Introducción a la Física y Química Ingeniería en Informática
INTRODUCCIÓN A LAS CIENCIAS FÍSICA-QUÍMICAS
En la actualidad, un gran interés despierta el conocimiento y la comprensión del proceso socio-histórico que ha conducido al desarrollo de la ciencia. Las relaciones entre la Ciencia, la Tecnología y la Sociedad se han convertido en un amplio campo de estudio.
La especie humana al apostar al desarrollo científico no lo ha hecho exclusivamente para satisfacer una curiosidad epistémica, para explicar o interpretar este u otro fenómeno de la naturaleza o la sociedad, lo ha hecho ante todo para transformar el mundo en función de las necesidades que un contexto socio-cultural impone en un escenario históricamente condicionado.
Nos interesa especialmente contribuir a:
Entender la ciencia no sólo como un resultado sino también como un proceso que se renueva y amplia por la actividad de individuos que se organizan en comunidades científicas, en interacción permanente con las coordenadas económicas, políticas y éticas de su propio escenario socio-histórico.
Humanizar la imagen de los genios que escriben la historia de las ciencias.
Comprender los momentos más trascendentes de expansión del universo de los conocimientos matemáticos, físicos y químicos, aquellos que emergen de profundas crisis en el campo de las ideas y que constituyen verdaderas revoluciones científicas.
La Historia viene a demostrar que una profunda interrelación entre la Matemática, la Física, la Química y la Biología acompaña al complejo proceso de diferenciación e integración que ha definido sus respectivos objetos de estudio.
La Matemática, en un cierto sentido reina de las ciencias, no parece que se iniciara como resultado de la inclinación humana por un saber abstracto. Las primeras civilizaciones necesitarían del desarrollo de los conocimientos geométricos para la construcción de sus asentamientos y a veces monumentales edificaciones.
De forma similar los conocimientos astronómicos, impulsados no sólo por la majestuosidad de la bóveda celeste, sino por las necesidades de comprender la noción del tiempo y las regularidades del clima, exigieron del desarrollo de conocimientos geométricos y matemáticos. Los sistemas de numeración, constituyen una necesidad para el trascendente objetivo de fijar el paso del tiempo, así como para determinar saldos en la actividad, que bien temprano aparecen en la sociedad, de intercambio de productos y más tarde de dinero.
Hoy las Matemáticas definen como objeto de estudio las cantidades, magnitudes y propiedades, así como las operaciones lógicas utilizadas para deducir cantidades, magnitudes y propiedades desconocidas.
Filosofía y reflexión matemática encontraron comunión en algunos sabios griegos de la talla de Tales, Pitágoras y Eratóstenes. Luego del Renacimiento Europeo, también se apreciaría esta integración de notables filósofos que logran ser extraordinarios matemáticos. Hacia la primera mitad del siglo XVII se destaca como exponente de esta fusión, la monumental obra de René Descartes considerado fundador de la Geometría Analítica y de la Filosofía Moderna.
subatómico. Un signo de nuestra época, el incontenible avance de la informatización, encuentra en su base las aportaciones decisivas de los matemáticos.
La Física, la ciencia que estudia las propiedades y la estructura de la sustancia (partículas y sistemas de partículas) y de los campos y las interrelaciones entre ellos, ha sido construida pues en permanente interrelación con el desarrollo de las Matemáticas.
El objeto de estudio de la Física engloba así distintas formas particulares del movimiento de la materia, el movimiento mecánico y el movimiento físico, constituido a su vez por el movimiento térmico y el movimiento electromagnético. Como se trata de estudiar estas formas del movimiento, la Física se relaciona intrínsecamente con las propiedades más generales del espacio y el tiempo, formas universales de existencia de la materia.
El amplio dominio de la Física abarca:
El estudio de los movimientos mecánicos de las partículas y los sistemas de partículas, tanto para el macromundo como para el micromundo, para las bajas y altas velocidades.
Los procesos de transmisión del calor y de energía en general, de masa y de cantidad de movimiento para una partícula aislada y para sistemas de partículas, tanto a las altas temperaturas y presiones como a las bajas temperaturas y presiones.
Los procesos de interacción entre las partículas y los sistemas de partículas cargadas eléctricamente, en reposo o en movimiento con respecto a un sistema de referencia dado, con el campo electromagnético, tanto en la región macroscópica como para la microscópica, para bajas y altas velocidades.
El comportamiento de los sistemas a escalas del universo y extensión del cumplimiento de las leyes estudiadas en las escalas del planeta y el micromundo.
Las áreas de estudio clásicas encuentran una culminación alrededor de la mitad del siglo XIX y a la vez, con la explosión de los avances científicos iniciada en los límites del siglo XIX al XX, se van conformando nuevos ámbitos entre los que se pueden citar: Física de las Bajas Temperaturas; Cromodinámica; Física de la Gravitación; Física del Sólido; Física de las Altas Energías y otras que marcan la punta de los progresos en las Ciencias Físicas.
En las fronteras con otras ciencias han aparecido ramas tales como: Astrofísica; Física de la Atmósfera; Metalofísica; Física de los Materiales (enmarcada en las Ciencias de los Materiales); Cosmogonía; Biofísica, etc.
El impacto de los conocimientos físicos en la sociedad moderna abarca prácticamente todos los ámbitos de su realidad. Pero tres símbolos de los grandes retos de la humanidad, la conquista del cosmos, el dominio de nuevas fuentes energéticas, y la revolución en las comunicaciones han recibido un impulso decisivo con el progreso de las Ciencias Físicas.
La hibridación de la Física con la frontera del conocimiento químico hizo aparecer hacia fines del siglo XIX la disciplina conocida como Física – Química. Aún antes, en medio del complejo proceso de diferenciación e integración sufrido por la ciencia, se advierten numerosos ejemplos de la actividad de personalidades en campos formalmente distantes de la Física y la Química pero enlazados por su común naturaleza.
como Faraday, considerado uno de los padres del electromagnetismo por el descubrimiento de la ley de inducción magnética, descifró las leyes de la electrólisis y aisló por vez primera el benceno.
La mención de otros ejemplos trascendentes solo confirmaría que el empeño unificador que dibujaba el objeto de estudio de la Física-Química encontró su aliento principal en descubrir las leyes y teorías que presiden las interacciones entre energía y sustancia, surgiendo como áreas específicas: la Termodinámica, la Electroquímica y la Espectroscopia.
Recorriendo el camino “descendente” hacia la práctica, la Física - Química sirve de plataforma de lanzamiento de las Ciencias de los Materiales, los Procesos de Ingeniería y la Electrónica. El dominio de este ámbito convergente de la Física y la Química ha resultado premisa para el desarrollo impetuoso de cinco áreas vitales para la sociedad contemporánea: energía, producción de alimentos, salud, transporte y comunicaciones.
En suma, el desarrollo de las ciencias físicas y sus áreas relacionadas ha impulsado enormes progresos para la humanidad pero, en un mundo irracionalmente establecido, ha servido para el desarrollo de las armas modernas de exterminio masivo, ha contribuido al desencadenamiento de graves problemas de contaminación ambiental, y no ha resuelto el cuadro de atraso, hambre e ignorancia en que se sumerge la mayor parte de la humanidad.