Interrelaciones de los modos de movimiento en el desarrollo del micromundo
Dialéctica de la naturaleza y la sociedad 2/
Los nexos entre las cosas se complican y caracterizan debido a la complicación de las formas del movimiento. En la historia del desarrollo de la materia se han producido tres grandes sistemas de movimientos de la materia cada una de las cuales se encuentra en un nivel superior que la anterior, y sin embargo, coexisten, complicando sus nexos. Dichos sistemas materiales son: 1) las formas de movimiento inorgánico; 2) las formas de movimiento orgánico, y 3) las formas de movimiento en la sociedad. Dichos sistemas están ligados entre sí y cada uno comprende diversas formas fundamentales de movimiento.
De entre los apuntados destacan cinco formas de movimiento: mecánico-físico, químico, biológico y social. No obstante, son muchas más formas de movimiento fundamentales, pero señalamos las anteriores sólo con carácter didáctico. Tenemos presente tres peculiaridades: 1) el principio del desarrollo histórico de la materia, que presupone la aparición de formas de movimiento más complejas originadas por otras más sencillas; 2) las peculiaridades específicas de los objetos a los que son inherentes las formas de movimiento dadas, y 3) la ley general a que están supeditados los procesos que participan de la forma del movimiento dado[1].
Cuando hablamos de formas de movimiento fundamentales no nos referimos únicamente a objetos, procesos, fenómenos, cosas concretas del mundo material, sino a conjuntos de procesos que poseen propiedades, relaciones y leyes propias de existencia, que pueden manifestarse de diferente manera pero que poseen cualidades propias y generales compartidas con otros objetos.
Los objetos más simples conocidos actualmente son las partículas elementales y los campos, desde el quark hasta los campos electromagnéticos, nucleares y gravitacionales. Sus procesos son simples no por los procedimientos para estudiarlos, sino porque poseen propiedades muy elementales en el nivel de desarrollo de la naturaleza inorgánica y fueron los primeros en aparecer , como tales, o conformarse a lo largo de cientos de miles de millones de años de existencia del universo conocido. Las formas de movimiento de las partículas elementales y campos se caracterizan por poseer desplazamiento espacial, cambios electromagnéticos, interacciones gravitacionales, reacciones nucleares y procesos en campo de vacío relativo.
El desplazamiento espacial es una de las formas más generales de movimiento existentes en la naturaleza y abarca no sólo las partículas elementales sino también los cuerpos macroscópicos. En esta forma varían los nexos espaciales (cambio de lugar, desplazamiento) y temporales de los cuerpos (relacionado con el cambio de lugar al variar el tiempo). Se manifiesta de diferentes maneras; es uniforme, rectilíneo, acelerado, giratorio, oblicuo y demás. Todas sus leyes son descritas por las leyes mecánicas y cuánticas.
Al desplazamiento espacial, comúnmente se le ha identificado con el desplazamiento mecánico, pero posee propiedades más generales. Por ejemplo, en el movimiento espacial de partículas elementales, la expansión de las interacciones en el campo electromagnético, gravitatorio y nuclear, equivalen al desplazamiento espacial de cierta materia, la cual no se asemeja a la de un movimiento mecánico de planetas, estrellas, galaxias y demás cuerpos del universo macroscópico, los cuales se mueven según leyes exactos de coordenadas e impulsos. Y este movimiento o su medición no son siempre aplicables a la de los cuerpos elementales o partículas cuánticas. En el micromundo los cuerpos no se supeditan a las leyes de la mecánica clásica sino a las propias leyes ondulatorias de la teoría cuántica.
Hablando lógicamente primero se descubrió el movimiento mecánico y luego el cuántico, pero esto se debe a la naturaleza de sus propiedades, debido a que es más fácil visualizar los fenómenos macroscópicos que los microscópicos. Históricamente se discute (y tal vez carezca la discusión de importancia) qué tiempo de movimiento apareció primero en la historia del desarrollo de la materia. Si la materia es infinita y eterna significa que en su desarrollo se fue complicando produciendo nuevas formas de movimiento a partir de una elemental, pero podría ser que dicha forma no era una sola, la mecánica, por ejemplo, sino varias formas, incluyendo a la cuántica. El Sol, por ejemplo, ¿primero tuvo movimientos cuánticos de las partículas elementales que lo conforman o bien, primero se movió sobre sí mismo y alrededor de cuerpos más grandes que él? Este es un asunto realmente interesante que nos obliga a pensar que tal vez existe otra forma de movimiento más elemental que tiene que ver con los campos y con sus procesos o, bien, con particularidades del espacio en esencia, aún que no hemos descubierto completamente.
Lo que podemos decir con el nivel de conocimientos conseguido hasta la fecha es que el universo es infinito y sus diversas regiones se hallan en distintos estadios de desarrollo. En algunas regiones predomina el movimiento de las partículas elementales, en otras, el mecánico, en otras el químico o, incluso, de materia orgánica y biológica. Globalmente en el desarrollo de la materia hay, además, rasgos del proceso de desarrollo, en unos predomina el ascendente, de lo simple a lo complejo, de lo inferior a lo superior, mientras que en otros, se produce la cadena de descendencia, de lo complejo a lo simple. En casi la mayoría de casos predomina, no obstante, la interacción de coexistencia de niveles diferentes de desarrollo y de movimiento, es decir, donde existen dos o más formas de movimiento fundamentales que coexisten, pese a que de las más simples se forman las más complejas.
Además de movimiento cuántico, las partículas elementales poseen otro tipo de movimiento: electromagnético, el cual tiene que ver con los procesos de los campos magnéticos y eléctricos, sus portadores son las partículas cargadas y el campo electromagnético, y son de extraordinaria diversidad. “Las ondas electromagnéticas emitidas por los cuerpos, empezando por las radioondas y terminando por los cuantos-gamma de gran energía, se caracterizan por la distinta frecuencia de sus oscilaciones, y debido a ello interactúan de diverso modo con las partículas y los cuerpos macroscópicos. Sin embargo, todos los procesos electromagnéticos se caracterizan por ciertos rasgos generales, que se expresan en leyes electrodinámicas únicas. La velocidad de propagación de las señales en el campo electromagnético es rigurosamente constante y no depende de la velocidad y la dirección del movimiento de la fuente emanadora”[2].
De los cuerpos microscópicos elementales y que se manifiesta en los cuerpos macroscópicos, existe la forma fundamental de movimiento de la gravedad. Ésta “caracteriza la interacción de las micropartículas (y de los campos macroscópicos) a través de los campos gravitacionales. La interacción gravitacional está descrita en forma elemental por la conocida ley de Newton, y con mayor exactitud por las leyes de la teoría general de la relatividad. Lo mismo que el campo electromagnético, la gravitacional posee una ininterrumpida distribución en el espacio y un número infinitamente grande de grados de libertad, de manera que para describirlo de un modo completo sería necesaria una relación infinita de parámetros. En este campo la difusión de las señales se efectúa por el principio de la proximidad de un punto a otro. La velocidad de propagación de las interacciones en el campo gravitacional se considera igual a su velocidad en el vacío. Sin embargo, esa velocidad no está determinada experimentalmente, sino en teoría, a base del análisis de las ecuaciones correspondientes. Los datos experimentales sobre los procesos gravitatorios son, por ahora, muy limitados, ya que se desconoce la manera de aumentar o disminuir artificialmente la tensión de los campos gravitatorios, el blindaje contra su acción, etc. Se supone que los cuantos y las partículas del campo gravitacional son los gravitones, lo mismo que los fotones lo son del campo electromagnético. Los gravitones, a diferencia de los fotones, todavía no han sido descubiertos directamente”[3].
De las partículas elementales, otra forma especial de movimiento es el nuclear. “Constituyen su contenido diversos procesos en los núcleos atómicos, en particular las interacciones de los protones y neutrones a través del campo mesónico o nuclear. Las diversas reacciones nucleares que conducen a la transformación de unos elementos químicos en otros son una manifestación del movimiento nuclear. Se supone que los portadores materiales o cuantos del campo nuclear son los mesones y neutros, partículas con una masa de 273 y 262 masas de electrones”[4].
Todas las formas fundamentales de movimiento del micromundo están interrelacionadas entre sí y, en determinadas condiciones, pueden transformarse unas en otras. Se tienen datos que las partículas se transforman entre sí bajo determinados procesos, por ejemplo, los electrones y positrones, mesones positivos y negativos pueden transformarse en cuantos de campo electromagnético, y originarse, a su vez, en determinadas condiciones a costa de fotones de gran energía. De hecho no hay alguna partícula elemental descubierta que no pueda transformarse en otra correspondiente. Estas transformaciones se han logrado teorizar y medir supeditadas a leyes de la conservación de la masa, de la energía del espín (de movimiento giratorio propio), de la cantidad de movimiento, de carga eléctrica y otras. Esta, la transformación recíproca de las partículas elementales está sujeta a leyes determinadas, razón por la cual debemos considerarla como otra forma fundamental de movimiento del micromundo (aunque aún no se hay descubierto por completo su contenido interno).
Poco a poco se van descubriendo nuevas formas de movimiento del micromundo, mismas que interesan a físicos, químicos y deberían, por ejemplo de mi caso, interesarnos a los geógrafos, ya que una de ellas es nada más ni nada menos que la existencia de unos estados especiales de vacío en los campos, es decir, aspectos rigurosamente de procesos de espacio. Dichos campos sin partículas, en los cuales el propio valor de la energía tiene un mínimo absoluto, es un estado especial de la materia y del espacio. “Los campos vacíos interactúan constantemente con electrones, protones, neutrones y otras partículas, y el resultado de esa interacción es un cierto cambio de las propiedades fundamentales de las partículas, de la carga eléctrica, de la masa, del momento magnético. Debido a la interacción de los electrones con el vacío electromagnético se produce en los átomos cierto desplazamiento de los niveles energéticos de los electrones, y los propios electrones efectúan un peculiar movimiento oscilatorio en torno de posiciones determinadas. Los procesos en los campos vacíos representan una forma especial de movimiento, posiblemente, más sencilla que las formas de movimiento de las propias partículas elementales”[5].
Es posible que un futuro se descubra y se fije en la teoría que esta forma de movimiento de la materia más pequeña sea la que da forma espacial de existencia a la materia en general, la que ocasiona todas las propiedades y relaciones espaciales de la materia. Por lo tanto, por ejemplo, en la Geografía del futuro muy lejano se extraigan las conclusiones correspondientes. No obstante, seguirá siendo vigente las teorías filosóficas de la dialéctica materialista acerca de que el espacio es una forma fundamental de existencia de la materia, puesto que con lo que se conoce hasta ahora se concluye que “en los movimientos de las micropartículas se basan todos los cambios en los cuerpos, y él es quien condiciona, a final de cuentas, todos los procesos físico-químicos conocidos. Al mismo tiempo, en ese movimiento radica, como tendencia, la posibilidad de que surjan formas de movimiento más complicadas. La interacción de las micropartículas a través de campos diversos conduce inevitablemente a la formación de núcleos atómicos y, en determinadas condiciones, de átomos y moléculas. A estos micoobjetos corresponden formas de movimiento cualitativamente nuevas”[6].