QUÍMICA I Y II

Perfil Histórico de la Ciencia

 

La curiosidad y el ansia de conocer son cualidades innatas del Homo sapiens, por lo que puede decirse que el nacimiento de la ciencia tuvo lugar con las primeras observaciones realizadas por los hombres primitivos, aun antes de que se inventara la escritura.

 

Primeras civilizaciones.

 

Durante la edad de piedra, algunos monumentos megalíticos como el cromlech de Stonehenge, en Inglaterra, testimonian que los pobladores prehistóricos europeos poseían nociones de astronomía y geometría muy superiores a las que se les supusieron durante siglos.

Los primeros focos científicos de importancia proceden de China, la India y el cercano oriente. La sabiduría y la técnica chinas aventajaron a las occidentales durante prácticamente toda la edad antigua. En su civilización disponían de antiquísimas mediciones de acontecimientos celestes y alcanzaron un notable desarrollo de la alquimia, la medicina y la geografía, impulsado desde los estamentos de poder.

Por su parte, los indios, cuya concepción vital se basaba en la espiritualidad y, por consiguiente, los hacía en cierto modo despreocupados de la utilidad de las ciencias, contaban, no obstante, con una matemática avanzada que proporcionó al mundo el moderno sistema de numeración, transmitido y perfeccionado por los árabes.

En Egipto se prestaba más atención a resolver los problemas técnicos que los propiamente científicos, mientras que, en Mesopotamia, los caldeos y babilonios se dedicaron con preferencia a la astronomía y las matemáticas, así como a perfeccionar las técnicas hidráulicas de riego y construcción de canales.

 

Cultura griega.

 

La aparición de una cultura como la griega, que carecía de un sentimiento místico exacerbado y donde los dioses eran más sobrehumanos que divinos, dio lugar a los primeros modelos racionalistas. La filosofía surgió con pujanza y, a remolque suyo, se creó un modelo de ciencia teórica, basado en la deducción y no en la experimentación, conocida como filosofía natural. La tradición helénica señala a Tales de Mileto, que habitó en aquella ciudad de Asia menor en el siglo Vl a.C., como el primer representante de tal corriente de pensamiento. Tales buscó la ordenación del mundo (kosmos en griego significa orden) a través de la determinación de los elementos fundamentales que lo componen -que él halló en el agua- y consideró al hado o destino como motor de los cuerpos, que se dirigen naturalmente hacia su propio fin.

Aunque Tales no dejó textos escritos, sus enseñanzas fueron transmitidas por sus numerosos discípulos, que a la vez se dedicaron a complementar sus teorías. Así, se llegó a la clasificación de los cuatro elementos: tierra, fuego, agua y aire, cuyas combinaciones se creía formaban todos los cuerpos conocidos.

Otro de los grandes soportes de la ciencia griega lo constituyó el pensamiento de Pitágoras, quien realizó las primeras medidas cuantitativas de fenómenos físicos de que se tiene noticia. Estableció las leyes acústicas que relacionan las distintas notas musicales e intentó aplicar la misma teoría a la disposición de los planetas, el Sol, la Luna y las estrellas en el cielo, según la cual girarían en siete esferas concéntricas alrededor de la Tierra.

La síntesis del pensamiento griego tuvo lugar con Aristóteles, que intentó mantener el espiritualismo de su maestro, Platón, pero integrarlo con una explicación científica del mundo físico. Adoptó además el modelo de esferas concéntricas de Pitágoras. Sus logros en clasificaciones biológicas resultaron excepcionales, aunque, carente de un conocimiento matemático suficiente, enunció teorías físicas que, dado su enorme prestigio durante la edad media, resultaron ser más un lastre que un beneficio en la historia de la ciencia.

Destaca también la figura de Arquímedes, discípulo del gran matemático Euclides, que vivió la expansión romana y descubrió importantes leyes de la hidrostática, las poleas y la palanca.

Caracterizadas por la búsqueda en la naturaleza de los ideales de belleza y perfección plasmados en sus esculturas, las teorías griegas sufrieron un importante revés cuando, con la conquista de Mesopotamia por Alejandro Magno, los griegos tuvieron acceso a los detallados cálculos y medidas astronómicas de los caldeos. Estos datos ponían al descubierto fallos e inconsistencias en los modelos cósmicos de Aristóteles, aunque más tarde Ptolomeo logró reducir las discrepancias y dotar al sistema geocéntrico, según el cual la Tierra se hallaba en el centro del universo, de un prestigio y una aceptación ampliamente reconocidos.

La medicina griega se basó en la doctrina novedosa de atribuir causas naturales a todas las enfermedades. Hipócrates, estudioso de la anatomía y el cuerpo humano, es considerado padre de la medicina, aunque ésta alcanzó su máximo apogeo durante la época helenística alejandrina. En este ámbito destaca la personalidad de Galeno de Pérgamo, cuyos trabajos sobre fisiología lo condujeron al descubrimiento de las venas, las arterias y los nervios, a los que identificó como transmisores de la energía vital a lo largo del cuerpo.

 

Roma, el Islam y el cristianismo medieval.

 

El esplendor de la ciencia de Arquímedes y Euclides coincidió con el nacimiento del poder de Roma en el Mediterráneo. Los romanos se limitaron a conservar y reproducir los estudios griegos y se dedicaron con preferencia a resolver problemas de ingeniería y arquitectura. La decadencia y caída de su imperio supuso la práctica desaparición de la obra clásica en Europa. Por otra parte, la expansión del cristianismo, producida ya en los últimos siglos de poder romano, hizo resurgir las interpretaciones espirituales y teológicas del mundo. Tan solo los monasterios sirvieron de refugio al saber antiguo, y en ellos se realizaron copias manuscritas y comentarios de los libros salvaguardados de los saqueos de las tribus germánicas que invadieron el continente.

Fue la civilización árabe la que tomó las riendas culturales de occidente, comunicada a los reinos cristianos a través de la península ibérica. Los árabes tradujeron la obra de Aristóteles y otros filósofos, destacaron en medicina, astronomía y alquimia e inventaron el álgebra. En este contexto sobresalen las figuras de Averroes, traductor y comentarista de la obra aristotélica, y Avicena, cuyo Canon fue el texto medico básico durante toda la edad media.

La cultura cristiana medieval analizó todo el conocimiento desde un punto de vista teológico. No obstante, a pesar de la prevalencia de lo espiritual, se registraron algunos avances tecnológicos notables. Así, las investigaciones en óptica alcanzaron gran desarrollo y la utilización de nuevas máquinas -juegos de poleas, carretillas- y herramientas -mazas, cinceles, rodillos- permitieron mejorar la construcción y dar base técnica a los estilos arquitectónicos románico y gótico.

 

Revolución científica y revolución industrial.

 

La progresiva estabilización del estado como institución, el incremento de los intercambios comerciales y el perfeccionamiento de la tecnología militar son algunos de los factores que aglutinaron el interés por las realizaciones técnicas. El movimiento renacentista, primero italiano y después europeo, aportó una nueva y más completa visión de los clásicos y dio paso al humanismo, que consideraba al hombre, como imagen de Dios, capaz y digno de crear.

El prototipo de hombre creador del Renacimiento es Leonardo da Vinci, genial artista, inventor, ingeniero y experto en anatomía humana. El volumen de los nuevos conocimientos no cabía en las concepciones de los viejos esquemas, que dejaban cada vez más preguntas sin respuesta.

Era preciso establecer un nuevo modelo básico y, al mismo tiempo, una metodología que encauzara de alguna manera los estudios en la dirección adecuada. Tales medios fueron suministrados, entre otros, por Nicolás Copérnico, Galileo Galilei e Isaac Newton. Los científicos innovadores hubieron de vencer dos obstáculos principales: las ideas y el prestigio de Aristóteles, muy arraigados en el espíritu medieval, y el predominio de los principios sostenidos por el poder eclesiástico. El heliocentrismo, modelo que coloca al Sol en el centro del universo, ya había sido preconizado por Aristarco de Samos en la antigua Grecia, pero no obtuvo grandes éxitos experimentales y fue superado por el geocentrismo de Ptolomeo. Copérnico se enfrentó al mismo problema al postular su teoría heliocéntrica, aunque en esta ocasión fue secundado por los estudios y observaciones de otros astrónomos como Tycho Brahe, Johannes Kepler y Galileo, quien utilizó por primera vez el telescopio. La obra De humani corporis fabrica libri septem (1543; Siete libros sobre las estructuras del cuerpo humano), de Andreas Vesalius, aplicó un nuevo método al estudio del cuerpo humano, cuestionando algunas opiniones, hasta entonces incontrovertibles, de Galeno.

La química, que subsistía hasta entonces de la ingente cantidad de sustancias descubiertas y manejadas por los alquimistas, hubo de esperar al siglo XVIII, en el que Antoine-Laurent Lavoisier adoptó una pauta de investigacion similar.

En el siglo XVII, Isaac Newton publicó su magna obra: Philosophiae naturalis principia mathematica (1687; Principios matemáticos de la filosofía natural), en la que no sólo anunciaba las leyes fundamentales del movimiento de los cuerpos y la gravitación universal, sino que suministraba además un método de trabajo que habría de aplicarse en otros muchos campos científicos. Al mismo tiempo que Gottfried Leibniz, Newton inventó el cálculo infinitesimal, que iba a permitir a sus sucesores disponer de un valioso instrumento matemático .

El éxito de las ideas y el método newtonianos alcanzó su cenit durante el siglo XVIII cuando Charles-Augustin de Coulomb determinó para el comportamiento eléctrico de las sustancias una ley completamente análoga a la enunciada por Newton para la mecánica. Aunque tradicionalmente se ha considerado que la revolución científica y la industrial son fenómenos afines aunque diferenciados, resulta patente el estrecho vínculo que existe entre ambos hitos.

Los nuevos conocimientos se utilizaron en la fabricación de máquinas que modificaron el proceso y el funcionamiento económicos coincidiendo con un período de importantes cambios políticos.

Las ciencias biológicas experimentaron un desarrollo más lento que las puramente técnicas. No obstante, en el siglo XVIII apareció la primera clasificación rigurosa que, desde Aristóteles, se establecía entre los animales y los vegetales. En ella, el sueco Carl von Linné, conocido como Linneo, sentó las bases de las modernas taxonomía y sistemática de clasificación botánica y zoológica.

 

Atomismo, evolución y relatividad.

 

Durante el siglo XIX se produjo un nuevo enfoque de las ciencias, marcado en cierta forma por el descubrimiento del mundo microscópico y la formulación de modelos atómicos. La conexión entre las fuerzas eléctricas y magnéticas, corroborada por Hans Christian Oersted y Michael Faraday, dio paso a una teoría de la unificación de todas las interacciones de tipo físico, que se mantiene modernamente. Los procedimientos matemáticos se perfeccionaron en gran medida y permitieron la postulación de modelos teóricos complicados. James Prescott Joule y Hermann Helmholtz, entre otros, establecieron el principio de la conservación de la energía, y el mismo Helmholtz determinó la naturaleza electromagnética de la luz.

La química encontró en la teoría atómica de John Dalton y en el sistema periódico de Dmitri I. Mendeleev un principio y un método de desarrollo sólidos, y la biología se vio impulsada por los estudios de clasificación llevados a cabo por Georges Cuvier. En la misma centuria, el naturalista inglés Charles Darwin provocó una auténtica revolución, muy debatida a lo largo de los años y plenamente admitida posteriormente, con la publicación de su libro On the Origin of Species by Means of Natural Selection (1859; El origen de las especies), donde preconizó la que sería célebre teoría de la evolución. En 1838, Theodor Schwann y Matthias Jakob Schleiden sentaron las bases de la teoría celular. Poco después, Louis Pasteur y Robert Koch prepararon las primeras vacunas e iniciaron los estudios sobre la naturaleza de los gérmenes microscópicos causantes de las enfermedades. Asimismo, el siglo XIX asistió a un nuevo auge de las ciencias sociales y al nacimiento propiamente dicho de la sociología y la economía como disciplinas científicas.

El siglo XX vio la luz con el descubrimiento de la radiactividad natural por los esposos Pierre y Marie Curie y la promulgación de nuevas doctrinas revolucionarias.

El afianzamiento de la concepción evolucionista de las especies y la extensión de esta idea al conjunto del universo, junto con la teoría cuántica de Max Planck y la relatividad de Albert Einstein, han llevado a una noción no causal del cosmos, en la que el conocimiento puede adquirirse únicamente a partir de datos estadísticos, cálculos de probabilidad y conclusiones parciales. Todo ello no implica un paso atrás en la validez del método científico, ya que son evidentes los extraordinarios avances tecnológicos a que ha conducido, sino más bien un reconocimiento por parte de la ciencia de su incapacidad de dar una explicación completa y exenta de contradicciones sobre la naturaleza y origen del universo.

En tal contexto, se han registrado sustanciales avances en diversas áreas del conocimiento científico. Así, por ejemplo, en la segunda mitad del siglo XX se progresó notablemente en la experimentación de sistemas de observación de la máxima sensibilidad, como el microscopio electrónico, en el que se sustituyen las lentes de los sistemas ópticos por campos electromagnéticos y la luz por un haz de protones; o los microscopios de rayos X y de ultrasonidos, de gran poder resolutivo.

Los avances del pensamiento y de la experimentación científicos han revertido en el ámbito de la tecnología y así, se ha logrado aunar disciplinas como la automática o automatización, destinada al estudio y control de los procesos en los que no interviene el hombre de modo directo, y la informática, o conjunto de técnicas dedicadas a la sistematización automática de la información. De esta unión nacieron otras disciplinas como la robótica, que se ocupa del diseño y planificación de sistemas de manipulación teledirigida. Esta área de conocimiento halló singular aplicación, por ejemplo, en el campo de la astronáutica, y favoreció la consecución de hazañas largamente soñadas por el ser humano, como alcanzar la superficie de la Luna o realizar viajes por el espacio exterior. En el ámbito de la astronomía, significativo ejemplo del replanteamiento de las premisas en las modernas disciplinas científicas, se han ido introduciendo progresivamente conceptos de creciente complejidad, hasta crearse áreas como la astronomía de las radiaciones ultravioleta e infrarroja, las de las radiaciones x y gamma, y otras. Tales ramas se fundamentan en la profundización de los conocimientos sobre las partículas en el campo de la física nuclear y han favorecido el descubrimiento de gran profusión de fenómenos y de cuerpos celestes como los agujeros negros, objetos astrales de elevada densidad y que no emiten radiación, o los cuásares, afines a las estrellas, de tamaño proporcionalmente reducido y que emiten radiaciones de gran intensidad.

La ciencia moderna ha dedicado sus esfuerzos a la consecución de nuevos materiales y fuentes de energía alternativas al carbón y al petróleo. El perfeccionamiento de la técnica ha permitido la fabricación de semiconductores y dispositivos electrónicos que han dado lugar a las modernas computadoras. El dominio de los procesos atómicos y nucleares ha desembocado en la construcción de centrales eléctricas y diversos instrumentos de delicado manejo. Por otro lado, la aplicación de nuevas tecnologías en medicina y el mayor conocimiento del cuerpo humano y sus mecanismos han provocado una mejora importante en las condiciones de vida de los habitantes del planeta y, además, han planteado desafíos de insospechable magnitud para los racionalistas fundadores del moderno método científico. Tal es el caso, por ejemplo, de las técnicas de manipulación o ingeniería genética o de las de diagnósticos clínicos a través de imágenes tridimensionales directas del interior del organismo