El Desarrollo de la Física Experimental

Arduo camino el del experimento

Situémonos en el siglo XVIII, época en la que  las ciencias clásicas, tales como la astronomía, la estática y la óptica geométrica eran fácilmente matematizables. En la primera mitad del siglo  se empiezan a desarrollar las llamadas ciencias baconianas, ciencias experimentales para las que las matemáticas quedaban lejos. Indagar en las ciencias baconianas presentaba dificultades particulares. Los filósofos naturales que se dedicaban a ello tenían ante sí un amplio espectro de fenómenos y un desbordado crecimiento de experimentos donde la regularidad brillaba por su ausencia.

Los hechos se establecían con cierta dificultad porque los resultados de los experimentos variaban considerablemente atendiendo a factores que escapaban por completo del control y en ocasiones de la comprensión del investigador. Como por ejemplo, la humedad atmosférica e incluso la estática acumulada en las ropas del observador en los experimentos de naturaleza eléctrica.

Aún más, la repetición de una experiencia ya establecida podía arrojar resultados que hiciesen dudar de ella. Recordemos el famoso experimento de la descomposición de la luz en sus colores, que había fracasado anteriormente en Francia, Italia y Países Bajos. Newton hizo prismas mejores.

Los filósofos naturales afrontaban esta situación dotados de herramientas metodológicas y conceptuales que no siempre concedían sus deseos. Al final, lo que buscaban era la matematización de los fenómenos.

Cartesianos y Newtonianos

Esta matematización se establecía fundamentalmente desde dos perspectivas que suponían métodos distintos de aproximación y explicación de los fenómenos, que más pronto que tarde acabaron mostrándose insuficientes.

Descartes tuvo que hacer una física matemática sin matemáticas y Newton se topó con que los bastante buenos resultados de su Principia se desvanecían frente al comportamiento de la luz en cuanto a óptica se refería.

La física experimental era un sistema de ensayo en constante diálogo con hipótesis a su vez en constante modificación. Estamos hablando de hipótesis que ni siquieran predecían y apenas explicaban los diferentes fenómenos que los experimentos iban poniendo de manifiesto.

El experimento se estaba conviertiendo en la estrella invitada de la física. Cada vez se detallaban más para permitir su reproducibilidad y por lo tanto la credibilidad de sus resultados. Estos resultados se iban acumulando delimitando regularidades. Las hipótesis se dejaban para el final. Al conocimiento se le atribuía el grado de certeza si provenía de los resultados de la experiencia, en cambio, si provenían de las hipótesis tan solo tenían carácter de probable.

Cartesianos y newtonianos compartían la filosofía mecanicista, la reducción de los fenómenos a una ontología microfísica que podía basarse, en el caso de los cartesianos en que las interacciones se efectuaban por presión o contacto, y en el caso de los newtonianos, en un vacío, con o sin éter, dentro del cual, la materia interactuaba a distancia mediante fuerzas de atracción y repulsión.

Nadie había logrado atisbar un átomo, aunque el microscopio despertó ciertas ilusiones que se esfumaron fácilmente. La filosofía mecanicista se sustentaba exclusivamente en el princio de analogía que se la atribuía a la Naturaleza, supuestamente regular. Esta regularidad permitía establecer una conexión entre el mundo abierto a los sentidos y ese otro universo submicroscópico oculto.

En cualquier caso, sin hipótesis no había medida. En primer lugar era preciso establecer lo que podía medirse o qué medían los instrumentos disponibles, como el termómetro o el barómetro. La hidrostática, bastante desarrollada ayudó a definir una teoría viable de funcionamiento del barómetro, en cambio no se tenía nada claro qué era lo que medía el termómetro.

A la dificultad de interpretación de la naturaleza se añadía la de interpretar el funcionamiento de los aparatos que se desarrollaron para explorarla, como las máquinas eléctricas de fricción o la botella de Leiden, que ni se sabía como funcionaban.

El recorrido de la física experimental durante esta etapa fue un camino difícil. Pero sin duda excitante.

La exploración del mundo físico

El concepto de física de aquella época era más amplio que el que manejamos hoy en día. Además no  había que perder de vista que la física experimental todavía se englobaba dentro de la filosofía experimental, corriente más amplia.

La filosofía experimental era antisistemas. Descartes, Leibniz o Newton eran demasiado racionalistas porque buscaban una explicación integral de la naturaleza. Digno es de destacar el papel ambiguo que jugaba Newton, y no me refiero a su sexualidad ;). Su defensa del método inductivo constituía el supuesto básico de la filosofía experimental. La inducción, a través de la observación y el experimento, que apoyaba a cada paso el razonamiento, conducía a generalizaciones limitadas pero cada vez mas amplias, con el transcurso del tiempo, de los fenómenos naturales.

El desarrollo de la física experimental tuvo dos facetas entrelazadas: la investigadora y la pedagógica. Los resultados de los experimentos empezaban a aparecer usualmente en monografías o en las publicaciones de las sociedades científicas. También se publicaban manuales de carácter sistemático que pretendían mostrar mediante experimentos las concepciones de la filosofía natural del momento.

La publicación de la obra de Newton fue un sesgo en la filosofía experimental británica, que pasó de seguir las directrices baconianas a apoyar la nueva teoría. El baconianismo perdió gran fuerza en Gran Bretaña, pero no así en los Países Bajos, donde el newtonismo se introdujo a partir de la medicina configurando un baconismo newtoniano que tendría gran difusión a mediados de siglo. Las doctrinas de Descartes empezaron a encontrar sus primeros seguidores en Holanda, pero el cartesianismo se asoció fuertemente con los procedimientos experimentales, precisamente por ese origen médico que tuvo.

Los newtonianos holandeses rechazaban explícitamente la formulación de hipótesis, entendiendo por hipótesis las explicaciones cartesianas en términos de materia, movimiento, presiones y choques, renunciando explícitamente a elaborarlas para explicar las fuerzas a distancia. El objetivo de nuevo era descubrir por inducción las leyes de la naturaleza y formularlas matemáticamente.

Los tratados de física experimental, con propósitos sistemáticos, recogían demostraciones y experimentos relativos tanto a los ámbitos de la física general como de la física particular. Pero poco aportaron a la física general, que era el reino de la mecánica racional y dominio de las matemáticas. La investigación experimental se centró, por tanto, en los fenómenos relativos a la física particular, estudiándose los cambios del estado del agua, los fenómenos luminosos, las propiedades del aire, el fuego y los fenómenos eléctricos y magnéticos.

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