa y la vítrea, y cuando demostró que los cuerpos cargados con el mismo tipo de electricidad se repelen, mientras que los cargados con diferentes tipos de electricidad se atraen. , la ciencia eléctrica fue llevada al nivel que la ciencia magnética había alcanzado mucho antes, y desde entonces estas dos ciencias, unidas por la más estrecha analogía, progresaron juntas. Avanzaron rápidamente cuando, en el siglo XVIII, el estudio de los fenómenos eléctricos se convirtió en una moda popular. Los físicos no fueron los únicos dedicados a ello; hombres del mundo llenaron el Salones de belleza donde los divulgadores de la ciencia, como el Abate Nollet (1700-70), reclutó como votantes a elegantes marqueses y vivaces marquesas. Innumerables experimentadores se dedicaron a multiplicar las observaciones sobre la electricidad y el magnetismo, pero nos limitaremos a mencionar Benjamin Franklin (1706-90), quien, mediante sus investigaciones lógicamente conducidas, contribuyó más que cualquier otro hombre a la formación de las teorías de la electricidad y el magnetismo. Las investigaciones de Henry Cavendish (1731-1810) merecen ser colocadas en el mismo rango que las de Franklin, aunque eran poco conocidas antes de su muerte.
Mediante los experimentos de Franklin y los suyos propios, Epino (Franz Ulrich Theodor Hoch, 1724-1802) fue el primero en intentar resolver el problema propuesto por Newton y, mediante la hipótesis de las fuerzas atractivas y repelentes, explicar la distribución de la electricidad y magnetismo sobre los cuerpos a los que afectan. Sus investigaciones no pudieron llevarse muy lejos, ya que aún se desconocía que estas fuerzas dependen de la distancia a la que se ejercen. Además, Epino logró estrechar aún más la conexión ya establecida entre las ciencias de la electricidad y el magnetismo, mostrando la polarización de cada uno de los elementos de la placa aislante que separa las dos placas colectoras del condensador. El experimento que realizó en esta línea en 1759 estuvo destinado a sugerir a Coulomb el experimento de los imanes rotos y la teoría de la polarización magnética, que es la base del estudio de los imanes; y también iba a ser el punto de partida de toda una rama de la ciencia eléctrica, a saber, el estudio de los cuerpos dieléctricos, estudio que fue desarrollado en el siglo XIX por Michael Faraday y James Clerk-Maxwell.
Su analogía con la fértil ley de la gravitación universal llevó sin duda a los físicos a suponer que las fuerzas eléctricas y magnéticas varían inversamente al cuadrado de la distancia que separa los elementos actuantes; pero hasta ahora esta opinión no había sido confirmada experimentalmente. Sin embargo, en 1780 recibió esta confirmación de Charles-Augustin de Coulomb con la ayuda de la balanza de torsión. Mediante el uso de esta balanza y el plano de prueba, pudo realizar experimentos detallados sobre el tema de la distribución de electricidad sobre cuerpos conductores, pruebas que no se habían realizado anteriormente. Aunque los experimentos de Coulomb dejaron fuera de toda duda las leyes elementales de la electricidad y el magnetismo, todavía quedaba por establecer mediante análisis matemáticos cómo se distribuía la electricidad sobre la superficie de cuerpos conductores de una forma determinada y cómo se magnetizaba un trozo de hierro dulce en determinadas circunstancias. La solución de estos problemas fue intentada por Coulomb y también en 1787 por Hauy (qv), pero ninguno de estos dos sabios llevó sus pruebas muy lejos. El establecimiento de principios que permitieran analizar la distribución de la electricidad en los conductores y del magnetismo en el hierro dulce requirió el genio de Simon-Denis Poisson (1781-1840).
En 1812, Poisson demostró que la investigación de la distribución de la electricidad en equilibrio sobre conductores pertenecía al dominio del análisis, y dio una solución completa de este problema en el caso de dos esferas conductoras que se influyen entre sí, ya sea que estén colocadas a distancias dadas o en contacto. Los experimentos de Coulomb en relación con esferas contiguas establecieron la verdad de la teoría de Poisson. En 1824, Poisson estableció, a propósito de los conductores huecos limitados interior o exteriormente por una cavidad esférica, teoremas que, en 1828, fueron extendidos por George Green (1793-1841) a todo tipo de conductores huecos y que Faraday confirmaría posteriormente mediante experimentación. Entre 1813 y 1824, Poisson se dedicó al estudio de las fuerzas magnéticas y de la magnetización por impulsión y, a pesar de algunas imprecisiones que el futuro corregirá, las fórmulas que estableció siguen siendo la base de todas las investigaciones de las que hasta ahora se ha centrado el magnetismo. el objeto. Gracias a las memorias de Poisson, la teoría de las fuerzas ejercidas en razón inversa al cuadrado de la distancia, anexando el dominio de la electricidad estática y del magnetismo, amplió notablemente el campo que al principio sólo incluía la mecánica celeste. El estudio de la acción de la corriente eléctrica abriría a esta teoría un territorio nuevo y fértil.
Los descubrimientos de Aloisio Galvani (1737-98) y Alessandro Volta (1745-1827) enriqueció la física con la batería voltaica. Sería imposible enumerar, aunque sea brevemente, las investigaciones ocasionadas por este descubrimiento. Todos los físicos han comparado el conductor, asiento de una corriente, con un espacio por el que circula un fluido. En sus trabajos sobre hidrodinámica, Euler había establecido fórmulas generales que se aplican al movimiento de todos los fluidos y, imitando el método de Euler, Jean-Baptiste-Joseph Fourier (1768-1830) inició el estudio de la circulación del calor —entonces considerado un fluido y llamado calórico— dentro de los cuerpos conductores. Las leyes matemáticas a las que recurrió una vez más mostraron la extrema importancia de los métodos matemáticos inaugurados por La-grange y Laplace en el estudio de la atracción universal, y al mismo tiempo extendidos por Poisson al estudio de la electrostática. Para tratar matemáticamente la circulación del fluido eléctrico en el interior de los cuerpos conductores, bastaba retomar casi textualmente el análisis de Fourier, sustituyendo la palabra electricidad por la palabra calor, como lo hizo en 1827 Georg Simon Ohm (1789-1854). ).
Mientras tanto, el 21 de julio de 1820, Hans Cristianas Oersted (1777-1851) había descubierto la acción de la corriente eléctrica sobre la aguja magnética. A este descubrimiento André-Marie Ampere (1775-1836) añadió el de la acción ejercida entre sí por dos conductores portadores de corrientes eléctricas y, al estudio de las fuerzas electrodinámicas y electromagnéticas, aplicó un método similar al utilizado por Newton al estudiar la atracción universal. En 1826 Ampere dio la teoría completa de todas estas fuerzas en su “Memoire sur la theorie mathematique des phenomenes electro-dynamiques Uniquement deduite de l'experience”, una obra que puede resistir la prueba de la comparación con las “Philosophiae naturalis principia mathematica” y no ser hallado falto.
No queriendo llevar la historia de la electricidad y del magnetismo más allá de esta fecha, nos contentaremos con hacer otra comparación entre las dos obras que acabamos de mencionar. Mientras que el tratado de Newton provocó numerosos descubrimientos por parte de sus sucesores, las memorias de Ampère dieron el impulso inicial a investigaciones que han ampliado enormemente el campo de la electrodinámica y el electromagnetismo. Michael Faraday (1791-1867), un experimentalista cuya actividad, habilidad y buena suerte quizás nunca hayan sido igualadas, estableció en 1831 las leyes experimentales de la inducción electrodinámica y electromagnética y, entre 1845 y 1847, Franz Ernst Neumann. (1798-1895) y Wilhelm Weber (1804-91), siguiendo de cerca el método de Ampère para estudiar la fuerza electrodinámica, finalmente establecieron la teoría matemática de estos fenómenos de inducción. Michael Faraday se oponía a las doctrinas newtonianas y desaprobaba enérgicamente la teoría de la acción a distancia; de hecho, cuando se dedicó a analizar la polarización de los medios aislados, a los que llamó dieléctricos, esperaba eliminar la hipótesis de tal acción. Mientras tanto, al extender a los cuerpos dieléctricos las fórmulas que Poisson, Ampère y Neumann habían establecido para los imanes y los cuerpos conductores, James Clerk-Maxwell (1831-79) pudo crear una nueva rama de la electrodinámica y, por tanto, sacar a la luz la vínculo largamente buscado que une las ciencias de la electricidad y la óptica. Este maravilloso descubrimiento no fue una de las conquistas menos importantes del método definido y practicado por Newton.
XXVII. ATRACCIÓN MOLECULAR
Mientras en toda la ciencia de la astronomía se iba estableciendo la atracción universal, que varía proporcionalmente al producto de las masas e inversamente al cuadrado de la distancia, y mientras, gracias al estudio de otras fuerzas que también varían inversamente al cuadrado de la distancia, Mientras se organizaban la electricidad y el magnetismo, otras partes de la física recibieron no menos luz de otra hipótesis newtoniana, a saber, la suposición de que entre dos partículas materiales existe una atracción distinta de la atracción universal y extremadamente poderosa, mientras que las dos partículas son contiguas. , pero deja de ser apreciable tan pronto como las dos masas sobre las que actúa están separadas por una distancia sensible. Entre los fenómenos que pueden explicarse mediante tales atracciones, Newton ya había señalado el efecto de la capilaridad, en relación con el cual Francis Hauksbee (muerto en 1705) había realizado interesantes experimentos. En 1718 James Jurin (1684-1750) intentó seguir la idea de Newton pero sin ningún éxito notable, y fue Clairaut quien, en 1743, demostró cómo los métodos hidrostáticos permitían la aplicación de esta idea a la explicación de los fenómenos capilares. Desafortunadamente, su hábil razonamiento no condujo a ningún resultado importante, ya que había atribuido demasiado valor al alcance de la acción molecular.
La acción química también fue una de las acciones que Newton sometió a la atracción molecular, y John Keill (1671-1721), John Freind (1675-1728) y Pierre-Joseph Macquer (1718-84) creía en la fecundidad de esta opinión newtoniana. La hipótesis de la atracción molecular molestó mucho a un hombre cuya mediocridad científica no le había impedido adquirir una gran influencia: nos referimos a Georges-Louis-Leclerc de Buffon (1707-88). Incapaz de comprender que una atracción no podía ser más que inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, Buffon entabló una discusión sobre el tema con Clairaut y imaginó con cariño que había triunfado sobre la modesta sabiduría de su oponente.
Ruggiero Giuseppe Boscovich, SJ (1711-87), publicó una exposición detallada de las opiniones atacadas por Buff y defendidas por Clairaut e, inspirado igualmente por las opiniones de Newton y Leibniz, concibió una cosmología en la que el universo está compuesto únicamente de puntos materiales. , siendo estos atraídos entre sí en parejas. Cuando estos puntos están separados por una distancia sensible, su atracción se reduce a mera atracción universal, mientras que cuando están muy próximos adquiere una importancia dominante. La cosmología de Boscovich proporcionó a la teoría física un programa que los geómetras del siglo XVIII y gran parte del XIX trabajaron asiduamente para llevar a cabo.
Los esfuerzos de Johann Andreas von Segner (1704-77), y posteriormente de Thomas Young (1773-1829), volvieron a llamar la atención sobre los fenómenos capilares y, con la ayuda de la hipótesis de la atracción molecular, así como del método de Clairaut, Laplace avanzó. en 1806 y 1807 una teoría admirable, que Karl Friedrich Gauss (1777-1855) mejoró en 1829. Siendo un partidario completamente convencido de la doctrina cosmológica de Boscovich, Laplace comunicó sus convicciones a numerosos geómetras, quienes se rindieron ante el predominio de su genio; sólo mencionaremos a Claude-Louis-Marie Navier (1785-1836), Poisson y Augustin Cauchy (1789-1857). Al desarrollar las consecuencias de la hipótesis de la atracción molecular, Navier, Poisson y Cauchy lograron construir la teoría del equilibrio y los pequeños movimientos de los cuerpos elásticos, una de las teorías más finas y fructíferas de la física moderna. Sin embargo, el descrédito al que el progreso de la termodinámica actual ha llevado la cosmología de Boscovich apenas ha afectado lo que Laplace, Gauss, Navier, Poisson, Cauchy y muchos otros han deducido de los principios de esta cosmología. Las teorías que establecieron siempre han sido fácilmente justificadas con la ayuda de nuevos métodos, y el propio Cauchy y George Green indicaron la forma de lograr esta justificación. Después de Macquer, muchos químicos utilizaron la hipótesis de la atracción molecular en un intento de desentrañar las leyes de reacción que estudiaban, y entre estos científicos podemos mencionar a Torbern Bergman (1735-1784) y, sobre todo, Claude-Louis Berthollet (1784-1822). ). Cuando este último publicó su “Statique chimique” en 1803, creía que la ciencia de los equilibrios químicos, sujeta por fin al método de Newton, había encontrado su verdadera dirección; sin embargo, no tomaría esta dirección hasta mucho más tarde, cuando se guiaría por preceptos completamente diferentes y que serían formulados por la termodinámica.
XXVIII. RENACIMIENTO DE LA TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ
La teoría de la emisión de luz no sólo llevó a Newton a concebir la hipótesis de la atracción molecular, sino que pareció brindarle a esta hipótesis una oportunidad de mayor éxito al permitir a Laplace encontrar, en el sistema de emisión, las leyes de la doble refracción de la luz. Islandia mástil, cuyas leyes Huygens había descubierto mediante el uso de la teoría ondulatoria. De esta manera, la óptica de Newton pareció despojar a la óptica de Huygens de la única ventaja que glorificaba. Sin embargo, en el momento en que el descubrimiento de Laplace parecía asegurar el triunfo del sistema de emisión, la teoría ondulatoria obtuvo nuevas y deslumbrantes victorias, obtenidas principalmente gracias a los esfuerzos de Thomas Young y Agustín-Jean Fresnel (1788-1827). Entre 1801 y 1803, Young hizo los descubrimientos memorables que provocaron este resurgimiento de la óptica ondulatoria. La comparación del éter que vibra en un rayo de luz con el aire que vibra en un tubo resonante le llevó a explicar las franjas alternativamente claras y oscuras que aparecen en un lugar iluminado por dos haces iguales ligeramente inclinados entre sí. El principio de interferencia, así justificado, le permitió conectar con la teoría ondulatoria la explicación de los colores de las láminas delgadas que Newton había exigido a los “ataques de fácil transmisión y fácil reflexión” de las partículas de luz.
En 1815 Fresnel, que combinó este principio de interferencia con los métodos ideados por Huygens, retomó la teoría de los fenómenos de difracción que había sido descubierta por Francisco María Grimaldi, SJ (1618-63), y seguía siendo un misterio para los ópticos. Los intentos de Fresnel de explicar estos fenómenos le llevaron a redactar en 1818 una memoria que revelaba en gran medida el carácter esencial de su genio, es decir, un extraño poder de adivinación ejercido independientemente de todas las reglas del razonamiento deductivo. A pesar de la irregularidad de su procedimiento, Fresnel dio a conocer fórmulas muy complicadas, cuyos detalles más minuciosos fueron verificados mediante experimentos y mucho después justificados según el método lógico de los matemáticos. Nunca los físicos conquistaron verdades más importantes e impensadas y, sin embargo, nunca se empleó un método más capaz de llevar a la mente común al error. Hasta ese momento se suponía que las vibraciones del éter en un rayo de luz eran longitudinales, como lo son en el aire de un tubo resonante, pero en 1808 Etienne-Louis Malus (1775-1812) descubrió la polarización de la luz cuando se refleja. sobre vidrio y, en 1817, al estudiar este fenómeno, Young llegó a suponer que las vibraciones luminosas son perpendiculares al rayo que las transmite. Fresnel, que había concebido la misma idea, completó un experimento (1816) en colaboración con Arago (1786-1853), que demostró la idea de que las vibraciones luminosas son transversales a la dirección de propagación.
La hipótesis de las vibraciones transversales fue, para Fresnel, la clave de todos los secretos de la óptica, y desde el día en que la adoptó hizo descubrimientos con gran rapidez. Entre estos descubrimientos se encuentran: (a) La teoría completa de los fenómenos de polarización que acompañan a la reflexión o refracción de la luz en la superficie de contacto de dos medios isotrópicos. Las peculiaridades que acompañan a la reflexión total dieron a Fresnel la oportunidad de mostrar de la manera más sorprendente su extraño poder de adivinación y lanzar así un verdadero desafío a la lógica. Esta adivinación no fue menos eficaz en el segundo descubrimiento. (b). Al estudiar la doble refracción, Huygens se limitó a determinar la dirección de los rayos luminosos en el interior de los cristales ahora llamados uniaxiales, sin poder, sin embargo, explicar la polarización de estos rayos; pero con la ayuda de la superficie de onda, Fresnel logró dar la forma más elegante a la ley de refracción de los rayos en cristales biaxiales y formular reglas mediante las cuales los rayos se polarizan en el interior de todos los cristales, tanto uniaxiales como biaxiales. .
Aunque todas estas maravillosas teorías destruyeron la teoría de la emisión, la hipótesis de la atracción molecular estuvo lejos de perder terreno. En efecto Fresnel creyó encontrar en la elasticidad del éter, que transmite vibraciones luminosas, la explicación de todas las leyes ópticas que había verificado experimentalmente, y buscó la explicación de esta elasticidad y de sus leyes en la atracción que creía existir entre las partículas contiguas de este fluido. Siendo demasiado poco matemático y demasiado poco mecánico para llegar muy lejos en el análisis de tal problema, dejó su solución a sus sucesores. A esta tarea, tan claramente definida por Fresnel, Cauchy dedicó los más poderosos esfuerzos de su genio algebrista y, gracias a este alumno de Laplace, la física newtoniana de la atracción molecular se convirtió en un factor activo en la propagación de la teoría de la óptica ondulatoria. . Los descubrimientos de Fresnel no agradaron a todos los newtonianos tanto como a Cauchy. Arago nunca pudo admitir que las vibraciones luminosas fueran transversales, a pesar de haber colaborado con Fresnel en la realización del experimento mediante el cual se verificó este punto, y Jean-Baptiste Biot (1774-1862), cuyas investigaciones experimentales fueron numerosas y hábiles, y que había proporcionado a la óptica reciente materia muy valiosa, permaneció fuertemente apegado al sistema de emisión mediante el cual se esforzó en explicar todos los fenómenos que Fresnel había descubierto y explicado por el sistema ondulatorio. Además, Biot no se reconocería derrotado ni consideraría condenado el sistema de emisión hasta que Foucault (1819-68) demostró que la luz se propaga mucho más rápidamente en el aire que en el agua.
XXIX. TEORÍAS DEL CALOR
La idea de la cantidad de calor y la invención del calorímetro destinado a medir la cantidad de calor emitida o absorbida por un cuerpo en determinadas circunstancias se deben a Joseph Black (1728-99) y Adair Crawford (1749-95), quienes, al unir la calorimetría con la termometría, crearon verdaderamente la ciencia del calor, ciencia que permaneció sin nacer mientras lo único que se hacía era comparar temperaturas. Al igual que Descartes, Newton sostenía que el calor consistía en una agitación muy viva de las partes más pequeñas que componen los cuerpos. Demostrando que se proporciona una cierta cantidad de calor al hielo que se derrite, sin por ello elevar la temperatura del hielo, que este calor permanece en “estado latente” en el agua resultante del derretimiento y que se vuelve a manifestar cuando el agua Vuelve al hielo, los experimentos de Black y Crawford llevaron a los físicos a cambiar de opinión sobre la naturaleza del calor. En él vieron cierto fluido que se combina con otra materia cuando el calor pasa al estado latente, y se separa de él cuando el calor se libera nuevamente, y, en la nueva nomenclatura que perpetuó la revolución provocada por Antoine-Laurent Lavoisier (1743-94), a este fluido imponderable se le asignó un lugar entre los cuerpos simples y se le denominó calórico.
El aire se calienta cuando se comprime y se enfría nuevamente cuando se enrarece debajo del receptor de la máquina neumática. Johann Heinrich Lambert (1728-77), Horace de Saussure (1740-79) y John Dalton (1766-1844) reconocieron la importancia de este ya antiguo experimento, pero es a Laplace a quien debemos una explicación completa de este fenómeno. El experimento demostró a Laplace que, a una temperatura determinada, una masa de aire contiene una cantidad de calorías proporcional a su volumen. Si admitimos la exactitud de la ley de compresibilidad enunciada por Boyle y Mariotte, esta cantidad de calor combinada con una masa de aire dada, también de temperatura dada, es proporcional al volumen de este aire. En 1803, Laplace formuló estas proposiciones en una breve nota insertada en la “Statique chimique” de Berthollet. Para verificar las consecuencias que Laplace dedujo de ello respecto de la expansión de los gases, Louis-Joseph Gay-Lussac (1778-1850) inició investigaciones sobre este tema, y en 1807 sobre las variaciones de temperatura que se producen cuando un gas contenido en un receptor entra en otro receptor previamente vacío.
Las opiniones de Laplace conllevan un corolario evidente; Para elevar a un cierto número de grados la temperatura de un gas de un volumen fijo, se requiere la comunicación de menos calor que si este gas se expandiera bajo una presión invariable. Por tanto, un gas admite dos tipos distintos de calor específico que dependen de si se calienta a volumen constante o bajo presión constante; siendo el calor específico mayor en el último caso que en el primero. A través de estas observaciones, el estudio del calor específico de los gases fue señalado como uno de los más importantes en los que podían dedicarse los experimentadores. El Instituto hizo de este estudio el tema de un concurso que convocó a dos memorias notables, una de Delaroche y Bérard sobre la medición de los calores específicos de varios gases bajo presión constante; y el otro de Desormes y Clement, publicado en 1812, sobre la determinación del aumento de calor debido a una compresión dada en una masa de aire determinada. Los experimentos de Desormes y Clement permitieron a Laplace deducir, en el caso del aire, la relación entre el calor específico bajo presión constante y el calor específico bajo volumen constante y, por tanto, comprobar las ideas que se había formado sobre la propagación del sonido.
Al aplicar al aire la ley de compresibilidad descubierta por Boyle, Newton había intentado calcular la velocidad de propagación del sonido en este fluido, y la fórmula que había establecido daba valores muy inferiores a los proporcionados por la determinación experimental. Lagrange ya había demostrado que modificando la ley de compresibilidad de Boyle se podía superar este desacuerdo; sin embargo, la modificación no debía estar justificada por lo que dijo Lagrange sino por lo que descubrió Laplace. Cuando el sonido se propaga en el aire mediante condensaciones y rarefacciones alternas, la temperatura en cada punto, en lugar de permanecer sin cambios, como suponía la ley de Boyle, aumenta y disminuye alternativamente alrededor de un valor medio. Por tanto, la velocidad del sonido ya no se expresaba mediante la fórmula que había propuesto Newton; esta expresión tuvo que multiplicarse por la raíz cuadrada de la relación entre el calor específico a presión constante y el calor específico a volumen constante. Laplace tenía este pensamiento en mente en 1803 (Berthollet, “Statique chimique”); siendo desarrolladas sus consecuencias en 1807 por Poisson, su discípulo. En 1816 Laplace publicó su nueva fórmula; Nuevos experimentos de Desormes y Clement, y experimentos análogos de Gay-Lussac y Welter le proporcionaron valores tolerablemente exactos de la relación de los calores específicos de los gases. A partir de entonces el gran geómetra pudo comparar el resultado dado por su fórmula con el proporcionado por la determinación directa de la velocidad del sonido, esta última, en metros por segundo, representada por el número 340.889, y la primera por el número 337.715. Este acuerdo parecía una confirmación muy fuerte de la hipótesis del calórico y de la teoría de la acción molecular, a las cuales era atribuible. Parecería que Laplace tenía razón al decir: “Los fenómenos de expansión del calor y vibración de los gases conducen a fuerzas de atracción y repulsión, sensibles sólo a distancias imperceptibles. En mi teoría sobre la acción capilar, he atribuido a fuerzas similares los efectos de la capilaridad. Todos los fenómenos terrestres dependen de esta especie de fuerza, así como los fenómenos celestes dependen de la gravitación universal, y el estudio de estas fuerzas me parece ahora el objeto principal de la filosofía matemática” (escrito en 1823).
En 1824 se formuló una nueva verdad a partir de la cual se desarrollaría una doctrina que cambiaría, en gran medida, la filosofía natural tal como la concibieron Newton y Boscovich y la llevaron a cabo Laplace y sus discípulos. Sin embargo, Sadi Carnot(1796-1832), el autor de esta nueva verdad, todavía asumió la exactitud de la teoría del calórico. Propuso extender a las máquinas térmicas el principio de imposibilidad de movimiento perpetuo reconocido para las máquinas de temperatura invariable, y llegó a la siguiente conclusión: para que una cierta cantidad de calor pueda producir trabajo del tipo que requiere la industria humana, este calórico debe pasar de un cuerpo caliente a uno frío; Cuando se da la cantidad de calórico, así como las temperaturas a las que se elevan estos dos cuerpos, el trabajo útil producido admite un límite superior independiente de la naturaleza de las sustancias que transmiten el calórico y del dispositivo mediante el cual se produce el calórico. se efectúa la transmisión. En el momento en que Carnot formuló esta fértil verdad, los fundamentos de la teoría del calórico se tambalearon. Sin embargo, en la hipótesis del calórico, ¿cómo podría explicarse la generación de calor por fricción? Se descubrió que dos cuerpos frotados entre sí eran tan ricos en calorías como antes; Por tanto, ¿de dónde procede el calórico desprendido por fricción?
Ya en 1783, Lavoisier y Laplace estaban muy preocupados por el problema, que también llamó la atención de los físicos; como en 1798 cuando Benjamin Thompson, el conde Rumford (1753-1814), realizó experimentos precisos sobre el calor generado por la fricción y, en 1799, Sir Humphrey Davy (1778-1829) realizó experimentos similares. En 1803, junto a las notas en las que Laplace anunciaba algunas de las mayores conquistas de la doctrina del calórico, Berthollet, en su “Statique chimique”, daba cuenta de los experimentos de Rumford, intentando en vano reconciliarlos con la opinión predominante. Ahora bien, estos experimentos, que eran incompatibles con la hipótesis de que el calor es un fluido contenido en una cantidad determinada en cada cuerpo, recordaban la suposición de Descartes y Newton, que afirmaban que el calor era una agitación muy viva de las pequeñas partículas de los cuerpos. Rumford y Davy finalmente se declararon a favor de esta opinión.
En los últimos años de su vida, Carnot escribió algunas notas que permanecieron inéditas hasta 1878. En estas notas rechazaba la teoría del calórico por considerarla incompatible con los experimentos de Rumford. “El calor”, añadió, “es, por tanto, el resultado del movimiento. Es bastante claro que puede producirse mediante el consumo de fuerza motriz y que puede producir esta fuerza. Dondequiera que hay destrucción de fuerza motriz hay, al mismo tiempo, producción de calor en una cantidad exactamente proporcional a la cantidad de fuerza motriz destruida; e inversamente, dondequiera que hay destrucción de calor, hay producción de fuerza motriz”.
En 1842, Robert Mayer (1814-78) encontró el principio de equivalencia entre calor y trabajo y demostró que una vez conocida la diferencia de dos calores específicos de un gas, es posible calcular el valor mecánico del calor. Este valor difiere poco del encontrado por Carnot. El agradable trabajo de Mayer apenas ejerció más influencia en el progreso de la teoría del calor que las notas inéditas de Carnot. Sin embargo, en 1843 James Prescott Joule (1818-89) fue el siguiente en descubrir el principio de equivalencia entre calor y trabajo, y realizó varios de los experimentos que Carnot en sus notas había solicitado que se hicieran. El trabajo de Joule comunicó a la nueva teoría un nuevo impulso. En 1849 William Thomson, más tarde Lord Kelvin (1824-1907), indicó la necesidad de conciliar el principio de Carnot con el principio, desde entonces indiscutible, del equivalente mecánico del calor; y en 1850 Rudolf Clausius (1822-88) cumplió la tarea; así se fundó la ciencia de la termodinámica. Cuando en 1847 Hermann von Helmholtz publicó su pequeña obra titulada “Veber die Erhaltung der Kraft”, demostró que el principio del equivalente mecánico del calor no sólo establecía un vínculo entre la mecánica y la teoría del calor, sino que también vinculaba los estudios de la química. reacción, electricidad y magnetismo, y de esta manera la física se vio enfrentada a la realización de un programa completamente nuevo, cuyos resultados son actualmente demasiado incompletos para ser juzgados incluso por los científicos.
PIERRE DUHEM