1º de Bachillerato: Cosmovisiones perdidas

Las diferentes cosmovisiones que han existido a lo largo de la Historia de la ciencia se han perdido debido a un enorme cataclismo que ha sacudido a todos los habitantes de la Tierra: ¡Todos han perdido la memoria y han olvidado lo estudiado acerca de las cosmovisiones científicas! ¿Todos? ¡No, todos no! ¡Aquellos valientes alumnos que recientemente habían estudiado las cosmovisiones no lo han olvidado aún! ¿Podrías ayudar a los habitantes de la Tierra a recuperar su memoria?

1º de Bachillerato: TEMA 5: LAS COSMOVISIONES CIENTÍFICAS. La cosmovisión actual: La teoría de la relatividad de Einstein y la Física cuántica

4. La cosmovisión actual. 

4.1. La Teoría de la relatividad de Einstein.

Hasta los primeros años del siglo XX, el modelo de Newton estaría vigente; sin embargo, durante este siglo se procede un cambio de paradigma motivado por las aportaciones de Albert Einstein (1879-1955) y su teoría de la relatividad, así como el desarrollo de la física cuántica. 

Comenzaremos explicando los aspectos más destacados de la teoría de la relatividad del físico alemán Albert Einstein: 

a) Con esta teoría, Einstein trata de dar una explicación al macrocosmos, esto es, una explicación que permita la comprensión del universo. 

b)  Explica el concepto de campo gravitatorio: la masa de un cuerpo deforma el espaciotiempo a su alrededor. Así, en las proximidades de una gran masa (por ejemplo, la de una estrella como el Sol), el espacio está más curvado y el tiempo transcurre más lentamente. Aunque la tendencia natural de los planetas y, en general, la de todos los cuerpos celestes, sea recorrer la distancia más corta entre dos puntos (lo que en física se conoce como geodésica), si el espacio en el que se mueven está curvado, el planeta acabará trazando una órbita a su alrededor. 

c) La teoría de la relatividad explicaba los movimientos orbitales de los planetas.

Tarea 1: Visualice el siguiente video, en el que el astrónomo y astrofísico estadounidense Carl Sagan explica el concepto de gravedad:

 

Tarea 2 (Opcional): Visualice el siguiente video para conocer mejor la vida de Einstein:

 

 

4.2. Física cuántica. 

Por otro lado, explicaremos brevemente los aspectos fundamentales de la física cuántica: 

a) Si la teoría de la relatividad revoluciona nuestra visión del mundo a gran escala (el macrocosmos), la teoría cuántica hace lo propio con el mundo de lo infinitamente pequeño (el microcosmos).

b) De los múltiples resultados de una teoría tan compleja como la cuántica, el que más impacto filosófico produjo fue el denominado principio de indeterminación o incertidumbre de Heisenberg. Según este principio, existen determinadas magnitudes microfísicas, como la velocidad y la posición de una partícula subatómica, o la energía y el tiempo de la misma, entre las que se dan lo que se llama relaciones de indeterminación o incertidumbre; es decir: si tratamos de conocer (de medir) de modo preciso una de ellas, necesariamente la otra magnitud se nos va a «escapar». Así, por ejemplo, no podemos conocer con exactitud y a la vez la velocidad y la posición de una partícula, pues alguna de estas dos magnitudes fundamentales permanecerá necesariamente indeterminada o incierta. Esto supone un límite infranqueable a nuestro conocimiento de la realidad.

 

Las implicaciones filosóficas que se derivan de estas dos nuevas cosmovisiones son las siguientes: 

a) Se pone en entredicho la creencia que se tiene desde la Antigüedad de que el mundo es una realidad objetiva que el ser humano puede llegar a conocer.

b)  Se cuestiona el determinismo en el mundo y, por tanto, se instala el indeterminismo: solo podríamos establecer leyes estadísticas que no predicen con exactitud el resultado de una observación, sino tan solo calculan sus probabilidades.

c)  Alejamiento respecto al sentido común: la nueva cosmovisión científica se distancia de nuestras intuiciones y percepciones habituales, por lo que resulta poco comprensible para los que no son expertos.

 

Tarea 3. Repasa los contenidos trabajados, relacionando las columnas correctamente en el menor tiempo posible: 

1º de Bachillerato: TEMA 5: LAS COSMOVISIONES CIENTÍFICAS. El modelo mecanicista de Newton

3. El modelo mecanicista newtoniano.

A partir del siglo XVI, con la revolución científica, se puede considerar el inicio de la cosmovisión moderna. Un grupo de científicos europeos (Copérnico, Galileo o Newton, entre otros) comienzan a establecer un cambio de paradigma científico en campos tales como la física, la química, la astronomía y la biología, además de un cambio de paradigma filosófico, que desembocará en el movimiento social e intelectual conocido con el nombre de Ilustración. La nueva física basada en la experimentación, unida al formalismo matemático, hacen que se supere la cosmovisión aristotélica y su división del cosmos en dos partes (mundo sublunar y mundo supralunar). 

                                                   Isaac Newton 

Entre los científicos que contribuyeron a este cambio de paradigma encontramos al filósofo y matemático inglés Isaac Newton (1642-1727). Su obra titulada Principios matemáticos de la Filosofía natural, publicada en 1687, es la culminación de su trabajo en el campo cosmológico. Newton, junto a Galileo, son considerados los padres de la física moderna. Ofrecieron una explicación de las leyes de los movimientos de los planetas en el sistema heliocéntrico (El Sol estaría en el centro del universo y todos los demás astros girarían a su alrededor, incluida la Tierra).

Las contribuciones más destacadas de Newton son las siguientes: 

a) La introducción de un método basado en la inducción y el análisis matemático. 

b) Estableció la ley de gravitación universal. En dicha ley se señala que todos los cuerpos del universo son el origen de la fuerza de la gravedad, y a su vez se ven afectados por ella (todos los cuerpos, por tener masa, se atraen entre sí: en esto consistiría la gravedad). La definió como una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros de gravedad. Se trataba de una ley que podía aplicarse tanto para la caída de una piedra como para determinar el movimiento de los planetas, lo cual significaba que las mismas leyes regían en todo el universo (así, se terminaba de superar la cosmovisión aristotélica, en tanto que distinguía entre un mundo sublunar y otro supralunar) y tenían capacidad predictiva. 

Las implicaciones filosóficas que se derivan de esta cosmovisión son las siguientes: 

a) Mecanicismo: Se comienza a considerar al mundo como una máquina perfecta, en la que Dios es el gran relojero que pone en marcha todo el sistema. A partir de ahí, todo se explica en base a causas naturales. 

b) El universo es explicable mediante leyes, como un gran reloj, y por tanto predecible. Existe, por tanto, un puro determinismo (Partiendo de datos exactos podemos predecir con cierta exactitud los acontecimientos futuros). 

c) Se reduce el papel del ser humano en un universo infinito. Su lugar central (Tierra) en el cosmos se ha desplazado a un papel secundario. Este desplazamiento provoca inseguridad en el ser humano. 

d) Se amplifica el poder de la razón, dado que el ser humano puede comprender la estructura y las leyes del universo. Se otorga una confianza ilimitada a la razón. 

Tarea 1: Visualiza en siguiente video sobre la vida y la obra de Newton:

 

Tarea 2: Lee el siguiente texto de Antonio Escohotado y contesta a la siguiente pregunta: ¿qué quiere decir el concepto mundo-reloj del texto? Puedes contestar en los comentarios de esta entrada:

"No sin fundamento, los historiadores del quehacer científico destacan las raíces religiosas en el paso de la cosmovisión aristotélica a la newtoniana. El mundo-reloj que se abre paso con Galileo es una construcción que remite al omnipotente relojero, y su confianza en una inteligibilidad radical del universo deriva de una previa confianza en el legislador divino".

Caos y orden, Espasa, Madrid, 1999, p. 115.

1º y 2º de Bachillerato: TEMA 5: LAS COSMOVISIONES CIENTÍFICAS. El cosmos de Aristóteles

1. ¿Qué es una cosmovisión?

En este tema nos vamos a ocupar de las diferentes cosmovisiones más destacadas en cada uno de los periodos de la historia de la ciencia: El cosmos de Aristóteles en el periodo antiguo, el modelo mecanicista de Newton en el época moderna y, finalmente, la Teoría de la relatividad de Einstein y la física cuántica en la época actual. Por cosmovisión entendemos una interpretación de la realidad que constituye una forma coherente y sistemática de ver el mundo y de comprenderlo. Para ello, se tiene como presupuesto todos los conocimientos que aportan las distintas ciencias (astronomía, cosmología, física...). Y la finalidad de toda cosmovisión es dar un visión completa del universo. 

 

2. El cosmos aristotélico. 

La cosmología de Aristóteles (siglo IV a.C.) es un modelo cosmológico paradigmático desde la Antigüedad hasta el Renacimiento. La gran aportación aristotélica radica en que fue el primer gran modelo científico de la humanidad. Fue, incluso, aceptado por la Iglesia católica en el siglo XII. Debido a la enorme importancia que tuvo durante muchos siglos el paradigma aristotélico, el cambio a un nuevo paradigma (el modelo de la mecánica clásica de Galileo y Newton), que se efectuará en los siglos XVI y XVII, será bastante complejo. 

 

En su tratado titulado Acerca del cielo, Aristóteles muestra las claves de su modelo cosmológico: 

El universo es eterno (en un sentido temporal: existe desde siempre), finito (tiene un límite: la esfera de las estrellas fijas), único, geocéntrico (el centro del universo coincide con el centro de la tierra), esférico, no existe el vacío, teleológicamente ordenado (todo tiene una finalidad, un para qué - de ahí la concepción de organicismo-), basado en el principio de que todo lo que se mueve es movido por otra cosa y, finalmente, dividido en dos partes distintas separadas por la esfera de la Luna. 

 

Analicemos cada una de esas dos partes: 

1) El mundo sublunar: Ocupa desde el centro del universo, que coincide con el centro de la Tierra, hasta la esfera de la Luna (sin incluirla).  Está formada por los cuatro elementos de Empédocles (tierra, agua, aire y fuego), que están sometidos a la generación y corrupción, es decir, al cambio y al movimiento. En este mundo, cada elemento tiene un "lugar natural", donde le corresponde estar. Así, por ejemplo, al elemento tierra le corresponde estar en el centro del universo y, por encima de él, el agua. Así también, las burbujas que se puedan formar en el fondo de un estanque intenten atravesar la esfera del agua y se dirijan hacia su lugar natural, el aire. Del mismo modo, una piedra arrojada en un estanque, atravesará las esferas del aire y del agua para llegar a su lugar natural, la esfera de la tierra. El movimiento característico de este mundo es el movimiento rectilíneo y la velocidad con que los cuerpos van a su esfera es proporcional a la diferencia entre el número de átomos que poseen de las esferas que se encuentran por debajo de ellos y el número de átomos que poseen de las esferas que se encuentran por encima de ellos.

2) El mundo supralunar: Ocupa desde la esfera de la Luna (incluida) hasta el límite del universo, esto es, la esfera de las estrellas fijas. Todos los cuerpos de esta esfera celestes están compuestos de éter. Este quinto elemento es inmutable y está compuesto por átomos que se desplazan de forma circular. Así, por tanto, todos los cuerpos (planetas y estrellas) de esta esfera poseen un movimiento circular, eterno y regular, esto es, el movimiento perfecto, que no tiene principio ni fin. Los planetas se encuentran alojados en esferas cristalinas que los arrastran de forma circular, eterna y regular. En el límite del universo, como "telón de fondo", encontramos la esfera de las estrellas fijas. Es, evidentemente, una esfera transparente, en la que se encuentran incrustadas las estrellas. Tiene, como todos los planetas, un movimiento circular, eterno y regular, cuyo centro de la circunferencia coincide con el centro del universo, que es la Tierra.

El origen del movimiento en el cosmos viene dado por el denominado Primer motor inmóvil, que trasmite dicho movimiento en cadena a las esferas y al mundo sublunar. Por tanto, es causa del movimiento eterno del cosmos. Dicho Primer motor inmóvil es inmaterial y acto puro, mueve el mundo hacia su perfección; pero no es un Dios, ya que no crea el mundo. 

Las implicaciones filosóficas que se derivan de este cosmos aristotélico son las siguientes: 

1) La realidad está perfectamente ordenada, ya que cada parte tiene un finalidad dentro del todo. 

2) La realidad es cognoscible por medio de la observación y es explicable, ya que la podemos entender. 

3) La perspectiva con la que se estudia la realidad es antropocéntrica, esto es, el ser humano es considerado un observador terrestre del cosmos.

 

Tarea 1. Lee el siguiente texto de A. C. Crombie titulado Historia de la ciencia: De San Agustín a Galileo (Madrid: Alianza, 1996) y realiza en tu cuaderno un dibujo del cosmos aristotélico a partir de la descripción dada.

"El cosmos de Aristóteles era una esfera vasta, pero finita, con su centro en la Tierra y limitada por la esfera de las estrellas fijas, que era también el “primer motor” (…), la fuente original de todos los movimientos en el universo. En el centro del universo estaba la Tierra esférica, y rodeándola concéntricamente estaban las distintas esferas, dispuestas como las pieles de una cebolla. En primer lugar venían las envolturas esféricas de los otros tres elementos terrestres, agua, aire y fuego, respectivamente. Rodeando a la esfera del fuego estaban las esferas cristalinas, en las que se encontraban insertas, y eran transportadas por ellas, la Luna, Mercurio, Venos, el Sol, Marte, Júpiter y Saturno, que eran los siete “planetas”. Más allá de la esfera del último planeta venía la de las estrellas fijas, y tras esta última, nada". 

Tarea 2.  Coloca las etiquetas correctamente en la siguiente imagen:

4º ESO: ¡Aprendo dibujando! Cosmovisiones científicas

Magníficos trabajos realizados el curso pasado por alumnas y alumnos de 4º de ESO de Filosofía  sobre las diferentes cosmovisiones científicas mediante Visual Thinking:  ¡Aprendo dibujando!