Ideas de la estructura de la materia en la Edad Media y Moderna

Estructura de la materia 3/

Luego de las ideas brillantes de la los antiguos sabios acerca de la estructura de la materia, ésta quedó interrumpida por muchos siglos, siglos de oscurantismo. Sólo quedaron la fe que se basaba en la anticuada Biblia y las ideas que quedaron luego de despojar a Aristóteles de sus conclusiones materialistas y ateas. Así, pues, el pensamiento más “avanzado” eran estas ideas de Aristóteles, copiadas y reproducidas como la verdad objetiva.

Además de los cuatro elementos clásicos, negando el atomismo antiguo, Aristóteles admitía cierta sustancia inmaterial, el éter, del que están formados los cuerpos celestes y los seres sobrenaturales que rigen la naturaleza. Estas ideas prevalecieron hasta el siglo XVII en una Europa decadente por la ardiente fe religiosa. Hasta que gracias a los trabajos experimentales y teóricos de Gassendi, Boyle, Galileo, Newton, Lomonósov y otros, el atomismo fue revivido y se aplicó a la Física y la Química. En estas primeras épocas del Renacimiento el atomismo mostraba científicamente las peculiaridades de los fenómenos calóricos y químicos, mientras que el continuismo aseguraba que en la materia existían “fluidos imponderables” de tipo eléctrico, calórico y luminoso.

Pero el atomismo no resolvía las contradicciones sobre la continuidad y discreción del espacio y del tiempo. Aseguraba que los átomos se combinaban de modo directo, igual que sostenían los antiguos, por el choque de los mismos en el espacio vacío, bien mediante su enlace mecánico a través de “ganchos” y “salientes”. Su contradicción es evidente y favorece el punto de vista continuista. Si la interacción de los átomos se produce sólo por contacto directo, para explicar su interdependencia tendrían que suponer los atomistas que la materia tiene estructura continua y sólida, dado que sólo en este caso todos los cuerpos están en contacto directo. Los atomistas no estaban dispuestos a ceder en su lucha contra el continuismo, porque el atomismo se desarrolló en contraposición a las teorías que proponían la continuidad y solidez de la materia. Por lo tanto, la aceptación del vacío hacía caer en contradicción lógica a los atomistas, puesto que el vacío no es, ni podría ser, ningún elemento de ligazón directa entre los átomos y por lo tanto, su teoría caía en verdaderas contradicciones lógicas y científicas.

Por eso sugirieron que las interacciones entre los átomos no sólo se producían por contacto directo sino, a la vez, por medio de las fuerzas que actuaban a distancia. Por tal motivo, durante los siglos XVII y XVIII los atomistas formularon y desarrollaron las teorías de las fuerzas eléctricas, magnéticas y gravitatorias. Incluso se elaboraron leyes mecánicas de la electricidad, interacciones gravitatorias, electrostáticas y magnéticas. Esto constituyó, sin duda, un gran avance de la ciencia. Pero no tardó en aparecer una nueva contradicción o falta de explicación: ¿cómo se transmitían las fuerzas mencionadas de unos cuerpos a otros? Para esta cuestión se plantearon dos respuestas lógicas: bien reconocer que las fuerzas interatómicas actuaban a través del vacío, bien rechazar en general la idea del espacio vacío y admitir que las fuerzas interatómicas se transmitían a través de cierto medio universal que llena todo el espacio. De estas explicaciones surgieron dos teorías opuestas: la teoría de la acción a larga distancia a través del vacío, y la teoría de la acción a corta distancia, según la cual las fuerzas se expanden a través de un medio material intermediario: el éter universal. O sea, el éter es el que llena el espacio interatómico, como recipiente.

Dichas teorías adolecían de lógica científica. “La teoría de la acción a larga distancia, que partía tácitamente del reconocimiento de una velocidad infinita de expansión de las fuerzas de unos cuerpos a otros, se basaba en la contraposición metafísica de los átomos y de un cierto vacío absoluto a través del cual actuaban las fuerzas eléctricas, magnéticas y de gravitación que se desplazaban momentáneamente por el espacio vacío, determinando su objetivo final gracias a la providencia divina. Para muchos materialistas resultaba más natural suponer que la interacción se efectúa a través de un medio –el éter- de un punto a otro. Por esta razón, en los siglos XVII y XVIII toma gran incremento la teoría del éter, a cuyo desarrollo contribuyó singularmente Descartes”[1].

En apariencia la teoría del éter era una nueva etapa de desarrollo de la atomística, porque desechaba la existencia del vacío interatómico. El espacio, por fin, era concebido como lleno de materia interatómica con el éter, además que explicaba la acción a distancia. Así, se creyó que estaba resuelto el problema del espacio acerca de su continuidad y discontinuidad. Esta teoría fue aplicada a la Física y la Astronomía, pero para hacerla coherente al éter tuvo que atribuirle propiedades verdaderamente extraordinarias. Por ejemplo, había que considerarlo como un medio imponderable e idealmente líquido, que no ofreciera resistencia alguna a los cuerpos y fuerzas que se movían a través de él. También debía atribuírsele una continuidad absoluta, puesto que si cabía un vacío o discontinuo en él las fuerzas entre los cuerpos no se producirían como sucede. Entonces, en la Física se construyó un modelo de un algo indeterminado, un sistema de referencia en reposo absoluto, en dependencia del cual se mueven todos los cuerpos. Incluso, el concepto de espacio, el espacio real carecía de existencia puesto que era mejor llamarlo éter y materia al éter y a los corpúsculos atomarios. Y pronto surgió la contradicción, pues el éter proporcionaba sólo ideas abstractas generales y cualitativas, mientras que, por ejemplo, la ley de la gravitación universal, expresaba acciones concretas y cuantitativas correspondientes con la realidad observable y medible.

Surgió la polémica acerca de la acción a distancia. Muchos materialistas la aseguraban mientras que el propio Newton la negaba. “Los mejores atomistas se basaban en la suposición de que existían elementos discretos de la materia, pero no insistían en su absoluta indivisibilidad. Más aún, algunos de ellos, como, por ejemplo, Descartes y Newton, admitían la posibilidad de que los átomos se dividiesen en partículas todavía menores, es decir, admitían una cierta continuidad en la estructura de la materia, el espacio y el tiempo. Los átomos, según Newton, son indivisos relativamente tan sólo para las fuerzas químicas. Pero si se actúa sobre ellos con fuerzas considerablemente mayores, pueden en principio dividirse en partículas todavía más pequeñas, que a su vez son complejas, etc. A medida que se pasa de un grado de estructura de la materia a otro, más profundo, disminuye el volumen que ocupan las partículas. ‘Imaginemos –escribía Newton en la Óptica- que los corpúsculos de los cuerpos están distribuidos de forma que los intervalos o espacios vacíos entre ellos equivalen a todos ellos por su magnitud, que los corpúsculos pueden estar constituidos por otros corpúsculos más pequeños y el espacio vacío entre ellos es igual a la magnitud de esos corpúsculos más pequeños, y que, de la misma manera, esos corpúsculos más pequeños están formados, a su vez, por otros todavía menores, que todos juntos, por su tamaño, equivalen a los poros o espacios vacíos entre ellos… Si existen cinco grados de esa estructura, habrá en el cuerpo 31 veces más poros que partes sólidas. Con seis grados, habrá en el cuerpo 63 veces más espacio que partes sólidas, y así hasta el infinito’. De esa forma, según Newton, al pasar a partículas cada vez más pequeñas, el espacio vacío será aproximadamente de dos a la ene menos un superior al volumen de lo lleno, si consideramos el índice de la potencia ene como grado de las últimas partículas. Para los corpúsculos del sexto grado, el volumen del espacio vacío es en dos a la ene menos uno o sea igual a 63 veces superior al volumen de lo lleno. Para corpúsculos de vigésimo orden, el espacio vacío será un millón de veces mayor que lo lleno y para el centésimo grado la relación de los objetos se expresará con un número de treinta ceros. Con el infinito fraccionamiento de la materia el espacio resulta lleno de materia infinitamente minúscula. La esencia final de la materia es el espacio absolutamente vacío, que Newton calificaba de ‘sensorio de Dios’”[2].

Leibniz por su parte introduce el término metafísico de “mónada”, semejante a los átomos, pero de naturaleza diferente e indivisa. El espacio para él no es la forma real y objetiva de existencia de la materia, sino cierta representación subjetiva combinada. La “monadología de Leibniz fue vivamente combatida por muchos científicos. Lomonósov (1711-1765) le hizo objeto de una crítica bien argumentada, señalando que su idea básica y lo que se refiere a la inextensión de los elementos fundamentales de la materia es mística e inaceptable en absoluto”[3]. Para Lomonósov la extensión es una propiedad imprescindible del cuerpo, sin la cual deja de ser cuerpo, ya que en ello radica casi toda la fuerza de su definición; por lo tanto, es completamente superflua la discusión sobre las partículas inextensas del cuerpo extenso[4].

Para Lomonósov, como para casi todos los atomistas, los átomos son indivisos, carentes de estructura interna y por lo tanto, desconoce al espacio continuo y acepta el vacío. Como sabemos ello conlleva una contradicción que no se ha salvado desde esta perspectiva. Los átomos indivisos, invariables y carentes de estructura, por tanto, debían ser partículas puntuales y carentes de extensión. Esto, en todas las etapas históricas siempre quiso ser aprovechada por los idealistas, pero casi siempre sus argumentos carecían de objetividad, por lo que siempre fueron desechados por inexactos.

No obstante, la atomística tuvo grandes usos en la Química y a partir de ella se descubrieron varias leyes de la igualdad química y eléctrica; no obstante, en cuanto a una explicación global de la estructura espacial y temporal de la materia, aún dejaba mucho qué desear.