Físicas, como tal, lo que se dice físicas, hay muchas, cuántica, teórica, de partículas, astrofísica, experimental, atmósfera, termodinámica, electromagnética, atómica, nuclear… pero, ¿qué es la Física?
La palabra física proviene del griego φύσισ (phisis) traducido en la actualidad por “naturaleza”. Por lo que podemos decir que las ciencias físicas son las ciencias de la naturaleza. Pero esa definición es muy genérica, podemos aplicársela a muchas ramas de la ciencia. Es necesario aclarar más la definición. Caracterizarla.
Definición.
Las Ciencias Físicas estudian las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones como las fuerzas.
Esta definición aunque muy abierta y difusa centra el foco en el fin de estas. Dicho fin es el de entender las normas con las que se rige la naturaleza. Como funciona todo, por grande o pequeño que sea. Una vez que el fin es lo más importante, hay que especificar sobre qué se aplica para darle forma. El objeto de estudio.
Decimos que un sistema físico es aquel que está caracterizado por:
- Tener una ubicación determinada y única en el espacio-tiempo.
- Tener un estado definido que pueda o no tener una evolución temporal.
- Poderle asociar una magnitud llamada energía.
Con estos dos puntos aclarados. La intención y el objeto. Ya tenemos una definición y un ámbito de aplicación. Y por lo tanto podemos definir lo que implica la palabra Física dentro de las ciencias. Aunque no siempre ha sido tan fácil.
Un poco de repaso histórico.
Empezamos con pensamientos…
El estudio de las ciencias en general ha ido evolucionando con el paso de las épocas y las civilizaciones. Han ido surgiendo personajes con ansias de comprender el mundo en el que vivían.
En un principio se dedicaban al estudio de los objetos tangibles que encontraban a su alrededor para darles sentido. En las antiguas Mesopotamia, Egipto, Cartago, o en la misteriosa China podemos encontrar avances, estudios o referencias de manipulación de los elementos. La literatura está plagada de místicos alquimistas que realizaban aleaciones metálicas como la pólvora, las pinturas de colores, etc… Algunos, con referencias más precisas y reales, realizaron grandes descubrimientos como la descripción del átomo de Demócrito, Epicuro y Lucrecio, basada en las consideraciones de Leucipo, algo casi inimaginable en la antigua Grecia.
Pero estas manipulaciones y descubrimientos asombrosos no pueden englobarse en las Ciencias Físicas tal como las definimos en la actualidad.
… seguidos de magia…
Tampoco podemos aplicarla a los realizados por los alquimistas y eruditos de los siglos que abarcan los años posteriores a la caída del Imperio Romano. En esa época de “oscurantismo” donde el desarrollo de las ciencias se traslada a Oriente, el conocimiento se liga de alguna forma a la cultura y la religión en un marco de ocultismo. Durante este periodo se realizan sorprendentes avances para las técnicas de la época, pero muchos se pierden, debido a los acontecimientos sociopolíticos característicos de esos años.
… aplicamos luz…
No es hasta la reconquista de España y la apertura de la Escuela de Traductores de Toledo y de las Universidades que se devuelve a Occidente el estudio de las ciencias. La traducción y recopilación de estos aislados descubrimientos, y la resurrección de autores como Aristóteles, que habían sido maltratados por temas culturales, impulsan de nuevo el estudio más básico de la naturaleza. Pero seguían siendo ideas sin demostración en su mayor parte, más del tipo de los pensamientos filosóficos griegos.
…hasta llegar a algo más serio.
Tenemos que llegar al Renacimiento del siglo XVI para que Copérnico abriera el camino. Una nueva forma de mirar la naturaleza y de obtener esas ideas. La experimentación. Este testigo fue recogido por Galileo Galilei (1564-1642), cuyas teorías introducidas en sus “Diálogos” dieron comienzo a lo que hoy conocemos como Ciencias Físicas y a su formulación bajo el control del método científico. Fue el primero de una larga lista de, ya sí, Físicos. Kepler, Bacon, Descartes,…
Estos pioneros empezaron a modelar una ciencia que remato Isaac Newton (1642-1727) con su Ley de la Gravitación Universal. Esta obra, capaz de dar sentido a todas las observaciones y experimentos de ese periodo de la historia, cerraba un ciclo y enmarcaba lo que hoy entendemos por Física o Mecánica Clásica.
Y así es como tardamos más de veinte siglos en acuñar la definición de una Ciencia que intenta dar sentido a las cosas.
Ya está todo definido.
En los siglos posteriores, pensando que la Ley de Newton había descrito toda la ciencia dedicada a la naturaleza, los científicos buscaron nuevas vías de pensamiento. Empezaron a desarrollarse diferentes teorías que fueron el germen de nuevas ramas científicas. El ejemplo más claro y rompedor fueron las Leyes de Maxwel, que definieron el Electromagnetismo, pero no fueron las únicas de ese periodo. Newcomen, Carnot y Joule fueron claves para la Termodinámica o Lavoisier para la Atómica.
En estos siglos las teorías desarrolladas empezaron a dar grandes frutos que revolucionaron nuestro mundo y la percepción que teníamos de él. Ya no bastaba con la teoría. No solo nos conformamos con entender, queríamos manipular nuestro entorno de una forma más consciente. Empezábamos a aplicarla de una forma casi mágica. Era el comienzo del desarrollo de la tecnología. La radio y la televisión, el tren y el coche, etc. Los transistores. Pero cuantas más cosas inventábamos o descubríamos, nos dábamos cuenta de que cada vez había más cosas por descubrir. Y aunque de nuevo parecía que se había cerrado el círculo de conocimiento sobre la naturaleza, pues las fuerzas estaban definidas y todo el Universo bajo control, seguían existiendo infinitas preguntas sin respuesta y problemas irresolubles.
Rompiendo moldes.
En este contexto llego Einstein. Nos hizo pensar relativamente, aplicando variaciones temporales y añadiendo una cuarta dimensión, el tiempo. De esta forma cambió toda Ciencia Física. La Física Relativista rompía ese orden establecido y abría un nuevo mundo donde todo depende del lugar en el que situemos el origen de coordenadas. Y no solo eso, nos hizo mirar en pequeño. Junto a las teorías de Max Planck, la Física Estadística y la famosa ecuación E = mc2, dio comienzo a la gran rama de las nano-unidades, la Física Cuántica.
Estas dos nuevas ramas son todo un reto. Pues aunque siguen siendo descripciones de la naturaleza, ya no es una realidad descrita y tangible. Está contenida en esfuerzos imaginativos. Por lo que parece que el objeto de estudio se ha desdibujado. Pero el fin sigue siendo describir y entender nuestro entorno.
Objetivos.
En la actualidad hay dos principales focos de atracción para los físicos. Ambos están relativamente ligados en su finalidad pero uno usa como entorno experimental los aceleradores de partículas, mientras que el otro usa el Universo. El modelo estándar y la unificación de las fuerzas en una teoría del todo son en estos momentos los mayores objetivos de la ciencia. Sin olvidar, claro está, las aplicaciones de la Física Cuántica.
Entre medias de estas dos ramas de la Física, y a modo de laboratorio de grandes dimensiones, se encuentra el Universo entero con el Big Bang, los agujeros negros o las ondas gravitacionales. Fuente de inspiración de la humanidad desde los inicios, encierra enormes misterios y muchas respuestas. Y siempre será el objetivo de ciencia ficción que cada vez es más real.
Resumiendo.
En la actualidad, para hablar de Física necesitamos un elemento de nuestro entorno que, aunque no lo veamos, pueda ser medido y situado en el espacio-tiempo. Y debe ser tal que se le puedan aplicar un conjunto de ecuaciones que lo defina y modele. Cada pareja definida de elemento/ecuaciones da lugar toda una rama de la Física.
Esta es la razón por la que en la actualidad hablar de Física parece tan difuso y poco concreto. Es una generalidad. Por lo tanto, sería más correcto titular este artículo como “Física para que” en vez de “Física ¿qué?”. Y una vez decidido el objeto de nuestro estudio, solo entonces, podemos ponernos a definirlo.
Eso es lo que vamos a intentar hacer en pequeñas dosis en la sección de Física de este blog.
Referencias:
