domingo, 7 de enero de 2024

Átomos, química y cataclismos en la obra del físico Richard P. Feynman - Luis Moreno Martínez

999
Átomos, química y cataclismos en la obra del físico Richard P. Feynman.
(Por Luis Moreno Martínez)






La historia de la ciencia es un ejercicio de arqueología intelectual. La ciencia actual está repleta de conceptos y términos que esconden capas de significado en las que excavar. Al hacerlo encontraremos que estas capas albergan auténticos vestigios de ideas y prácticas pretéritas, en ocasiones muy diferentes a las actuales, que nos hablan de la evolución del conocimiento científico. Este ejercicio de arqueología intelectual se convierte así en una aventura que nos hace valorar la ciencia como parte indisoluble de nuestro patrimonio y nuestra cultura.

En ese soberbio monumento colectivo que es la ciencia, ciertas figuras cuentan con vidrieras propias. Tal es el caso de Richard P. Feynman (1918-1988), posiblemente uno de los iconos más populares de la cultura científica del pasado siglo. Sus Easy pieces1 resplandecen todavía hoy como textos canónicos de la enseñanza y divulgación de la física. Estas “piezas fáciles” dan cuenta de su ingente labor para promover el interés por la ciencia en general y por la física en particular, desintegrando las lindes entre expertos y profanos. En sus “piezas fáciles” Feynman nos habla de movimientos planetarios, de experimentos con electrones, de ondas y de núcleos atómicos, pero también de su propia concepción de la física y de la ciencia. Su visión de la física como ciencia fundamental que nutre al resto de disciplinas (como la química o la biología) y de la ciencia como una empresa en constante actualización en búsqueda de conocimientos probados por la experimentación son ampliamente rastreables en su obra.

Sus Easy pieces también nos hablan de educación científica, no solo por los notables paralelismos con nuestro contexto educativo actual (como tan bien nos ha narrado Víctor Montero Gil en su capítulo), sino por las reflexiones que el profesor Feynman legó en sus textos y que siguen con plena vigencia.

Fig.1 Feynman sobre la importancia de desaprender2.


Desaprender lo aprendido es precisamente una de las potencialidades que nos brinda el ejercicio arqueológico de la historia de la ciencia. Así, las Easy pieces no solo son valiosas por lo que pretenden enseñar, sino también por aquello que enseñan sin pretenderlo. Una de las lecciones ocultas que podemos extraer de la obra de Feynman es, probablemente, una cuestión recurrente tanto entre estudiantes de secundaria como entre científicos, filósofos e historiadores de la ciencia: la relación entre física y química.

Fig.2 Feynman sobre la proximidad entre física y química.


Si bien física y química son ciencias con orígenes diferenciados e historias que no siempre han discurrido paralelas entre sí, la irrupción de la mecánica cuántica en el panorama científico de las primeras décadas del siglo XX forjó una nueva relación entre ambas disciplinas que hemos heredado en nuestro presente. Una relación en la que la física dotaba a la química de sus cimientos teóricos básicos, como señaló Feynman.

Fig.3 Feynman sobre la relevancia de la mecánica cuántica.


Esta perspectiva no debe implicar, en modo alguno, condescendencia o menosprecio a la química. El propio Feynman no dudó en destacar que en ocasiones los químicos habían allanado el camino a la física, por ejemplo, en el estudio de las estructuras de diversas agrupaciones atómicas complejas.

Fig.4 Feynman sobre cómo la química ayuda a la física.


Y es que para Feynman, la idea de que la materia se teje átomo a átomo consistía el leitmotiv del aprendizaje de las ciencias y de la ciencia misma.

Fig.5 Feynman sobre la importancia de la hipótesis atómica.


Es precisamente el atomismo uno de los conceptos clave para entender la relación entre física y química. Si nos adentramos arqueológicamente en el concepto de átomo encontraremos numerosas capas. En el pensamiento clásico los átomos fueron entes últimos de la materia, como nos legará Lucrecio en De Rerum Natura; corpúsculos entre los que se podían crear afinidades, como recogerá Isaac Newton en su obra alquímica De Natura Acidorium (texto escrito en 1692 y publicado en 1710); o estructuras indivisibles que se reorganizaban en los procesos químicos y que vibraran envueltos en esferas de calor en la atmósfera, como los concibió John Dalton a principios del siglo XIX.

La utilidad conceptual y cuantitativa de asumir los procesos químicos como reorganización de átomos hizo que la hipótesis atómica se tornara útil en la química decimonónica. No obstante, la aceptación de la hipótesis atómica como hecho atómico -como diría Feynman- tendrá que esperar al descubrimiento de las partículas subatómicas y a la disección de la estructura última de la materia que se produjo, tímidamente, a finales del siglo XIX y, de forma estrepitosa, en la primera mitad del siglo XX (gracias, entre otros, al mismísimo Feynman). El siglo XIX, época en la que física y la química forjaron su carácter actual como disciplinas científicas, fue testigo de dos formas de entender el átomo. Por un lado, un atomismo químico que consideraba el átomo como unidad fundamental de los procesos químicos, pero sin existencia real. Por otro, un atomismo físico, que concebía los átomos como corpúsculos materiales. Muchas fueron las voces que se opusieron a asumir que los átomos eran, en efecto, entes reales, como el célebre químico físico Wilhelm Ostwald que seguirá negando la existencia de los átomos ya inaugurado el siglo XX.  Finalmente, los nuevos hechos experimentales, desde los realizados en tubos de descarga a los más sofisticados realizados en aceleradores de partículas, terminaron revelando el átomo no como una partícula en su sentido último y elemental, sino como “una partícula de partículas”.

Este ejercicio de arqueología intelectual nos muestra que los conceptos científicos son cambiantes y que su significado no es siempre extrapolable en el tiempo, al cambiar el marco en el que son usados para describir y transformar el mundo. Valga como ejemplo el proyecto Manhattan, en el que Feynman tomó parte, que mostró al mundo que el poder del átomo puede superar a cualquiera de las atribuciones con las que el pensamiento clásico dotó a sus deidades. El posicionamiento de Feynman en torno al papel fundamental de la física para la química es así un testimonio de una entonces emergente ciencia física cimentada sobre la mecánica cuántica y de una ciencia química que encontraba al fin sustento teórico-matemático para buena parte de sus fundamentos. Sin embargo, hubo con anterioridad una química que logró importantes avances sin fundamento en la física. Un ejemplo paradigmático lo encontramos en la tabla periódica, icono de la química que resultó del esfuerzo colectivo de múltiples químicos y docentes desde la segunda mitad del siglo XIX y que logró ordenar muy eficazmente los elementos con notable antelación al establecimiento de los principios mecanocuánticos3.

La historia de la ciencia se convierte así en una lección de humildad que nos ayuda a abrir nuestras mentes ante futuros escenarios y, como nos recomendaba Feynman, a desaprender lo aprendido. Las relaciones entre física y química han sido cambiantes en los últimos siglos. Han sido territorios vecinos, con tierras comunes y fronteras no siempre bien definidas, pero independientes; con lenguas y metodologías parecidas, pero no idénticas; y con tradiciones diferenciadas desde sus albores, aunque próximas en la contemporaneidad4. No sabemos qué les deparará el futuro a ambas ciencias y si la visión de Feynman sobre la relación entre ambas será finalmente desbancada, pero un mayor conocimiento de la historia de la ciencia nos ayudará a aceptar nuevas piezas que no siempre serán fáciles de encajar. Explorar la historia de la ciencia nos ayudará a paliar el cataclismo de la ignorancia apostando por el conocimiento, algo en lo que Feynman fue, sin lugar a dudas, un maestro.

Fig.6 Feynman sobre la frontera entre conocimiento e ignorancia.

 



Notas:
1 Merece especial mención la obra Seis piezas fáciles. La física explicada por un genio, título de la colección Drakontos de la Editorial Crítica que dirige el físico e historiador de la ciencia José Manuel Sánchez Ron.
2 Tanto la imagen de Feynman como su firma han sido tomadas de Wikimedia Commons y son de dominio público. Las citas han sido extraídas de la obra indicada en la nota 1 y aparecen en las páginas 32 (Fig. 1 y Fig. 6), 34 (Fig. 5), 50 (Fig. 4) y 80 (Fig. 2 y Fig. 3).
3 En las últimas décadas la filosofía de la química ha experimentado una notable expansión. Precisamente, la estructura y desarrollo de la tabla periódica suele ser uno de los principales argumentos para cuestionar el reduccionismo de la química a “física aplicada”. Del mismo modo, existen diversas voces que hablan de la importancia de las propiedades emergentes que se manifiestan al transitar entre niveles de realidad (por ejemplo, al pasar de la escala molecular a la escala celular), lo que también haría cuestionar la idea de la biología o geología como “química aplicada”. Para una primera aproximación a esta y otras cuestiones sobre filosofía de la química son de especial interés los trabajos del químico y filósofo de la ciencia Eric Scerri.
4 Esta concepción de las disciplinas como “estados-nación” fue propuesta por la química e historiadora de la ciencia Mary Jo Nye. Para saber más puede consultarse su obra From Chemical Philosophy to Theoretical Chemistry Dynamics of Matter and Dynamics of Disciplines, 1800-1950. 



Luis Moreno Martínez.
Doctor en Educación y en Estudios Históricos y Sociales sobre Ciencia.
Profesor de Física y Química de Enseñanza Secundaria de la Comunidad de Madrid.
Vicepresidente del Grupo Especializado de Didáctica e Historia de la Física y la Química, común a las Reales Sociedades Españolas de Física y de Química.
Quehaceres, Cavilaciones y Letras (web): https://luismormz.jimdo.com/


Créditos Música:
222 3.41
After The Rain by Keys of Moon | https://soundcloud.com/keysofmoon
Creative Commons / Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/


No hay comentarios:

Publicar un comentario