jueves, 29 de octubre de 2020

ILUSTRACIÓN

 REVOLUCIÓN CIENTÍFICA TERCERA PARTE

Física[editar]

Óptica
Opticks de Newton o tratado sobre las reflexiones, refracciones, inflexiones y colores de la luz.

Se realizó un importante trabajo en el campo de la óptica. En 1604. Johannes Kepler publicó Astronomiae Pars Optica. En él describió la ley del cuadrado inverso que gobierna la intensidad de la luz, la reflexión por los espejos planos y curvos, y los principios de las Cámara estenopeicas, así como también implicaciones astronómicas de la óptica como el paralaje y el tamaño aparente de los cuerpos celestes. Generalmente, Astronomiae Pars Optica se reconoce como la fundación de la óptica moderna (aunque la ley de refracción está visiblemente ausente).107

Willebrord Snellius (1580-1626) encontró en 1621 la ley matemática de la refracción, conocida en el siglo XX y XXI como la ley de Snell. Posteriormente, René Descartes (1596-1650) mostró, usando la construcción geométrica y la ley de la refracción (también conocida como la ley de Descartes) , que el radio angular de un arco iris es de 42° (es decir, el ángulo subtendido en el ojo por el borde del arco iris y el centro del arco iris es 42°).108​ También descubrió independientemente la ley de la reflexión, y su ensayo en la óptica fue la primera mención publicada de esta ley.

Christiaan Huygens (1629-1695) escribió varios trabajos en el área de la óptica. Éstos incluyeron Opera reliqua (también conocido como Christiani Hugenii Zuilichemii, dum viveret Zelhemii toparchae, opuscula posthuma) y el Traité de la lumière.

Isaac Newton investigó la refracción de la luz, demostrando que un prisma podría descomponer la luz blanca en un espectro de colores, y que una lente y un segundo prisma podrían recomponer el espectro multicolor en luz blanca. También demostró que la luz coloreada no cambia sus propiedades separando un haz coloreado y brillando en varios objetos. Newton señaló que, independientemente de si se reflejaba, se dispersaba o se transmitía, permanecía del mismo color. De este modo, observó que el color es el resultado de que los objetos interactúan con la luz ya coloreada en lugar de los objetos que generan el color. Esto se conoce como la teoría del color de Newton. De este trabajo llegó a la conclusión de que cualquier telescopio refractor sufriría la dispersión de la luz en colores. El interés de la Royal Society le animó a publicar sus notas On Colour (más tarde expandidas en Opticks). Newton argumentó que la luz está compuesta por partículas o corpúsculos y estos se refractaban acelerando hacia el medio más denso, pero tuvo que asociarlas con ondas para explicar la difracción de la luz.

En su Hipótesis de Luz de 1675, Newton postuló la existencia del éter para transmitir fuerzas entre partículas. En 1704, Newton publicó Opticks, en el que expuso su teoría corpuscular de la luz. Consideraba que la luz estaba compuesta de corpúsculos extremadamente sutiles, que la materia ordinaria estaba hecha de corpúsculos más gruesos y especulaba que mediante una especie de transmutación alquímica "¿No son convertibles los cuerpos gruesos y la luz unos en otros? ...y los cuerpos no pueden recibir mucha de su actividad de las Partículas de Luz que entran en su Composición?"109

Electricidad
Experimentos de Otto von Guericke sobre la electrostática, publicados en 1672.

El Dr. William Gilbert, en De Magnete, inventó la nueva palabra latina electricus de ἤλεκτρον (elektron), la palabra griega para "ámbar". Gilbert emprendió una serie de cuidadosos experimentos eléctricos, en el curso de los cuales descubrió que muchas sustancias distintas del ámbar, como el azufre, la cera, el vidrio, etc.,110​ eran capaces de manifestar propiedades eléctricas. Gilbert también descubrió que un cuerpo calentado perdía su electricidad y que la humedad impedía la electrificación de todos los cuerpos, debido al ahora bien conocido hecho de que la humedad alteraba el aislamiento de tales cuerpos. También notó que las sustancias electrificadas atraían indiscriminadamente todas las demás sustancias, mientras que un imán solo atraía el hierro. Los muchos descubrimientos de esta naturaleza le ganaron a Gilbert el título de fundador de la ciencia eléctrica.111​ Al investigar las fuerzas sobre una aguja metálica ligera, equilibrada en un punto, amplió la lista de cuerpos eléctricos y encontró también que muchas sustancias, incluyendo metales y imanes naturales, no mostraban fuerzas atractivas cuando se frotaban. Observó que el tiempo seco con viento del norte o del este era la condición atmosférica más favorable para exhibir fenómenos eléctricos -una observación susceptible de conceptos erróneos hasta que se entendiera la diferencia entre el conductor y el aislante.112

Robert Boyle también trabajó frecuentemente en la nueva ciencia de la electricidad, y añadió varias sustancias a la lista de eléctricos de Gilbert. Dejó un relato detallado de sus investigaciones bajo el título de Experiments on the Origin of Electricity (Experimentos sobre el origen de la electricidad).112​ Boyle, en 1675, declaró que la atracción eléctrica y la repulsión pueden actuar a través del vacío. Uno de sus descubrimientos importantes fue que los cuerpos electrificados en el vacío atraerían sustancias ligeras, lo que indica que el efecto eléctrico no dependía del aire como medio. También añadió resina a la entonces conocida lista de eléctricos.110111113114115

Esto fue seguido en 1660 por Otto von Guericke, quien inventó un generador electrostático primitivo. A finales del siglo XVII, los investigadores habían desarrollado medios prácticos para generar electricidad por fricción con un generador electrostático, pero el desarrollo de las máquinas electrostáticas no comenzó en serio hasta el siglo XVIII, cuando se convirtieron en instrumentos fundamentales en los estudios sobre la nueva Ciencia de la electricidad. El primer uso de la palabra electricidad se atribuye a Sir Thomas Browne en su obra de 1646, Pseudodoxia Epidemica. En 1729, Stephen Gray (1666-1736) demostró que la electricidad podría ser "transmitida" a través de filamentos metálicos.116

Nuevos dispositivos mecánicos[editar]

En este período como una ayuda a la investigación científica, fueron desarrolladas varias herramientas, ayudas de medición y dispositivos de cálculo.

Dispositivos de cálculo[editar]

Un conjunto de huesos de Napier de marfil, un dispositivo de cálculo primitivo inventado por John Napier.

John Napier introdujo los logaritmos como una poderosa herramienta matemática. Con la ayuda del prominente matemático Henry Briggs, sus tablas logarítmicas incorporaron un avance computacional que hacía cálculos manualmente mucho más rápido.117​ Los huesos de Napier usaban un conjunto de varillas numeradas como una herramienta de multiplicación usando el sistema de multiplicación de celosía. El camino fue abierto a avances científicos posteriores, particularmente en astronomía y dinámica.

En la Universidad de OxfordEdmund Gunter construyó el primer dispositivo analógico para ayudar a la computación. La «escala de Gunter» era una escala plana grande, grabada con varias escalas, o líneas. Las líneas naturales, como la línea de acordes, la línea de los senos y tangentes se colocaban en un lado de la escala y los correspondientes artificiales o logarítmicos estaban en el otro lado. Esta ayuda de cálculo fue un predecesor de la regla de cálculo. Fue William Oughtred (1575-1660) quien usó por primera vez dos escalas que se deslizaban entre sí para realizar multiplicaciones y divisiones directas, y por lo tanto se le atribuye como inventor en 1622 de la regla de cálculo.

La "pascalina", calculadora diseñada por Blaise Pascal en 1642.

Blaise Pascal (1623-1662) inventó la calculadora mecánica en 1642.118​ La introducción de su Pascalina en 1645 puso en marcha el desarrollo de calculadoras mecánicas por primera vez en Europa y posteriormente en todo el mundo.119120​ Gottfried Leibniz (1646-1716), basándose en el trabajo de Pascal, se convirtió en uno de los inventores más prolíficos en el campo de las calculadoras mecánicas; fue el primero en describir una calculadora de rueda de pines, en 1685,121​ e inventó la rueda de Leibniz, utilizada en el aritmómetro, la primera calculadora mecánica de producción masiva. También perfeccionó el sistema numérico binario, base de casi todas las arquitecturas de computadora modernas.122

John Hadley (1682-1744) fue el inventor del octante, precursor del sextante (Inventado por John Bird), que mejoró mucho la ciencia de la navegación.

Máquinas industriales[editar]

El Savery Engine de 1698 fue el primer motor de vapor exitoso.

Denis Papin (1647-1712) fue mejor conocido por su pionero invento del digestor a vapor, el precursor de la máquina de vapor.123​ El primer motor de vapor que funcionó fue patentado en 1698 por el inventor Thomas Savery, como una "...nueva invención para levantar agua y ocasionar el movimiento a toda clase de trabajos de molino por la fuerza de fuego, que será de gran utilidad y ventaja para drenar minas, servir a las ciudades con agua y para el trabajo de todo tipo de molinos donde no tienen el beneficio del agua ni el viento constante." [sic]124​ el 14 de junio de 1699 la invención fue demostrada a la Royal Society y la máquina fue descrita por Savery en su libro The Miner's Friend; o, un motor para levantar el agua por fuego (1702),125​ Thomas Newcomen (1664-1729) perfeccionó una máquina de vapor práctica para el bombeo de agua, la máquina de vapor de Newcomen. En consecuencia, se le puede considerar como un precursor de la Revolución industrial.126

Abraham Darby I (1678-1717) fue el primero y más famoso de tres generaciones con ese nombre que jugaron un papel importante en la Revolución Industrial. Desarrolló un método de producción de hierro de alta calidad en un horno alimentado por coque en lugar de carbón. Este fue un gran paso adelante en la producción de hierro como materia prima para la Revolución Industrial.

Telescopios[editar]

Los telescopios refractores aparecieron por primera vez en los Países Bajos en 1608. Los fabricantes de lentes Hans LippersheyZacharias Janssen y Jacob Metius de Alkmaar contribuyeron todos a su invención.127​ En 1609, Galileo fue uno de los primeros científicos en utilizar esta nueva herramienta para sus observaciones astronómicas.128

El telescopio reflector fue descrito por James Gregory en su libro Optica Promota (1663). Argumentó que un espejo con una parte que presente una sección cónica, corregiría la aberración esférica que dañaba la precisión de los telescopios refractores. Sin embargo su diseño, el "telescopio gregoriano", permaneció sin construir.

En 1666, Isaac Newton argumentó que las fallas del telescopio refractor eran fundamentales porque la lente refractaba la luz de diferentes colores de manera diferente. Concluyó que la luz no podía ser refractada a través de una lente sin causar aberraciones cromáticas129​ De estos experimentos Newton llegó a la conclusión de que no podía hacerse ninguna mejoría en el telescopio refractante. [110] Sin embargo, fue capaz de demostrar que el ángulo de reflexión era el mismo para todos los colores, por lo que decidió construir un telescopio reflector.130​ Se completó en 1668 y es telescopio funcional reflectante más primitivo que se conoce.131

50 años después, John Hadley también desarrolló formas de hacer objetivos esféricos y parabólicos precisos para telescopios reflectores, la construcción del primer telescopio newtoniano parabólico y un telescopio gregoriano con espejos de forma precisa.132133​ Estos fueron demostrados con éxito a la Royal Society.134

Otros dispositivos[editar]

Bomba de aire construida por Robert Boyle. Muchos instrumentos nuevos fueron ideados en este período, que ayudó grandemente en la extensión del conocimiento científico.

La invención de la bomba de vacío abrió el camino para los experimentos de Robert Boyle y Robert Hooke sobre la naturaleza del vacío y la presión atmosférica. El primer dispositivo de este tipo fue hecho por Otto von Guericke en 1654. Consistía en un pistón y un cilindro de pistola de aire con las aletas que podrían aspirar el aire de cualquier recipiente que le fuera conectado. En 1657, se sacó el aire de dos hemisferios unidos y se demostró que un equipo de dieciséis caballos era incapaz de separarlo.135​ La construcción de la bomba de aire fue mejorada grandemente por Robert Hooke en 1658.136

Evangelista Torricelli (1607-1647) fue mejor conocido por su invención del barómetro de mercurio. La motivación de la invención fue mejorar las bombas de succión que se utilizaban para extraer agua de las minas. Torricelli construyó un tubo sellado lleno de mercurio, colocado verticalmente en una cubeta de la misma sustancia. La columna de mercurio cayó hacia abajo, dejando un vacío torricelliano por encima.137

Las grandes revoluciones científicas[editar]

Son cada uno de los periodos históricos en que se ha producido uno de esos cambios. Cada una de ellas surgió y se concentró especialmente en determinadas disciplinas científicas, aunque también trajeron consecuencias para las demás.138

Revolución copernicana[editar]

Revolución en astronomía y física, desde Nicolás Copérnico (De revolutionibussiglo XVI) hasta Isaac Newton (finales del siglo XVII; la importancia de Newton en la aceptación del nuevo paradigma y su fijación hace que se suela hablar de él como paradigma newtoniano). El filósofo e historiador de la ciencia Alexandre Koyré propuso el término revolución astronómica para este proceso.139

En el mismo año (1543) en que Copérnico moría y se publicaba póstumamente su libro, también lo hacía el De humani corporis fabrica de Andrés Vesalio, que revolucionó la anatomía. Suele hablarse de revolución científica del siglo XVII para referirse al periodo fundamental que supuso el cambio del concepto de ciencia cualitativa, basada en la lógica silogística por la ciencia cuantitativa basada en la lógica experimental. En ese proceso fue fundamental la renovación del método científico a cargo de personajes como René DescartesJohannes KeplerFrancis Bacon o Galileo Galilei. La polémica entre empirismo y racionalismodeducción y razonamiento inductivo y otros debates intelectuales, como el debate de los antiguos y los modernos (superación del principio de autoridad propio de la escolástica), se completan con lo que a finales del siglo XVII se conoce con el nombre de crisis de la conciencia europea (concepto acuñado por el historiador Paul Hazard) que precede a la Ilustración del siglo XVIII.

Revolución darwiniana[editar]

Revolución en biología y ciencias de la Tierra, desde Charles Darwin (El origen de las especies1859). También suele denominarse revolución evolucionista.

Revolución einsteniana[editar]

Revolución en física, desde Albert Einstein (artículos de 1905). También suele denominarse revolución relativista.

Revolución indeterminista[editar]

No se refiere al indeterminismo filosófico opuesto al determinismo, sino a la indeterminación: la superación de la concepción mecanicista o determinista de la ciencia, sobre todo a partir de las tres famosas construcciones teóricas de los años veinte y treinta del siglo XX debidas a HeisenbergSchrödinger y Gödel, sobre la indecidibilidad, el principio de incertidumbre, la indiferencia y la imposibilidad de eludir la interferencia del experimentador u observador y sobre el hecho experimentado u observado.

Incluida en ésta, la revolución cuántica se inició en un periodo anterior, a partir de Max Planck (1900, constante de Planck) y Einstein (Un punto de vista heurístico acerca de la creación y transformación de la luz, uno de los famosos artículos de 1905). Esta revolución cuántica no puede denominarse por un solo científico, ni siquiera por un único grupo de ellos, equipo o escuela local, dada la gran cantidad que intervino en el complejo proceso que llevó a lo largo del primer tercio del siglo XX hasta la definición de la mecánica cuántica (Pieter ZeemanHendrik A. LorentzJames FranckWalter NernstHenry MoseleyPeter DebyeArnold SommerfeldArthur Holly ComptonHendrik KramersWolfgang PauliLouis de BroglieGeorge UhlenbeckSamuel GoudsmitPaul DiracJohn von Neumann, etc.); entre los que Heisemberg, Max BornDavid HilbertFelix KleinPascual Jordan y Niels Bohr desarrollaron la llamada mecánica cuántica matricial y Schrödinger la mecánica cuántica ondulatoria (1926 Cuantización como un problema de valores propios).140

Desarrollos científicos[editar]

Personas e ideas claves y que surgieron en los siglos XVI y XVII:

Críticas[editar]

Matteo Ricci (izquierda) y Xu Guangqi (derecha) en Athanasius KircherLa Chine ... Illustrée, Ámsterdam, 1670.

No todos los historiadores de la ciencia están de acuerdo en que hubo alguna revolución en el siglo XVI o XVII. La tesis de continuidad es la hipótesis de que no hay discontinuidad radical entre el desarrollo intelectual de la Edad Media y los desarrollos del Renacimiento y la Edad Moderna. Así, la idea de una revolución intelectual y científica después del Renacimiento es —de acuerdo con la tesis de la continuidad— un mito. Algunos teóricos de la continuidad apuntan a anteriores revoluciones intelectuales que ocurrieron en la Edad Media, que denominan «Renacimiento del siglo XII»6​ europeo o «Revolución científica musulmana»141142143​ medieval, y ven como un signo de la continuidad.

Otro punto de vista contrario, ha sido propuesto por Arun Bala en su historia dialógica sobre nacimiento de la ciencia moderna. Bala argumenta que los cambios relacionados con la Revolución científica —la matemática realista, la filosofía mecánica, el atomismo, el papel central asignado al Sol en el heliocentrismo de Copérnico— tienen su origen en las influencias multiculturales de Europa. La ciencia islámica dio el primer ejemplo de una teoría matemática realista, con el Libro de óptica de Alhacén en la que los rayos de luz física viajan a lo largo de líneas matemáticas rectas. La rápida transferencia de tecnologías mecánicas chinas en la época medieval cambió la sensibilidad europea de la percepción del mundo hacia la imagen de una máquina. El sistema de numeración indo-arábigo, que se desarrolló en estrecha colaboración con el atomismo de la India, llevaba implícito un nuevo modo de pensamiento matemático atómista. Y la teoría heliocéntrica, que asigna el estatus central al Sol, así como el concepto newtoniano de fuerza que actúa a distancia, tienen sus raíces en las ideas religiosas del antiguo Egipto asociadas con el hermetismo. Bala argumenta que el ignorar tales impactos multiculturales nos ha llevado a una concepción eurocéntrica de la revolución científica.144

Un tercer enfoque toma el término «renacimiento» literalmente. Un estudio más detallado de la filosofía griega y la matemática griega demuestra que casi la totalidad de los resultados revolucionarios de la llamada revolución científica fueron en realidad reformulaciones de ideas, en muchos casos más antiguas que las de Aristóteles y en casi todos los casos, al menos tan antiguas como las de Arquímedes. Aristóteles incluso argumenta explícitamente en contra de algunas de las ideas que se demostraron durante la revolución científica, como el heliocentrismo. Las ideas básicas del método científico son bien conocidas por Arquímedes y sus contemporáneos, como lo demuestra el conocido hallazgo de la flotabilidad. Los primeros que hablaron sobre atomismo fueron Leucipo y Demócrito. Desde este punto de vista, la revolución científica se reduce a un periodo de reaprendizaje de ideas clásicas, es en gran medida una extensión del Renacimiento. Este punto de vista de la revolución científica no niega que se produjera un cambio, pero sostiene que se trataba de una reafirmación de los conocimientos previos (un renacimiento) y no la creación de nuevo conocimiento. Citan como prueba afirmaciones de Newton, Copérnico y otros a favor de la visión pitagórica del mundo.

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