Introducció a la ciència/Breu història de la ciència

Advertiment

Al parlar d'història de la ciència, cal fer un advertiment previ. Des de la invenció de l'escriptura (cap a l'any 4000 aC a Mesopotàmia, és a dir, aproximadament l'Iraq actual) va permetre el naixement de la història fins al segle XVIII, el centre econòmic i cultural del món ha estat sempre en les terres que van des de l'Egipte i Turquia fins a la Xina. En unes èpoques el centre estava més cap a l'oest i en altre més cap a la Xina, però sempre ha estat en el que ara anomenem l'Orient. En canvi la història de la ciència se sol centrar en fets que tingueren lloc just a l'altra cantó, és a dir, en les terres que estan a l'Oest de Turquia. És estrany pensar que mentre la riquesa i la cultura estava a l'Orient, la ciència es donés quasi exclusivament en el endarrerit i pobre Occident. I més si es te en compte que a l'Occident el valor del talent i no de la sang no es va tenir en compte fins a la Revolució Francesa, mentre que a, per exemple, la Xina, des de ja feia molts segles, hi havia funcionaris que recorrien les ciutats i els pobles a la recerca del talent per incorporar-lo a l'administració. Probablement si no existeix una història universal de la ciència que inclogui la de l'Orient, no és perquè a l'Orient no existís ciència, sinó perquè es desconeix la seva història. Per tant, molt probablement el títol més correcte d'aquest capítol seria Breu història de la ciència occidental.

Les grans etapes

Es poden diferenciar quatre grans etapes del coneixement científic del món físic : l'antiguitat, la física antiga, la física clàssica i la física moderna.

Antiguitat

Des de la invenció de l'escriptura fins que apareix la ciència Grega al segle VI aC

Física antiga

Dominada per la visió còsmica aristotèlica (-300 a 1600): Des del segle VI aC fins al segle XVI. Aquest és el segle de Tycho Brahe (1546-1601), Kepler (1571-1630) i Galileu Galilei (1564-1642). La concepció del món era la desenvolupada per pel gran penssador grec Aristòtil i que al segle XIII Tomàs d'Aquino integrà en la teologia cristiana. Segons el model aristotèlic , la Terra està situada, immòbil, al centre de l'univers. Els demés astres (Lluna, planetes, Sol i estels) giren al voltant de la Terra, completant una revolució cada 24 hores. En l'univers aristotèlic es diferencien dos regions: la sublunar i la supralunar.

• La regió sublunar està entre la Terra i la Lluna (inclosa la pròpia Terra i exclosa la Lluna). Aquesta regió sublunar està formada per quatre elements bàsics: terra, aire, foc i aigua.
• La regió supralunar, on estan els astres, és a dir, la Lluna, el Sol, els planetes i els estels. Els objectes del món supralunar estan formats per un únic i cinquè element bàsic, l'èter.

Cada un dels cinc elements identificats per Aristòtil posseeix una sèrie de propietats, que determina el seu comportament i com i cap a on es mou. L'element terra tendeix, per naturalesa, cap al centre de l'univers (la Terra). L'element aigua tendeix també a anar cap el centre de l'univers, per bé que és menys dens que la terra i, per tant, sura en el fang. L'element aire tendeix cap una regió que està per sobre de la terra i l'aigua, però per sota del foc. L'element foc tendeix a allunyar-se del centre del univers i, per això, crema cap amunt. Finalment, l'element èter, component dels planetes i estels, desenvolupa, per inclinació intrínseca, un moviment circular, raó per la qual planetes i estels descriuen cercles al voltant de la Terra, és a dir, al voltant del centre del univers. En la regió sublunar, un objecte en moviment tendeix a aturar-se, ja sigui perquè els elements que el componen ha assolit el seu lloc natural o per una força exterior al mateix. En aquests regió, un objecte estacionari, segueix en aquest estat almenys que existeixi en ell una font de moviment (auto-moviment) o sofreixi l'acció d'una força exterior.

Segons l'historiador Christopher Beckwith, dues innovacions culturals que van néixer entre els intel·lectuals budistes d'Àsia, varen provocar a l'Europa medieval una revolució intel·lectual centrada en la ciència que va ser decisiva pel desenvolupament ulterior de la ciència moderna occidental. Són el mètode d'argumentació escolàstic (o mètode recursiu de l'argumentació) i la "casa d'estudis" islàmica.

Els erudits medievals poques vegades realitzaven experiments científics, sinó que en el seu lloc contrastaven les versions antagòniques de les qüestions sobre les ciències naturals, la filosofia i la teologia, utilitzant el mètode argument recursiu (que era el "mètode científic" medieval i del Renaixement ( pàg. XIV)). Aquesta manera de raonar es comença a trobar a partir del segle XIII en algunes de les obres més importants de teologia i ciència de, per exemple, Tomàs d'Aquino (1225 - 1274) i Roger Bacon (1220 - 1292). Consistia en una sèrie d'arguments oposats sobre el tema disputat. Cada un d'aquests arguments incloïa una qüestió, seguida d'una llista de raons a favor i en contra del punt discutit, a la qual s'afegeix una altra llista que argumentava a favor i en contra de les raons de la primera llista . L'origen d'aquesta forma d'argumentar ha intrigat als estudiosos de l'edat mitjana, ja que no s'ha trobar el seu origen en fonts gregues o romanes. Se sabia que aquests fonaments de la ciència es van importar a l'Europa de l'est des del món islàmic, però l'origen d'aquest element clau de la cultura islàmica era un misteri. La hipòtesi que vol demostrar Beckwith és que el van desenvolupar intel·lectuals budistes de l'Àsia i després el van adoptar els filòsofs naturals islàmics de l'Àsia Central -sobretot per Avicenna (980 - 1037), un filòsof i metge musulmà, que va néixer a l'actual Uzbekistan i que és un dels pensadors més reconeguts de l'època medievals- i transmès a Occident quan les obres d'Avicenna van ser traduïdes al llatí a Espanya al segle XII.

Durant el mateix període, també es va importar del món islàmic la institució de la "casa d'estudis". En aquestes cases era on tenien lloc la majoria de les discussions intel·lectuals i varen ser jugar un paper fonamental en la formació de les futures universitats medievals d'Europa. Beckwith també demostra que l'origen de les "cases d'estudis" islàmiques està en els moviments budistes d'Àsia i d'aquí, per l'Àsia Central, passaren al món islàmic i després a l'Europa actual.

Un cop més, Àsia Central serveix com a pivot entre l'extrem est i oest d'Euràsia no només de la història política i militar, sinó també del seu desenvolupament intel·lectual.

Si les hipòtesi de Beckwith es confirmen i són acceptades, l'origen intel·lectual de l'Europa Occidental i del seu pensament modern estaria situat fonamentalment en la cultura budista de l'Àsia, i menys en el món grec i romà com s'havia assumit des del segle XVIII.

Física clàssica

Des del segle XVI fins al segle XIX on la mecànica de Newton és la seva peça central. Galileu desllorigà el model aristotèlic de dos regions diferenciades i amb propietats diferents . A partir de les observacions que va fer amb el telescopi, va proposar que la naturalesa física del món supralunar era la mateixa que la del món sublunar. També va refutar que la Terra era l'únic centre de rotació de l'univers. Per una banda, va observar que al voltant de Júpiter també hi giraven «llunes». Per altre, va observar que el planeta Venus presentava fases com la Lluna, el que suggeria que donava voltes al voltant del Sol. Tot això suggeria que el model presentat per Copèrnic d'uns planetes girant al voltant del sol podia ser el més adequat. Kepler, contemporani de Galileu, deduí les lleis seguides per les òrbites planetàries al voltant del Sol. Totes aquestes observacions feien trontollà el model aristotèlic i obrien el camí cap el model newtonià desenvolupat l'any 1687 per Newton en la seva obra Mathematica Principia Philosophiae Naturalis. La física desenvolupada per Newton es basava en tres lleis del moviment i en el principi de la gravitació universal.

• La primera llei és el principi d'inèrcia que trencava amb la idea aristotèlica de que, en el món sublunar, un objecte en moviment tendeix a aturar-se. Segons aquest principi, qualsevol cos en moviment roman en aquest estat al llarg d'una línia recta, i un cos en repòs roman en repòs, al menys que actuï sobre ell alguna força externa. Aquest principi abans havia estat establert per Galileu i per Descartes. Aquest darrer ja realitzà una descripció precisa del concepte de inèrcia i, de fet, la primera llei newtoniana depèn de l'aportació cartesiana.
• La segona llei del moviment es coneix com el principi de la acceleració. Expressa que el canvi operat en el moviment d'un cos és proporcional a la força aplicada. Se expressa amb l'equació F = ma.
• La tercera llei, de acció i reacció, estableix que, per qualsevol acció, existeix sempre una reacció de igual força i de signe oposat.
• La gravitació universal sol presentar-se com una força d'atracció mútua entre dos objectes que actuava instantàniament i a distàncies infinites. La atracció gravitatòria entre dos objectes es directament proporcional al producte de les seves masses i inversament proporcional al quadrat de la distància entre ells.

Física moderna

S'inicia amb els treballs d'Einstein, que desenvolupa una nova mecànica (Teoria de la Relativitat restringida) i una nova teoria de la gravetat (Teoria de la Relativitat general).