Al finalizar la Edad Media, el proceso productivo había ofrecido un enorme material y nuevos hechos en el dominio de los fenómenos mecánicos, físicos y químicos, que con el desarrollo de la industria plantearon la necesidad de asimilar y analizar las diversas propiedades, causas de sus orígenes y consecuencias. Ello dio lugar a que en las Ciencias naturales adquiriese gran difusión el método experimental, lo que, si por un lado contribuyó a liberarlas en alguna medida de las influencias y ataduras de la Iglesia, por otro, a causa de los éxitos prácticos alcanzados tomó cuerpo la opinión de que la descomposición de la naturaleza en sus partes componentes, aislados los fenómenos y objetos de su conexión natural e histórica, era el procedimiento único y universal de investigación científica, la base del conocimiento… Y arraigó la costumbre de “concebir las cosas –como dijera Engels--, no en su movimiento, sino en su inmovilidad”. El trasplante que Francis Bacon y John Locke hicieron de esa visión metodológica de las ciencias naturales a la filosofía, provocaría la estrechez específica característica de estos últimos siglos, el modo metafísico de pensar.
Así, desde el siglo XVII (momento en que no obstante estarse estudiando ya la difracción de la luz, el materialismo metafísico y mecanicista se desarrolla en lucha contra el idealismo y la teología), hasta mediados del XVIII (todavía bajo la concepción metafísica de las cosas y su representación mental como objetos aislados, inmutables, desprovistos de actividad interna, dados e impulsados de una vez para siempre, que habían de ser estudiados independientemente unos de otros)…, no surgiría una línea antimetafísica que habría de minar las viejas concepciones y sentar las bases científico- naturales que abrirían paso durante el XIX al surgimiento del materialismo dialéctico e histórico..
Históricamente, hasta que Faraday, Maxwell, Becquerel, J. J. Thompson, Rutherford, Lorentz y Fitzgerald y otros no ampliaron la visión que se tenía de la materia, incluso los propios representantes del materialismo pre-marxista seguían admitiendo la existencia de una sustancia primaria material e inmutable. Todos los objetos podían surgir y desaparecer, cambiar y transformarse, pero, la sustancia, su base material, era invariable… Del mismo modo, puesto que todos los cuerpos están formados de átomos, subordinados a las leyes de la mecánica, era lógico también pensar que todas las formas de movimiento tenían que reducirse, en última instancia, al movimiento mecánico de los átomos. Después, tuvo que ser muy duro para algunos materialistas, observar cómo su visión del mundo, mecanicista, quedaba puesta en cuestión entre el XIX y el XX, con el desarrollo de la teoría del campo electromagnético, el descubrimiento de la radiactividad, la divisibilidad del átomo, y el aumento de masa al aumentar la velocidad del movimiento. Algo, en fin, que no sólo desconcertó a muchos materialistas de la época, sino que, como era de esperar, alentó a los idealistas a creer que los fenómenos descubiertos podían ser interpretados como una violación del principio de conservación de la materia, como una prueba de que la “materia desaparece” y con ello la concepción materialista misma de la existencia, por cuanto ya ¡no
había razón alguna para que nada cambiase! Y menos la sociedad dividida en clases.
Lomonósov, Mijail Vasíliebich (1711-1765) formularía definitivamente la teoría materialista: “no sólo los átomos son materiales, sino también el espacio que llena los intersticios interatómicos” y, por extensión, los intermoleculares e incluso interastrales (éter, espacio vacío) y galácticos. Así, elevó la atomística al nivel de hipótesis científico-natural. En química fue uno de los defensores del atomismo, propulsor de la estructura atómica y molecular de la materia. Formuló el descubrimiento de la ley de la conservación de la materia y del movimiento como ley natural universal, con cuyo hecho dio origen al hundimiento de la metafísica y el mecanicismo. Se manifestó en contra de los “imponderables”, uno de los principales puntos de apoyo de la metafísica en las ciencias naturales. Pero el gran mérito de Lomonósov consiste en haber rechazado la doctrina del carácter finito del movimiento en el tiempo y en haber demostrado que el movimiento no tiene principio ni fin, que es eterno como es eterna la materia. Consideró que todo el espacio está lleno de cierta materia de “gravitación” y la interacción de los cuerpos con ella explica su atracción mutua.
Alembert, Jean Le Rond d´ (1717-1783). Participa con Rousseau (1712- 1778), Voltaire (1694-1778), Diderot (1713-1784) y otros en la famosa "Enciclopedia de las ciencias, de las letras y de los oficios", que se declara políticamente en lucha contra el régimen feudal-absolutista y la religión católica. Materialista inconsecuente, reconoce la existencia objetiva de los objetos materiales, pero duda de la posibilidad de conocer su esencia. En 1743, resuelve el problema mecánico, pendiente, de una fuerza actuando entre dos posiciones del espacio, y propone su principio: “Las fuerzas de inercia son iguales y de sentido contrario a las que producen las aceleraciones”. Planteó y resolvió el problema de la vibración de una cuerda y fue el primero en formular en 1746 la ecuación diferencial de propagación de ondas. Critica la teoría cartesiana del vórtice: “Por la cual se pueden explicar los movimientos de los planetas (pero) lo es en una manera que es tan incompleta y poco exacta, que si los fenómenos fueran completamente diferentes, podrían ser explicados igualmente y de la misma manera”.
Cuvier, Georges (1717-1783) Cuando se hizo posible cuestionar la supuesta inmutabilidad geográfica, vegetal y animal de la Tierra, montó su teoría subjetiva de los sucesivos cataclismos casuales, con períodos de vida invariables a capricho del creador... Tuvo de bueno, que permitió a Charles Lyell hacer entrar en razón a la geología, con su demostración de que todo ocurre por la acción gradual de los factores naturales y de las condiciones de vida que actuaban constantemente, lo que conduciría a la doctrina de la transformación evolutiva de los organismos y su adaptación al medio cambiante.
Kant, Immanuel (1724-1804), para él, espacio y tiempo no eran conceptos objetivos: “sólo podemos conocer las apariencias, pero no la cosa-
en-sí”..., algo semejante a Berkeley y Hume. Si bien, fue uno de los primeros que situaron la conformación del universo material en las nubes galácticas, “islas”. Marx escribió: “La teoría kantiana del origen de todos los cuerpos celestes a partir de masas nebulosas (*) en rotación ha sido el mayor progreso conseguido por la astronomía desde Copérnico”, frente a la concepción “creacionista”, teológica, petrificada de la naturaleza (**). La idea se confirmó, con el descubrimiento por Herschel y Laplace de que algunas de las nubes difusas (“nebulosas”) eran sistemas estelares independientes de tamaño comparable a la Vía Láctea. Hasta entonces los cuerpos celestes se habían considerado fijos desde el primer momento en órbitas y estados siempre idénticos. Kant abrió la primera brecha en esa representación inmutable. En su “Historia natural y teoría del cielo” (1755) explicó que todas las estrellas están agrupadas en unidades semejantes a las que llamó “universo-isla”, porque el movimiento de los cuerpos que las forman se halla gobernado por las mismas leyes de la mecánica y la gravitación y se ha formado a través de un mismo proceso. Propuso que los objetos celestes, llamados nebulosas, no eran nubes de gases, sino agrupaciones de estrellas o galaxias a una gran distancia, idea que ya había sido propuesta por Galileo.
Laplace popularizaría en 1796 la propuesta de Immanuel Kant, olvidando el
nombre de éste: el Sol, como los planetas, había surgido de una nube de gas incandescente que girando se había enfriado y condensado, quedando el Sol en el centro. Helmholtz propondría después (1854) que las nebulosas iniciales no eran gases calientes, sino fríos y su calentamiento se debe a la contracción gravitacional.
(*) Las nebulosas: Kant, Herschel y Laplace ven en la evolución de las nebulosas en rotación, la construcción de las estrellas y galaxias, a partir de regiones muy densas y frías del espacio, convertidas en auténticos viveros de estrellas. Pueden ser nubes de “gas” enrarecido o de polvo “estelar”, e incluso mezcla, que se colapsan circularmente por efectos de la gravedad intrínseca, formando masas más densas, hasta adquirir una forma redondeada (“protoestrella”) que empieza a girar por sí misma, liberando parte al mismo tiempo de la energía que la calienta con temperaturas de hasta 10 millones de grados. Es entonces cuando se hacen visibles o también cuando reflejan la luz de una estrella próxima. Mädler hablaba de que en nuestro sistema sideral existen soles apagados y nebulosas que pueden ser “islas” cósmicas independientes, de las que hablara Kant. Laplace pretendía demostrar cómo de una masa nebulosa se había desarrollado nuestro sistema solar. Las llamadas
nebulosas de emisión están formadas por plasma interestelar: hidrógeno
ionizado y electrones libres, relacionadas concretamente con el nacimiento de estrellas, a ejemplo de las denominadas Trífida (M20) y la Gran Nebulosa de Orión (M42) Las nebulosas planetarias tienen un origen distinto, se forman por la expulsión de material de una estrella poco masiva en su fase gigante roja, al final de su vida. Nebulosas como la del Cangrejo (M1) son los restos de la explosión de una nova o supernova, estrellas masivas. Ocurre también que de la explosión y emisión de material de una supernova queda un núcleo formado por neutrones, lo que se llama una “estrella de neutrones”, con un diámetro de unos pocos kilómetros y una masa de varias veces la del Sol (un púlsar), cuya
existencia, propuesta en 1934 por Fritz Zwicky y Walter Baade, sería observada 30 años más tarde.
(**) Kant abrió una brecha demoledora en la concepción “creacionista”. Su propuesta aunque de signo idealista encerraba lo que sería el punto de partida de todo progreso ulterior. Pero sucedió que sus estudios no se tradujeron en resultado inmediato alguno. Muchos años después, Laplace y Herschel se encargaron de desarrollar y fundamentar con mayor precisión su contenido, abriendo camino con ello a la “hipótesis nebular”. Descubrimientos posteriores como el del movimiento de las estrellas fijas, así como el de la prueba “espectral” que daba identidad química a toda la materia cósmica y la demostración de un medio resistente en el espacio cósmico, darían solidez a sus argumentos...
El siglo XVIII –de la Ilustración o “siglo de las luces”- está caracterizado por los siguientes fenómenos sociales:
Desarrollo del razonamiento científico, pretendiendo desplazar de la ciencia los tradicionales esquemas teológicos; desarrollo técnico-instrumental de la burguesía y consiguiente aparición de brotes capitalistas, y; aumento del poder del Estado político de las minorías dominantes en detrimento del poder eclesiástico e incluso de la clase obrera. Es la época de la fe incondicional en la razón humana, con apegamientos racionalistas al extremo del determinismo representado por Laplace, quien preguntado por un Napoleón sorprendido de no encontrar a Dios en la obra de aquél, la “Exposición del Sistema del Mundo”, respondió con su célebre “no tengo necesidad de esa hipótesis”. Newton también había dicho “yo no hago hipótesis”, si bien, Dios no dejaba de ser para él el creador, protector y armonizador del mundo... Así, quedaba planteado un reto para una próxima Revolución Científica, la de principios del siglo XX, en que inexorablemente será abatido el consistente edificio newtoniano.
Black, Joseph (1728-1799) fue el primero en establecer la distinción entre temperatura y calor. Observó que varias sustancias daban temperaturas diferentes cuando se les aplicaba el mismo calor. Elevar un grado el hierro requería tres veces más calor que el plomo. Black demostró que se puede introducir calor sin elevar la temperatura: el hielo se derrite sin aumento de temperatura; el agua sigue hirviendo sin aumento de temperatura.
Cavendish, Henry (1731-1810) desmontó la idea hasta entonces sostenida de los cuatro “elementos” clásicos (*), adversaria del atomismo. Demostró que el agua es una combinación de nuevos elementos, de modo que ésta ya no podía ser, como dijeran los griegos, uno de los elementos básicos. … Fue de los primeros en utilizar el concepto de carga eléctrica. En 1785 llevó a cabo experimentos con descargas eléctricas en mezclas de nitrógeno y oxígeno descubriendo de este modo la composición del ácido cítrico (6C8H7O) y la existencia del gas noble argón (18Ar40). En 1793 midió
experimentalmente por primera vez el valor de la constante “G”, parte numérica de la ley de gravitación, utilizando una balanza de torsión como la ideada por Coulomb en 1784: dos esferas pequeñas de plomo de 730 g de masa, cada una colgada en los extremos de un balancín. Luego, a estas esferas se le acercaban dos esferas más grandes de plomo de 158 Kg de masa, con lo que observó la atracción mutua de los cuerpos. Obtuvo una diferencia muy pequeña con el valor actual. Sin embargo, sus trabajos pasaron ignorados
hasta que Maxwell los dio a conocer en 1879, y ello pese a su importancia para la física, no sólo por la medida, sino y particularmente porque el experimento mostró la universalidad de la Ley de la Gravitación.
(*) Por fin, se haría evidente que ninguno de los llamados “elementos” clásicos eran tales. El agua resultó ser un compuesto de hidrógeno y oxígeno. El aire, lo demostraría Lavoisier, era un compuesto de oxígeno y nitrógeno. Y así, sucesivamente, la escisión de sustancias una tras otra, como la cal (en oxígeno y calcio), y la sal, el “elemento” de Paracelso, (en cloro y sodio), etc., etc., irían derrumbando las paredes corpusculares de la materia y desinflando a la vez la ilusión alquimista, al poner de manifiesto qué sustancias podrían descomponerse en otras más simples y cuáles no podrían ser descompuestas químicamente (Newton dedicó gran parte de su vida a la alquimia, y el emperador F.J de Austria-Hungría financió experimentos para obtener oro hasta fecha tan reciente como 1867). Sin embargo, tanto habían influido el desdén por el conocimiento y, sobre todo, la nefasta escolástica, buscando siempre una garantía contra el error en los libros sagrados, la patrística y la “auctoritas” de
Aristóteles..., que tendría que pasar más de un siglo, todavía, para que el rigor
metodológico, la experimentación y el empeño científico permitieran a Rutherford en 1919 transmutar realmente el nitrógeno en oxigeno, bombardeando núcleos del primero con partículas alfa (núcleos de helio: con dos protones + dos neutrones, con una masa cuatro veces la del átomo de hidrógeno y carga positiva). Sería la primera transmutación científica hecha por el hombre.
Wolf, Caspar Friedrich (1733-1794), anatomista y fisiólogo, en coincidencia contra la perennidad del sistema solar de que hablara Kant en 1759, proclama la teoría de la descendencia de las especies (*), la nueva concepción de la naturaleza, que sería definida poco después con más claridad por Oken, Lamarck y Karl Ernest Baer (1792-1875), y definitivamente planteada por Darwin cien años después.
(*) El protoplasma y la célula demostraron ser las formas primarias de todos los organismos, quedando así reducida al mínimo la diferencia entre la naturaleza orgánica y la inorgánica. Lo que se consideraba eterno pasaba a ser perecedero y la naturaleza se revelaba como algo que se movía en perenne flujo.. Las ciencias naturales retornaban así a la concepción de los grandes fundadores de la filosofía griega materialista, según la cual la naturaleza toda, desde lo más pequeño hasta lo más grande, desde el grano de arena hasta el sol, desde el protozoo hasta el hombre, se halla, existe en perenne proceso de nacimiento y extinción, en flujo incesante, en un estado continuo de movimiento y cambio.
Priestley, Joseph (1733-1804) propuso en 1767 que las fuerzas eléctricas deberían ser inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre cuerpos cargados. Lo demostraría Coulomb con una balanza de torsión inventada por él, añadiendo que esas fuerzas se ejercen a distancia a través del espacio vacío.
Lagrange, Joseph Louis (1736-1813), en su obra “Mecánica analítica” convierte la mecánica en una nueva rama de análisis matemático. El estilo de su formulación mecánica, dice: “no requiere ni imágenes ni razonamientos geométricos o mecánicos, sino tan sólo operaciones algebraicas...” Es decir, una disciplina cerrada desarrollada en una rama de la teoría de las ecuaciones diferenciales en boga, que Hamilton (*) señalaría, admirado, como “un poema científico”. Langrange estableció matemáticamente en 1788 el principio de conservación de la energía (**) mecánica.
(*) W. Rowan Hamilton (1805-1865) publicó la formulación de las ecuaciones de la dinámica: posición, momento y función, en términos que hoy se llaman hamiltonianos. Lagrange y Maurice Jacobi representaron el punto culminante para deducir analíticamente las leyes del movimiento.
(**) La palabra energía la propondría Young en 1807. Hasta 1842 Julius Robert
Mayer no publicaría su descubrimiento relativo a la conservación y
transformación de la energía. Energía potencial es la energía que un cuerpo tiene en virtud de su posición o se puede obtener mediante el trabajo mecánico, la energía eólica, hidráulica, térmica, nuclear, química, radiante, etc... Energía
cinética es la que tiene un cuerpo en virtud de su velocidad. El vacío puede
contener “energía” equivalente a masa. E = m.c2. Un gramo de masa (energía del vacío concentrada) puede encender 250000 bombillas de 100 watts durante una hora.
Coulomb, Charles A. de (1736-1806) dio nombre a la unidad de carga eléctrica, una de las propiedades fundamentales de la materia capaz de generar fuerza atractiva o repulsiva según los signos convencionales (+ ó -). Suya es la ley, que estableció con una balanza de torsión, según la cual la atracción o repulsión de dos cargas es directamente proporcional al producto de las cantidades de electricidad e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas, admitiendo, como en la gravitación newtoniana, que esas fuerzas se ejercen a distancia, sin intermediarios a través del espacio vacío. Sin embargo, siguió en la creencia de que existían los fluidos eléctrico y magnético. Asimismo, atribuyó el hecho de la división de un imán en dos nuevos imanes a que el “fluido magnético” estaba encerrado en las moléculas del imán.
Galvani, Luigi (1737-1798) descubre la contracción (eléctrica) entre dos músculos de una rana, y desarrolla la electricidad por contacto entre dos metales, con un líquido interpuesto. Con él empezó el descubrimiento de la carga eléctrica móvil, de las corrientes eléctricas o la “electricidad dinámica”.
Herschel, William (1738-1822) concibió nuestra galaxia como una agrupación de estrellas en un disco plano en cuyo centro estaba el Sol. En 1781 descubrió el planeta Urano. En 1789 coincidió con Laplace en la idea de que las nebulosas podían ser sistemas planetarios en formación o en diversos estadios en su evolución hacia estrellas y sistemas planetarios por un proceso de contracción. Trasladó un reflector a África del Sur para observar aquél hemisferio. En 1804 construyó un reflector de 25 pies (1,75 m) en el observatorio de Madrid, destruido por los franceses en 1808.
Lavoisier, Antoine L. (1743-1794), padre de la química moderna, reconoció la existencia del oxígeno (que J. Priestley llamó en 1744 “aire desflogistizado) y el nitrógeno en el aire y el papel del oxígeno en la combustión (1772), con lo que acabó para siempre con el flogisto, aunque seguiría aceptando como fluidos la luz y el calor (lumínico y calórico), análogos a los que vendrían después a reforzar la concepción de los imponderables: los fluidos de la electricidad y el magnetismo. Anunció la ley de la conservación de