Grant - Física Medieval

IV. LA FÍSICA DEL MOVIMIENTO1

ya hemos resumido el trasfondo intelectual e histórico que sirve de fundamento a la introducción de la ciencia y la filosofía aristotélicas y el subsiguiente efecto de ese formidable conjunto de conocimientos sobre el pensamiento medieval. En este capítulo y en el siguiente intentaremos descubrir y sintetizar ciertos aspectos de la física y la cosmología medievales a medida que éstas se desarrollaron dentro del amplio marco de la ciencia aristotélica.

Hasta su resolución en el siglo xvii algunos de los problemas más fundamentales de la historia de la física derivaban de intentos de explicación de por qué, por ejemplo, una piedra lanzada al aire se proyectaba al principio hacia arriba a una velocidad desacelerada y luego, después de una aparente detención momentánea, descendía a la tierra con una velocidad acelerada. Fue probablemente Aristóteles quien inicialmente concibió el problema en estos términos y denominó al movimiento ascendente de la piedra movimiento violento o antinatural y al trayecto descendente movimiento natural. Ambos tipos fueron clasificados bajo la categoría más general de movimiento local, o cambio de lugar o posición, lo que constituía uno de los cuatro tipos de cambio que Aristóteles distinguía en la región terrestre del universo que se extendía desde la Tierra hasta la esfera de la Luna. Los otros tres tipos que formaban parte del estudio de la física terrestre eran el cambio de sustancia (como cuando un tronco se transforma en ceniza al quemarse), cambio de cualidad (como cuando algo cambia de color), y el aumento o disminución en cantidad. Estos tres cambios no se producían en la región que se extiende desde la esfera lunar hacia afuera, hasta la esfera de las estrellas fijas, que representaban los límites extremos del universo esférico finito. Aquí no existía la materia sublunar ordinaria compuesta de cuatro elementos (tierra, agua, aire y fuego). Se presumía que un quinto y divino elemento, el éter, llenaba este vasto espacio supralunar, formando la sustancia de todos los cuerpos celestes. Su divinidad quedaba demostrada por su inmunidad a todo cambio, excepto el movimiento. Sólo el movimiento natural de un tipo especial se producía en la región celeste, puesto que los planetas y las estrellas rotaban eternamente en esferas físicas que giraban sobre trayectorias circulares uniformes. De este modo Aristóteles dividió nítidamente al universo en una región terrestre o sublunar, y en otra supralunar o celeste. Los tipos de materia y su comportamiento diferían radicalmente en cada caso. De los cuatro tipos de cambio de la física aristotélica, los problemas asociados con el movimiento local constituyeron puntos claves en la historia de la física.

La solución general de estos problemas en los siglos xvi y xvii dio origen a una nueva física y a una revolución científica que destruyó y remplazó a la física y la cosmología aristotélicas que habían predominado durante tan largo tiempo. Pero mucho antes del surgimiento de la nueva física, prevaleció en la Edad Media un considerable descontento con las explicaciones de Aristóteles, que fueron sometidas a dura crítica. Ya sea que la crítica medieval pueda considerarse parte de una tradición persistente de antiaristotelismo que se extiende desde alrededor del 1300 hasta el siglo xvii, o ya sea que se considere como algo radicalmente diferente de los ataques antiaristotélicos más importantes que se inician con Galileo, la física medieval es digna de estudio por mérito propio y constituye un capítulo significativo de la historia de la ciencia. A fin de hacerlo inteligible presentaremos en primer término una breve exposición de los rasgos conceptuales básicos de la física aristotélica en tanto que centrado en el problema del movimiento local. Aunque Aristóteles abordó frecuentemente el tema del movimiento local, en ninguna de sus obras conocidas se plantea su tratamiento sistemático e integral. El siguiente resumen se basa en exposiciones dispersas en varias de sus obras, especialmente en su Física y en De los cielos. La división aristotélica del movimiento terrestre en natural y violento se originó probablemente en observaciones prima facie. Al caer de lo alto algunos cuerpos —trátese, por ejemplo, de piedras— se observaba que recorrían trayectorias rectas hacia el centro de la Tierra, lo que se consideraba como coincidente con el centro geométrico de un universo esférico. Otros cuerpos, tales como el fuego o el humo, parecían siempre elevarse hacia la esfera lunar. Dado que era factible observar, con base en la experiencia, que los cuerpos que caían naturalmente hacia el centro de la Tierra eran más pesados que los que se elevaban, Aristóteles dedujo que, en ausencia de un impedimento, un cuerpo pesado o terrestre descendía naturalmente en línea recta hacia el centro de la Tierra. De este modo el centro de la Tierra —o más precisamente, el centro geométrico del universo— constituía el lugar natural de todos los cuerpos pesados. Inversamente, los cuerpos livianos se elevaban naturalmente en línea recta hacia la esfera lunar, la que se concebía como su lugar natural. Todos estos movimientos naturales, ascendentes o descendentes, se calificaban como movimientos acelerados.

Aristóteles aportó importantes explicaciones teóricas en relación con estas observaciones de carácter aproximativo. De Empédocles y Platón adoptó el punto de vista de que todas las cosas del mundo sublunar estaban compuestas de cuatro elementos básicos: tierra, aire, agua y fuego. En los hechos la materia de todo cuerpo terrestre podía en realidad ser considerada como un compuesto de proporciones variadas de los cuatro elementos, simultáneamente. Los cuerpos que caían naturalmente hacia el centro de la Tierra se comportaban de ese modo porque su elemento predominante era pesado; los que se elevaban naturalmente tenían un elemento predominantemente liviano. La tierra era considerada absolutamente pesada porque caía hacia el centro del planeta toda vez que se hallaba por encima del lugar natural de la tierra, ya sea con referencia al agua, al aire o a la región ígnea situada por encima del aire. El fuego era concebido como absolutamente liviano, más aún, carente de peso, y estando libre de obstáculos siempre se elevaba desde las regiones inferiores hacia su lugar natural por encima del aire y por debajo de la esfera lunar. El agua y el aire eran elementos intermedios que sólo poseían pesadez y liviandad relativas. Cuando estaba situada por debajo de su lugar natural en algún punto dentro de la Tierra, el agua se elevaba naturalmente; pero situada por encima de su lugar natural, en el aire o el fuego, el agua caía. El aire, sin embargo, caía cuando estaba situado en el lugar natural del fuego, pero se elevaba cuando estaba en la tierra o en el agua.

Tres pares de antagonistas desempeñaban un papel significativo en la interpretación aristotélica de la estructura del mundo terrestre o sublunar. Dichos pares pueden ser esquematizados como sigue:

Centro geométrico del universo

(o de la Tierra)

Abajo

Pesadez absoluta

(tierra)

Estos antagonistas servían de elementos limitativos virtuales de la difusa descripción aristotélica del movimiento de los cuerpos. La columna de la izquierda nos indica que un cuerpo absolutamente liviano (el fuego) se elevaría naturalmente en forma rectilínea hacia la esfera lunar, mientras que la columna de la derecha nos informa que un cuerpo absolutamente pesado caería naturalmente en línea recta en dirección del centro de la Tierra. Aunque Aristóteles sabía que la tierra era más densa que el aire y el agua, hubiese sin embargo negado que este hecho fuera capaz de explicar de modo alguno la caída de una piedra a través del aire o del agua. Una piedra cae únicamente porque es absolutamente pesada. El fuego no se eleva a su lugar natural cercano a la superficie de la esfera lunar por ser menos denso que la tierra, el agua y el aire, sino más bien porque es absolutamente liviano. En realidad el fuego ni siquiera posee peso en su propio lugar natural, de modo que si el aire situado debajo de él fuera eliminado, ni caería ni se movería hacia abajo. Si examinamos la historia de la física en forma retrospectiva no sería exagerado argumentar que la introducción aristotélica de la noción de pesadez y liviandad —la segunda equivalente a la de ingravidez— significó un obstáculo importante al progreso de la física, aunque Aristóteles la consideraba un avance significativo comparado con el punto de vista de Platón y los atomistas, quienes habían atribuido peso a todas las cosas y para quienes la noción de peso era un concepto relativo.

Aunque era "natural" que los cuerpos pesados, por ejemplo las piedras, cayeran a su lugar natural en la Tierra cuando eran desplazados, Aristóteles fue inducido a ofrecer una explicación causal para este fenómeno. Postuló como principio fundamental que toda entidad capaz de moverse, ya sea animada o inanimada, es a su vez impulsada por otra cosa. Por lo tanto era inferible que un impulsor o fuerza impulsora era teóricamente distinguible del objeto impulsado. Así. en objetos animados, por ejemplo animales, el impulsor era el alma, y el cuerpo del animal, el objeto impulsado; en el movimiento celeste o planetario, el impulsor era la inteligencia celeste y el objeto impulsado era el orbe físico del planeta. En ambos casos, el impulsor y el objeto impulsado eran distinguibles pero no estaban física o espacialmente separados el uno del otro. Sin embargo, en el movimiento violento y natural de los objetos inanimados el impulsor y el ente impulsado eran físicamente diferenciables.

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