La etimología de la palabra “física” indica que proviene del término griego physikós, “relativo a la naturaleza”. Así, la física es la ciencia que tiene como punto de partida el estudio y la observación de los fenómenos de la naturaleza, de los cuales intentará extraer y/o definir las leyes que la gobiernan o rigen.
Aquí también encontraremos que, además de tener como objetivo el estudio de propiedades de la materia y la energía, también buscará encontrar relaciones entre ellas.
Debe tenerse en cuenta que en la física hay un estrecho vínculo entre lo teórico y lo experimental: La puesta en práctica de experimentos para justificar una u otra teoría permite no solo perfeccionarlo (y hacer de esta práctica una actividad mucho más rigurosa), sino que de tal proceso surgen leyes, definiciones y conocimiento científico con una base mucho más fortalecida.
Como toda ciencia, también podemos considerar la forma en la que a lo largo de los siglos se ha trabajado, pensado y reflexionado. Para ello, haremos un pequeño recorrido por su historia.
Índice de temas
Breve historia sobre la física.
Nos sumergiremos, a continuación, en tres bloques generales sobre la física.
Edad Media.
Si bien el estudio de fenómenos naturales data de, por lo menos, el 3000 a.C. —con los primeros intentos por sistematizar fenómenos como el Sol, el movimiento de estrellas y otros eventos cotidianos—, avanzaremos hasta aproximadamente el siglo XIII, fines de la Edad Media.
Todo este período es comúnmente considerado por historiadores y pensadores como una época “oscura”, decadente, poco fructífera para el pensamiento. Sin embargo, si tenemos en cuenta que el período medieval va desde aproximadamente el siglo V hasta el siglo XV, podremos quizás comprender que pueda haber allí algo más que ausencia de producción de saberes. Precisamente, esto ocurrió con la física.
Contra la común creencia del oscurantismo medieval, no hay que olvidar que un elemento clave de este período fueron las escuelas monacales, el impulso educativo que diferentes reyes intentaron propiciar (con reformas educativas y clericales, como las de Carlomagno con sus reformas carolingias del siglo IX, aproximadamente), y el eventual surgimiento de universidades. Había tres grandes áreas que dominaban los estudios:
- Los estudios relacionados con la teología;
- Los relacionados con el trivium (gramática, lógica y retórica);
- Los estudios relacionados con la “filosofía natural”, que hoy conocemos como física, empiezan a cobrar importancia.
La ausencia de obras en latín hizo que se estudiaran obras que árabes y griegos habían traducido antes, con lo cual un universo de saber se abrió ante los eruditos de la época.
Uno de los más importantes avances de este tiempo tiene que ver con estudios relacionados con el movimiento de objetos (que hoy entendemos como cinemática), pero también con la visión, con la luz. Si algo caracteriza a este período es que la experimentación y observación del mundo se realizaba en “pequeña” escala: los científicos y pensadores trabajaban con artefactos, herramientas pequeñas y experimentos con los cuales resolver problemas que, si bien eran de alta complejidad, tenían una forma de comprobarse mucho más artesanal.
Roger Bacon.
De este período podemos destacar a Roger Bacon (nacido en 1214 y fallecido en 1294): fraile, naturalista y pensador inglés, es notable en la historia de esta ciencia ya que es un precursor y ferviente defensor de que el método por el cual acceder al conocimiento debía ser la experimentación (en términos científicos). Según él, nada podía ser conocido sino mediante la experiencia. Algunos de sus aportes a la física son los siguientes:
- Pensó máquinas con las cuales volar;
- Estudió y experimentó con lentes: es el primero en proponer el uso de ellos para mejorar la visión;
- Ideó artefactos para observar eclipses;
- Es reconocido por haber dejado escrita, casi cien años antes de su uso militar, una receta sobre cómo producir pólvora.
Sus ideas empezaron a hacerse conocidas, y pronto llegaron al papa Clemente IV, quien le solicitó dejase por escrito todas sus ideas, aunque murió antes de llegar a leerlas. Bacon fue acusado de brujería, encarcelado, liberado y murió poco después en el más absoluto olvido.
Física clásica: Sir Isaac Newton.
Hacia el siglo XVII, más específicamente en 1687, asistimos al evento bisagra en la historia de la física. Sir Isaac Newton (1643-1727), un filósofo, teólogo, matemático, inventor y físico inglés (para mencionar solo algunas de sus actividades). A lo largo de su vida logró no solo demostrar que los movimientos terrestres son los mismos que los de los cuerpos celestes, sino que su aporte es fundamental en el estudio y desarrollo del cálculo matemático. Hizo innumerables avances en estudios sobre óptica, y estudió, también, diferentes propiedades del sonido.
El año que mencionamos es fundamental porque publica el “Philosophiae naturalis principia mathematica” (o “Principia”), obra considerada fundamental en la historia de esta ciencia. Allí expondrá más de 20 años de estudios, experimentos e investigaciones sobre física.
Tras muchos años de conflictos públicos con personalidades de la talla de Gottfried Leibniz (1646-1716) — filósofo, lógico y matemático alemán— o Robert Hooke, astrónomo y físico inglés (1635-1703), fallecerá tras una dura enfermedad.
Leyes de Newton.
Como habíamos adelantado, la obra de Newton es fundamental dado que en ella se señalarán tres principios fundamentales de la mecánica clásica:
Ley de inercia (primera ley).
Todo objeto se mantendrá en estado de reposo (o de movimiento rectilíneo uniforme —MRU—) a no ser que un cuerpo externo actúe sobre él.
- Por ejemplo, pensemos en un grupo de personas viajando en un autobús. Si este frena de golpe, todos los pasajeros sentirán un tirón hacia adelante.
- Por el contrario, si tiramos rápidamente de un mantel ubicado debajo de un conjunto de objetos, estos no se moverán: eso es por la inercia, o tendencia de un objeto a mantenerse en reposo.
Principio fundamental de la dinámica (segunda ley).
La fuerza que se aplique sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que adquirirá.
- Pensemos, por ejemplo, en dos pelotas que sean arrojadas a igual velocidad, pero una es de tenis, y otra es de fútbol. La que se moverá a mayor velocidad es la de tenis, ya que es la más pequeña y, en consecuencia, la de menor masa.
Tercera ley: Principio de acción/reacción.
A toda acción le corresponde una reacción. Dicho de otro modo, si dos cuerpos interactúan entre sí, cada uno ejercerá fuerza en el otro, que se traducirá en sentido o dirección opuesto.
- Pensemos en dos personas dentro una piscina. Si la persona A empuja a la persona B, A también se moverá, pero en sentido opuesto.
- Otro ejemplo: si intentamos mover un mueble sentados en una silla con ruedas, el impulso de empujar al mueble nos llevará hacia atrás.
Ramas fundamentales de la física.
A continuación, detallamos algunas de las ramas más importantes de la física:
- Mecánica: parte de la física que investiga el movimiento de cuerpos. Dos ejemplos:
- Mecánica clásica, estudia cómo actúan las fuerzas ejercidas sobre un cuerpo, y también cómo se mueve este en el espacio.
- Mecánica cuántica: de igual manera, estudia partículas mucho más pequeñas, denominadas también «microobjetos» (como átomos), y cómo estos interactúan entre sí.
- Acústica: del griego akoustikós (oír), estudia cómo se producen, transmiten, reciben y propagan las ondas sonoras a través de la materia.
- Electromagnética: como indica su nombre, estudia la relación entre eléctrica y magnetismo. Durante mucho tiempo fueron estudiadas y teorizadas como dos ciencias distintas, pero eventualmente y gracias a los aportes de Michael Faraday (siglo XIX), se comprendió que eran dos manifestaciones de un mismo fenómeno.
- Termodinámica: área de la física que estudia la relación entre el calor y otras manifestaciones de energía.
- Óptica: Estudia tanto las particularidades y el comportamiento como las leyes de la luz. Interesa aquí cómo se manifiesta, cuáles son sus propiedades y, a grandes rasgos, tiene dos ramas:
- óptica física
- óptica geométrica.
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Fernández, A. M. (22 de noviembre de 2021). Definición de física. Su historia, sus ramas y figuras. Definicion.com. https://definicion.com/fisica/
