Principio de relatividad galileano

Una de las ideas de la historia de la ciencia que más me impactaron cuando conseguí entenderla bien (si es que aún hoy la entiendo del todo bien) es el principio de relatividad galileano, formulado por Newton en su segunda ley del movimiento. La ley newtoniana dice así: todo objeto está en movimiento o en reposo a no ser que se ejerza una fuerza sobre él. Aparentemente no parece gran cosa para el lego en historia de la física, pero es una frase altamente revolucionaria. Aristóteles pensaba, con su habitual sentido común, que el estado natural de un objeto era el reposo. Cuando observamos la naturaleza los objetos parecen estar quietos a no ser que algún tipo de fuerza los mueva. Cuando esa fuerza deja de ejercer su acción el objeto deja lentamente de moverse hasta quedar de nuevo quieto. Con esta idea se vivió desde la Grecia clásica hasta el Renacimiento, hasta que llegó la egregia mente de Galileo Galilei.

El experimento es bien sencillo, tan trivial que parece imposible que a nadie se le ocurriera hacerlo antes. Si observamos un barco en movimiento y lanzamos un objeto desde su mástil, su trayectoria variará en función de donde esté situado el observador. Si somos un marinero que está dentro del barco veremos que el objeto tiene una trayectoria rectilínea desde lo alto del mástil hasta la cubierta. Sin embargo, si somos Galileo y observamos el mismo movimiento desde nuestro telescopio en tierra firme, veremos que hace una curva acompañando el movimiento del barco. Es algo trivial pero que tiene que hacer rechinar nuestras neuronas: ¿cómo es posible que el mismo movimiento tenga dos trayectorias distintas? Parece que algo o se mueve en línea recta o lo hace siguiendo una curva pero… ¿ambas a la vez? ¡No puede ser!

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La conclusión es alucinante: no existe ninguna trayectoria «real», absoluta, válida para todos los observadores posibles, sino que hay tantas trayectorias como observadores, y si pensamos que podrían existir un número indeterminado de posiciones y velocidades desde las que observar… ¡hay infinitas trayectorias posibles! Infinitos galileos situados en infinitas posiciones diferentes observarían trayectorias distintas.

La importancia de este hallazgo es capital pues suponía un durísimo golpe a la física aristotélica. Como para el griego existían el movimiento y el reposo absolutos, para mover el mundo eran necesarios un montón de motores que transmitían por contacto (evidentemente, desconocía las fuerzas a distancia como la gravedad) el movimiento a cada móvil existente. En su compleja cosmología, existían un montón de esferas de éter que envolvían el universo y se movían unas a otras hasta llegar a Dios, al motor inmóvil, aquella fuerza absoluta que movía sin moverse ni ser movida. Cuando Galileo formula su principio todo esto salta por los los aires. No existe un motor absoluto porque el movimiento no es objetivo, es relativo a cada observador. Si, por ejemplo, todo el universo estuviera constituido por una serie de objetos que se mueven en la misma dirección a la misma velocidad, nadie podría afirmar, siendo uno de esos móviles, si algo se mueve o todo está quieto. Sencillamente, en ese universo, no existiría el concepto de movimiento. De la misma forma, en un universo en el que solo existiera un objeto, tampoco podría decirse si está en movimiento o reposo, pues no habría ningún observador externo, ningún punto de referencia desde el que juzgar la trayectoria. Y es que el movimiento no es una propiedad del objeto, no puede explicarse apelando únicamente al objeto móvil, sino que hace falta un mínimo de un segundo objeto que, además mantenga una dirección o velocidad diferentes con respecto al primero, para poder hablar de movimiento. Por eso podemos volver a insistir en la necesidad de basar nuestro conocimiento en una ontología de relaciones más que en una ontología objetualista. El movimiento es una relación, no una propiedad objetiva.

El concepto fundamental de la madre de todas las ciencias, aquella que pretende reducirlo todo a sus leyes, el concepto de movimiento, es relativo, es subjetivo. Pero, precaución amigo conductor, subjetivo no quiere decir «construido culturalmente por el individuo», ni «creado o inventado» o «una mera idea en la mente de alguien». El movimiento es real: un hombre del siglo XII, un masái, y yo observamos la misma trayectoria que Galileo siempre que estemos en su mismo lugar. El movimiento es perfectamente real y objetivo en el sentido de externo a nosotros, solo que es algo que solo existe en relación con otros objetos, no por sí mismo. Simplemente (o no tan simplemente), la cuestión reside en cambiar la perspectiva ontológica.

Pero no todo está perdido para los teístas nostálgicos de Aristóteles. Podríamos volver a apelar al ojo de Sauron: podría existir un centro del Universo, un lugar privilegiado desde el que observar la totalidad de lo real y, por lo tanto, poder determinar el movimiento y el reposo. Dios volvería a ser la percepción absoluta, el ojo que todo lo ve y que da objetividad a  la realidad. Todas nuestras observaciones de trayectorias serían erróneas ya que nosotros no estamos situados en el lugar de Dios. Sólo Él sabría cuál es el movimiento correcto de cada móvil. Berkeley podría no estar tan desencaminado como pudiera parecer (como pasa con todos los filósofos clásicos cuando se los estudia bien). No obstante, para mí todo eso es un mito: centro del universo, observador absoluto, motor inmóvil, causa incausada, idea de bien de la que todo emana… verdad absoluta, a fin de cuentas, no son más que diversas formas de representar ese anhelo humano de saberlo todo, de llegar al hegeliano fin de la historia. Mitos de la razón, al fin y al cabo.

La ilusión del yo como yuxtaposición

Seguimos con las trasnochadas lecturas de Hume:

«Por mi parte, cuando entro más íntimamente en lo que llamo mí mismo (myself), siempre tropiezo con alguna percepción particular, de calor o frío, luz o sombra, amor u odio, dolor o placer. En ningún momento puedo nunca cogerme a mí mismo sin una percepción, y nunca puedo observar nada excepto la percepción. Cuando desaparecen mis percepciones por algún tiempo, como cuando estoy profundamente, durante tal tiempo estoy insensible a mí mismo, y puede en verdad decirse que no existo»

Tratado sobre la naturaleza humana, libro I

La tradición hablaba del alma, de la mente humana como de aquello que permanecía en el cambio.  Desde que yo era un bebé, todas las moléculas de mi cuerpo han cambiado, sin embargo, yo tengo la idea de seguir siendo yo mismo desde entonces, ¿por qué? Porque mi yo es una substantia, algo que subyace por debajo de la realidad cambiante (una forma, una ousía). Además, mi yo es ese teatro cartesiano, ese lugar donde se dan todas mis ideas y percepciones, aquel «sitio» donde pienso, siento o creo. Mi yo es algo de naturaleza invariable, indivisible, idéntico a sí mismo, que «acompaña», que «está en el trasfondo de todo lo que ocurre en mi mente». Al ser inmutable e indivisible, es inmaterial (ya que todo lo material es extenso y nadie puede medir un pensamiento) por lo que su inmortalidad parece una consecuencia lógica de todo esto.

Que Hume ponga en duda la existencia del yo debido a que no tenemos ninguna impresión de él no es lo más interesante (a pesar de que de por sí dé mucho que hablar), sino su crítica a la yuxtaposición cartesiana entre res cogitans y res extensa, entre cuerpo y alma. Todo lo que consideramos dentro de nuestro mundo material se define por su extensión, por tener longitud, es decir, por ser divisible en partes. Sin embargo, nuestra mente no es extensa, no tiene ninguna cualidad espacial (¿alguien puede decir cuántos centímetros mide la soledad?). Para decir el lugar de cualquier objeto tenemos que tener un sistema de referencia (otro objeto) a partir del cual situar el primero. Así decimos que la taza está a la derecha del cazo. Sin embargo, cuando decimos que el ser humano es un compuesto de cuerpo y alma, estamos yuxtaponiendo dos cosas que, previamente, hemos definido como categorialmente diferentes. ¿Cómo va a estar la mente JUNTO al cuerpo?. Así prosigue Hume:

«Y esto es lo que evidentemente ocurre con todas nuestras percepciones y objetos, excepto los de la vista y el tacto. Una reflexión moral no puede estar situada a la derecha o a la izquierda de una pasión, ni puede un olor o un sonido tener figura circular o cuadrada»

El error de Descartes consistió en concebir la mente como algo SIMILAR al cuerpo, yuxtaponible a él, por lo que dotó a la mente con propiedades mecánicas (las propiedades del universo galileano recién nacido). Así, su res cogitans tenía que ser la causa eficiente de los movimientos del cuerpo. Sin fuerzas a distancia, necesitaba algo así como que el alma «empujara» al cuerpo para iniciar el movimiento.

Este grave error continúa afianzado con mucha fuerza en el memorandum colectivo (además de por Descartes, por el Cristianismo y su otro mundo prometido. Lo siento, tenía que decirlo) y hace que nos cueste mucho plantear teorías de la mente libres de sesgos dualistas o no causales (como la wittgensteiniana, de la que hablaremos en próximos posts… ¿no parece revolucionaria la idea de que nuestra mente NO SEA LA CAUSA de nuestros actos? Próximamente…).

Ver también El yo no es un comandante, es un farsante

Un mundo perfecto

Esta imagen de Urano parece dar la razón a mi querido Aristóteles. El Universo está dividido en dos grandes zonas: la sublunar y la supralunar. La sublunar, que va desde el centro de la Tierra hasta la Luna, está llena de desorden, de movimiento, de carencias… de imperfección a fin de cuentas (es nuestro mundo. Ya Nietzsche se quejaba con razón del poco amor por  él que ha tenido la filosofía occidental) . Por el contrario, el mundo supralunar, más allá de la esfera de la luna, está lleno de perfección, armonía, orden y quietud. El movimiento expresa imperfección, expresa tener que ir a algún lado porque careces de algo. Por eso en el mundo supralunar apenas hay movimiento. Sus entes son cada vez más y más perfectos, hasta llegar al motor inmóvil, causa incausada, acto puro que mueve todo el Universo sin moverse él mismo.

Urano se ve como una esfera perfecta, como un ente que no puede pertenecer a este mundo. Urano es el dios de los cielos, marido de Rea y rey de los dioses hasta que su hijo, el envidioso Cronos, lo destrona cortándole los testículos (de los cuales nacerá Afrodita como no puede mostrar mejor el cuadro de Botticelli). Y viendo esta imagen uno tiene ganas de darles la razón a los rapsodas griegos. Sin embargo, ellos nunca supieron de su existencia. Urano no se descubrió hasta 1781 por William Herschel (padre de John Herschel, otro grandísimo astrónomo que está enterrado al lado de Darwin). Los griegos pensaban que era una estrella más.

Esta creencia en la perfección de los planetas quebró con el nacimiento de la ciencia moderna. En noviembre de 1609  Galileo enfocó su primitivo telescopio (de unos modestos veinte aumentos) hacia la luna y descubrió que estaba llena de cráteres, que su superficie no era tan diferente a la del relieve terrestre… ¡que no era perfecta! Observando la línea del terminador lunar comprobó que allí hay montañas tan altas o más que las terrestres. Desgraciadamente, no existe ningún mundo perfecto, no hay ningún paraiso espacial, ninguna morada de los dioses. Existan marcianos, ángeles o motores inmóviles, todos estamos en el mismo Universo y todos estamos afectados por las mismas leyes, condenados irremediablemente a la imperfección.

Honramos a Galileo pero no a Darwin

El Vaticano va a honrar la figura de Galileo en una serie de actividades previstas para el año internacional de la astronomía.  El arzobispo Gianfranco Ravasi afirma que los tiempos ya están maduros para una revisión de la figura de Galileo… ¿Ya? No, 362 años después de su muerte… ¿Seguro que las cosas «están ya maduras» para revisar las aportaciones de  Galileo?

En 1992 fue cuando Juan Pablo II rehabilitó la figura de Galileo, once años después de haber creado una comisión para investigar lo que realmente pasó. Es decir, la Iglesia ha tardado 350 años en decir que Galileo llevaba razón… ¡350 años! Bueno, con Darwin pasó algo parecido. No fue hasta 1950 cuando el Papa Pío XII, en su encíclica Humani Generis, dirá que el evolucionismo es compatible con la doctrina católica (91 años después del Origen de las especies). Sin embargo, en el caso de Darwin, el papado se niega a pedir disculpas.

La verdad es que no entiendo por qué la Iglesia ve más peligroso a Galileo que Darwin cuando, en esencia, Darwin no es compatible con el catolicismo. El hecho de que la tierra sea o no el centro del universo sólo contradice unas frases de la Biblia sin importancia doctrinal. No pasa nada por aceptar que Galileo tenía razón. Sin embargo, con Darwin pasa algo bien distinto:

1. El darwinismo ataca de raíz el principio antrópico (el Universo está hecho para el hombre): la selección natural es ciega, el hombre es una especie entre tantas, pudo existir con la misma probabilidad que cualquier otra. El principio antrópico es fundamental para el Cristianismo: Dios creó el mundo para el hombre.

2. El darwinismo postula una causa natural para el hombre. Ya no hace falta una explicación sobrenatural para comprender las singularidades de lo humano. El hombre es explicable desde la naturaleza y no hace falta la mano de Dios para dotarlo de alma.

Creo que estas dos razones son básicas en la doctrina darwinista y no es necesario una exégesis muy profunda para deducirlas. Es lo que se enseña en el instituto. Lógicamente, los creyentes que se toparon con Darwin y Wallace en el siglo XIX reaccionaron airadamente, como buenos cristianos que eran.

El hecho que la Iglesia asuma su compatibilidad tanto con Galileo como con Darwin no es claramente comprensible. ¡Deberían estar intentando que no se impartiera el evolucionismo en los colegios europeos!

¿Quién es el más grande?

He metido a los que creo que son más importantes viendo sus descubrimientos e influencia histórica. No he metido artistas (pintores, arquitectos, escultores)  porque he pensado que al crear arte no crearon directamente teorías (si bien muchos de ellos lo hicieron) y aquí quiero preguntar por quién es el teórico más grande  de todos los tiempos. Perdonadme por las terribles omisiones que he cometido. Son todos los que están pero no están todos los que son.

La encuesta estará abierta hasta el 31 de Diciembre del 2011.

Las diversas imágenes del Universo

Cabe Recordar que el año 2009 es el año internacional de la astronomía. Así que aprovechemos esta oportunidad para repensar nuestra imágen del universo. Aquí tenemos el viejo cosmos geocéntrico aristotélico. Estaba dividido en dos regiones (sublunar y supralunar) en la que regían leyes bien diferentes (una zona imperfecta, corrupta, material, «humana»; y otra celestial, etérea, perfecta). Los planetas estaban engarzados en esferas de un material trasparente denominado éter. La última esfera, era opaca y en ella estaban las estrellas que no eran más que puntos luminosos en la negrura del límite del universo. Más allá, el motor inmóvil, acto puro que mueve todo el universo sin moverse a sí mismo, causa incausada, principio y fundamento de todo.

Esta explicación dominó gran parte de la historia pues, aunque las predicciones que de aquí pudieron sacarse eran lógicamente erróneas, era una gran teoría que explicaba casi todo de una forma bastante razonable (aunque ahora nos pueda parece absurdo). Ptolomeo se las tuvo que ver negras para hacer encajar un cosmos así con las observaciones astronómicas que cada vez iban siendo más precisas.

En la imagen vemos la concepción del universo del joven Johannes Kepler. Consiste en ir introduciendo los sólidos platónicos unos dentro de otros como si de muñecas rusas se tratasen. Este imaginativo cosmos está aún más lejos de la experiencia que el aristotélico y, simplemente, obedece a exagerar el neoplatonismo matematizante propio de la Revolución Científica. Tycho Brahe, un genio de la observación, vio que la obra de Kepler no tenía ni píes ni cabeza, pero tomó debida cuenta de que Kepler era un gran matemático y lo hizo su discípulo. Con las precisas observaciones de Brahe, Kepler formuló sus famosas tres leyes que, a la postre, servirían para que Newton formulase su ley de gravitación universal.

Será Nicolás Copérnico el primer astrónomo moderno que defenderá el heliocentrismo. Sí amigos, si ponemos el sol en el centro, ya no hacen falta tantos epiciclos y deferentes para que las predicciones cuadren. Pero… ¿la tierra se mueve? Eso parece ¿Cómo es posible que así sea y no nos percatemos de ello? Galileo Galilei sacará a la luz su principio de relatividad: si viajas en un tren no hay forma de saber si tú eres el que te mueves o tú estas quieto y es el universo el que así lo hace. La inquisición, lógicamente, le obligará a retractarse.

Desde la época de estos primeros pioneros del universo ha llovido mucho. Ahora tenemos radiotelescopios que alcanzan a ver más allá de lo que jamás hubiera soñado Newton. Sabemos que el Universo observable tiene una longitud de unos 46.500 millones de años luz desde la tierra y una antigüedad de unos 13.500 millones de años (algo más que lo que los defensores de la Bilbia afirmaban). Sobre su origen, forma y destino todavía no tenemos demasiada seguridad y hay teorías para todos los gustos: Big Bang, Big Cruch, expansión permanente, universo cíclico, universo infinito, universos múltiples… Estudiar el cosmos ha sido desde siempre uno de los campos favoritos del ser humano. Así que, esperemos a una noche clara, cojamos nuestro telescopio y nuestro termo de café y salgamos al campo a contemplar el cielo como ya casi nunca hacemos: ver el cielo límpio de la contaminación lumínica de las ciudades. Es uno de los espectáculos más maravillosos que pueden contemplarse y, además, es gratuito, como todo lo que merece la pena.