La física aristotélica es la forma de filosofía natural descrita en las obras del filósofo griego Aristóteles (384–322 a. C.). En su obra Física , Aristóteles pretendió establecer principios generales de cambio que gobiernan todos los cuerpos naturales, tanto vivos como inanimados, celestes y terrestres, incluyendo todo movimiento (cambio con respecto al lugar), cambio cuantitativo (cambio con respecto al tamaño o número), cambio cualitativo y cambio sustancial (" llegar a ser " [llegar a existir , 'generación'] o "dejar de existir" [ya no existir, 'corrupción']). Para Aristóteles, la "física" era un campo amplio que incluía temas que ahora se llamarían filosofía de la mente , experiencia sensorial , memoria , anatomía y biología . Constituye la base del pensamiento subyacente a muchas de sus obras .
Los conceptos clave de la física aristotélica incluyen la estructuración del cosmos en esferas concéntricas, con la Tierra en el centro y esferas celestes a su alrededor. La esfera terrestre estaba formada por cuatro elementos , a saber, tierra, aire, fuego y agua, sujetos al cambio y la descomposición. Las esferas celestes estaban formadas por un quinto elemento, un éter inmutable . Los objetos hechos de estos elementos tienen movimientos naturales: los de tierra y agua tienden a caer; los de aire y fuego, a elevarse. La velocidad de dicho movimiento depende de sus pesos y de la densidad del medio. Aristóteles argumentó que no podría existir un vacío ya que las velocidades se volverían infinitas.
Aristóteles describió cuatro causas o explicaciones del cambio tal como se observa en la Tierra: las causas materiales, formales, eficientes y finales de las cosas. En lo que respecta a los seres vivos, la biología de Aristóteles se basó en la observación de las clases naturales, tanto las clases básicas como los grupos a los que pertenecían. No realizó experimentos en el sentido moderno, sino que se basó en la acumulación de datos, procedimientos de observación como la disección y la formulación de hipótesis sobre las relaciones entre cantidades mensurables como el tamaño corporal y la esperanza de vida.
La naturaleza es en todas partes causa del orden. [1]
— Aristóteles, Física VIII.1
Aunque son coherentes con la experiencia humana común, los principios de Aristóteles no se basaban en experimentos cuantitativos controlados, por lo que no describen nuestro universo de la manera precisa y cuantitativa que ahora se espera de la ciencia. Los contemporáneos de Aristóteles, como Aristarco, rechazaron estos principios en favor del heliocentrismo , pero sus ideas no fueron ampliamente aceptadas. Los principios de Aristóteles eran difíciles de refutar simplemente mediante la observación cotidiana casual, pero el desarrollo posterior del método científico desafió sus puntos de vista con experimentos y mediciones cuidadosas, utilizando tecnología cada vez más avanzada, como el telescopio y la bomba de vacío .
Al reivindicar la novedad de sus doctrinas, los filósofos naturales que desarrollaron la «nueva ciencia» del siglo XVII contrastaban frecuentemente la física «aristotélica» con la suya propia. La física del primer tipo, según afirmaban, enfatizaba lo cualitativo a expensas de lo cuantitativo, descuidaba las matemáticas y su papel apropiado en la física (particularmente en el análisis del movimiento local), y se apoyaba en principios explicativos tan sospechosos como las causas finales y las esencias «ocultas». Sin embargo, en su Física, Aristóteles caracteriza la física o la «ciencia de la naturaleza» como perteneciente a las magnitudes ( megethê ), el movimiento (o «proceso» o «cambio gradual» –kinêsis ) y el tiempo ( chronon ) ( Phys III.4 202b30–1). De hecho, la Física se ocupa en gran medida de un análisis del movimiento, particularmente del movimiento local, y de los otros conceptos que Aristóteles cree que son necesarios para ese análisis. [2]
— Michael J. White, "Aristóteles sobre el infinito, el espacio y el tiempo" en Blackwell Companion to Aristotle
Existen claras diferencias entre la física moderna y la aristotélica, siendo la principal el uso de las matemáticas , en gran medida ausentes en Aristóteles. Sin embargo, algunos estudios recientes han reevaluado la física de Aristóteles, destacando tanto su validez empírica como su continuidad con la física moderna. [3]
Aristóteles dividió su universo en "esferas terrestres", que eran "corruptibles" y donde vivían los humanos, y esferas celestiales móviles pero por lo demás inmutables .
Aristóteles creía que cuatro elementos clásicos componen todo en las esferas terrestres: [6] tierra , aire , fuego y agua . [a] [7] También sostenía que los cielos están hechos de un quinto elemento especial, ingrávido e incorruptible (es decir, inmutable), llamado " éter ". [7] El éter también tiene el nombre de "quintaesencia", que significa, literalmente, "quinto ser". [8]
Aristóteles consideraba que la materia pesada, como el hierro y otros metales, estaba formada principalmente por el elemento tierra, con una cantidad menor de los otros tres elementos terrestres. Creía que otros objetos más ligeros tenían menos tierra en su composición que los otros tres elementos. [8]
Los cuatro elementos clásicos no fueron inventados por Aristóteles, sino por Empédocles . Durante la Revolución científica , se descubrió que la antigua teoría de los elementos clásicos era incorrecta y fue reemplazada por el concepto empíricamente probado de elementos químicos .
Según Aristóteles, el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas están incrustados en " esferas de cristal " perfectamente concéntricas que giran eternamente a velocidades fijas. Debido a que las esferas celestiales son incapaces de cualquier cambio excepto la rotación, la esfera terrestre de fuego debe dar cuenta del calor, la luz de las estrellas y los meteoritos ocasionales . [9] La esfera lunar más baja es la única esfera celestial que realmente entra en contacto con la materia terrestre cambiante del orbe sublunar , arrastrando el fuego y el aire enrarecidos por debajo a medida que gira. [10] Al igual que el æthere (αἰθήρ) de Homero , el "aire puro" del Monte Olimpo , era la contraparte divina del aire respirado por los seres mortales (άήρ, aer ). Las esferas celestes están compuestas por un elemento especial , el éter , eterno e inmutable, cuya única capacidad es un movimiento circular uniforme a una velocidad determinada (relativo al movimiento diurno de la esfera más externa de estrellas fijas).
Las " esferas de cristal " concéntricas, etéreas y unidas que llevan el Sol, la Luna y las estrellas se mueven eternamente con un movimiento circular inmutable. Las esferas están incrustadas dentro de esferas para dar cuenta de las "estrellas errantes" (es decir, los planetas , que, en comparación con el Sol, la Luna y las estrellas, parecen moverse erráticamente). Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno son los únicos planetas (incluidos los planetas menores ) que eran visibles antes de la invención del telescopio, por lo que no se incluyen Neptuno y Urano, ni ningún asteroide . Más tarde, la creencia de que todas las esferas son concéntricas fue abandonada en favor del modelo deferente y epiciclo de Ptolomeo . Aristóteles se somete a los cálculos de los astrónomos con respecto al número total de esferas y varias cuentas dan un número cercano a cincuenta esferas. Se supone un motor inmóvil para cada esfera, incluido un "motor primario" para la esfera de estrellas fijas . Los motores inmóviles no empujan las esferas (ni podrían hacerlo, siendo inmateriales y adimensionales) sino que son la causa final del movimiento de las esferas, es decir, lo explican de un modo similar a la explicación "el alma se conmueve por la belleza".
A diferencia del eterno e inmutable éter celestial , cada uno de los cuatro elementos terrestres son capaces de transformarse en cualquiera de los dos elementos con los que comparten una propiedad: por ejemplo, el frío y húmedo ( agua ) puede transformarse en caliente y húmedo ( aire ) o el frío y seco ( tierra ). Cualquier cambio aparente de frío y húmedo a caliente y seco ( fuego ) es en realidad un proceso de dos pasos , ya que primero cambia una de las propiedades, luego la otra. Estas propiedades se predican de una sustancia real en relación con el trabajo que es capaz de hacer; el de calentar o enfriar y el de desecar o humedecer. Los cuatro elementos existen solo con respecto a esta capacidad y en relación con algún trabajo potencial. El elemento celestial es eterno e inmutable, por lo que sólo los cuatro elementos terrestres explican el "surgimiento" y la "desaparición" o, en términos de Sobre la generación y la corrupción (Περὶ γενέσεως καὶ φθορᾶς) de Aristóteles, la "generación" y la "corrupción".
La explicación aristotélica de la gravedad es que todos los cuerpos se mueven hacia su lugar natural. Para los elementos tierra y agua, ese lugar es el centro del universo ( geocéntrico ); [11] el lugar natural del agua es una capa concéntrica alrededor de la Tierra porque la Tierra es más pesada; se hunde en el agua. El lugar natural del aire es igualmente una capa concéntrica que rodea a la del agua; las burbujas se elevan en el agua. Finalmente, el lugar natural del fuego es más alto que el del aire pero debajo de la esfera celeste más interna (que lleva la Luna).
En el Libro Delta de su Física (IV.5), Aristóteles define el topos (lugar) en términos de dos cuerpos, uno de los cuales contiene al otro: un "lugar" es donde la superficie interna del primero (el cuerpo contenedor) toca el cuerpo contenido. Esta definición siguió siendo dominante hasta principios del siglo XVII, a pesar de que había sido cuestionada y debatida por los filósofos desde la antigüedad. [12] La crítica temprana más significativa fue realizada en términos de geometría por el polímata árabe del siglo XI al-Hasan Ibn al-Haytham ( Alhazen ) en su Discurso sobre el lugar . [13]
Los cuerpos terrestres se elevan o descienden, en mayor o menor medida, según la proporción de los cuatro elementos que los componen. Por ejemplo, la tierra, el elemento más pesado, y el agua, caen hacia el centro del cosmos; por lo tanto, la Tierra y, en su mayor parte, sus océanos, ya se habrán detenido allí. En el extremo opuesto, los elementos más ligeros, el aire y, especialmente, el fuego, se elevan y se alejan del centro. [14]
Los elementos no son sustancias propiamente dichas en la teoría aristotélica (o en el sentido moderno de la palabra), sino abstracciones que se utilizan para explicar las distintas naturalezas y comportamientos de los materiales reales en términos de proporciones entre ellos.
El movimiento y el cambio están estrechamente relacionados en la física aristotélica. El movimiento, según Aristóteles, implicaba un cambio de potencialidad a acto . [15] Dio ejemplos de cuatro tipos de cambio, a saber, cambio en la sustancia, en la calidad, en la cantidad y en el lugar. [15]
Aristóteles propuso que la velocidad a la que dos objetos de forma idéntica se hunden o caen es directamente proporcional a sus pesos e inversamente proporcional a la densidad del medio a través del cual se mueven. [16] Al describir su velocidad terminal , Aristóteles debe estipular que no habría límite con el que comparar la velocidad de los átomos que caen a través del vacío (podrían moverse indefinidamente rápido porque no habría un lugar particular para que se detuvieran en el vacío). Sin embargo, ahora se entiende que en cualquier momento antes de alcanzar la velocidad terminal en un medio relativamente libre de resistencia como el aire, se espera que dos de esos objetos tengan velocidades casi idénticas porque ambos experimentan una fuerza de gravedad proporcional a sus masas y, por lo tanto, han estado acelerando casi al mismo ritmo. Esto se hizo especialmente evidente a partir del siglo XVIII, cuando comenzaron a realizarse experimentos de vacío parcial , pero unos doscientos años antes Galileo ya había demostrado que los objetos de diferentes pesos llegan al suelo en tiempos similares. [17]
Aparte de la tendencia natural de las exhalaciones terrestres a elevarse y de los objetos a caer , el movimiento no natural o forzado de un lado a otro resulta de la colisión turbulenta y el deslizamiento de los objetos, así como de la transmutación entre los elementos ( Sobre la generación y la corrupción ). Aristóteles formuló este principio como: "Todo lo que se mueve es movido por algo más. (Omne quod moventur ab alio movetur.)" Cuando cesa la causa, también cesa el efecto. La causa, según Aristóteles, debe ser un poder (es decir, una fuerza) que impulsa al cuerpo mientras el agente externo permanezca en contacto directo. Aristóteles continuó diciendo que la velocidad del cuerpo es directamente proporcional a la fuerza impartida e inversamente proporcional a la resistencia del medio en el que tiene lugar el movimiento. Esto da la ley en la notación actual.
Esta ley presentaba tres dificultades que Aristóteles conocía. Esta ley presentaba tres dificultades que Aristóteles conocía. La primera es que si la potencia impartida es menor que la resistencia, entonces en realidad no moverá el cuerpo, pero la relación de Aristóteles dice lo contrario. Segunda, ¿cuál es la fuente del aumento de la potencia impartida necesaria para aumentar la velocidad de un cuerpo en caída libre? Tercera, ¿cuál es la potencia impartida que mantiene un proyectil en movimiento después de que abandona el agente de proyección? Aristóteles, en su libro Física, Libro 8, Capítulo 10, 267a 4, propuso la siguiente solución al tercer problema en el caso de una flecha disparada. La cuerda del arco o la mano imparten un cierto "poder de ser un motor" al aire en contacto con ella, de modo que esta fuerza impartida se transmite a la siguiente capa de aire, y así sucesivamente, manteniendo así la flecha en movimiento hasta que la potencia se disipa gradualmente.
En su Física, Aristóteles examina los accidentes (συμβεβηκός, symbebekòs ) que no tienen otra causa que el azar: «No hay ninguna causa determinada para un accidente, sino sólo el azar (τύχη, týche ), es decir, una causa indefinida (ἀόριστον, aóriston )» ( Metafísica V, 1025a25).
Es evidente que hay principios y causas que son generables y destructibles aparte de los procesos mismos de generación y destrucción; pues si esto no es así, todo será por necesidad; es decir, si debe haber necesariamente alguna causa, que no sea accidental, de lo que se genera y se destruye. ¿Será esto o no? Sí, si esto sucede; en caso contrario, no ( Metafísica VI, 1027a29).
Aristóteles argumenta contra los indivisibles de Demócrito (que difieren considerablemente del uso histórico y moderno del término " átomo "). Como un lugar sin nada existente en él o dentro de él, Aristóteles argumentó contra la posibilidad de un vacío o vacío. Como creía que la velocidad del movimiento de un objeto es proporcional a la fuerza que se aplica (o, en el caso del movimiento natural, el peso del objeto) e inversamente proporcional a la densidad del medio, razonó que los objetos que se mueven en un vacío se moverán indefinidamente rápido y, por lo tanto, todos y cada uno de los objetos que rodean el vacío lo llenarán inmediatamente. El vacío, por lo tanto, nunca podría formarse. [18]
Los " vacíos " de la astronomía moderna (como el Vacío Local adyacente a nuestra propia galaxia ) tienen el efecto opuesto: en última instancia, los cuerpos descentrados son expulsados del vacío debido a la gravedad del material exterior. [19]
Según Aristóteles, existen cuatro maneras de explicar las aitia o causas del cambio. Escribe que “no tenemos conocimiento de una cosa hasta que hayamos comprendido su porqué, es decir, su causa”. [20] [21]
Aristóteles sostenía que había cuatro tipos de causas. [21] [22]
La causa material de una cosa es aquello de lo que está hecha. En el caso de una mesa, puede ser la madera; en el de una estatua, el bronce o el mármol.
"En cierto modo decimos que la aición es aquello de lo que, en cuanto existente, algo llega a ser, como el bronce para la estatua, la plata para la redoma y sus géneros" (194b2 3—6). Por "géneros", Aristóteles se refiere a formas más generales de clasificar la materia (por ejemplo, "metal"; "material"); y eso será importante. Un poco más adelante, amplía el alcance de la causa material para incluir letras (de sílabas), fuego y los demás elementos (de cuerpos físicos), partes (de totalidades) e incluso premisas (de conclusiones: Aristóteles reitera esta afirmación, en términos ligeramente diferentes, en An. Post II. 11). [23]
— RJ Hankinson, "La teoría de la física" en Blackwell Companion to Aristotle
La causa formal de una cosa es la propiedad esencial que la hace ser lo que es. En el libro A de la Metafísica , Aristóteles destaca que la forma está estrechamente relacionada con la esencia y la definición . Dice, por ejemplo, que la razón 2:1, y el número en general, es la causa de la octava .
«Otra [causa] es la forma y el ejemplar: ésta es la fórmula (logos) de la esencia (to ti en einai) , y sus géneros, por ejemplo la razón 2:1 de la octava» ( Phys 11.3 194b26—8)... La forma no es sólo figura... Nos preguntamos (y ésta es la conexión con la esencia, particularmente en su formulación aristotélica canónica) qué es ser algo. Y es una característica de los armónicos musicales (observada y admirada por primera vez por los pitagóricos) que los intervalos de este tipo exhiban de hecho esta razón en alguna forma en los instrumentos utilizados para crearlos (la longitud de los tubos, de las cuerdas, etc.). En cierto sentido, la razón explica lo que todos los intervalos tienen en común, por qué resultan iguales. [24]
— RJ Hankinson, "Causa" en Blackwell Companion to Aristotle
La causa eficiente de una cosa es el agente primario por el cual su materia tomó su forma. Por ejemplo, la causa eficiente de un bebé es un padre de la misma especie y la de una mesa es un carpintero, que conoce la forma de la mesa. En su Física II, 194b29—32, Aristóteles escribe: "existe aquello que es el originador primario del cambio y de su cesación, como el deliberante que es responsable [sc. por la acción] y el padre del niño, y en general el productor de la cosa producida y el cambiador de la cosa cambiada".
Los ejemplos que Aristóteles ofrece aquí son instructivos: un caso de causalidad mental y otro de causalidad física, seguidos de una caracterización perfectamente general. Pero ocultan (o, en cualquier caso, no logran hacer patente) una característica crucial del concepto aristotélico de causalidad eficiente, que sirve para distinguirlo de la mayoría de los homónimos modernos. Para Aristóteles, cualquier proceso requiere una causa eficiente que opere constantemente mientras continúe. Este compromiso aparece con mayor claridad a los ojos modernos en la discusión que hace Aristóteles sobre el movimiento de proyectiles: ¿qué mantiene al proyectil en movimiento después de que sale de la mano? "Impetus", "momentum", y mucho menos "inercia", no son respuestas posibles. Debe haber un motor, distinto (al menos en algún sentido) de la cosa movida, que esté ejerciendo su capacidad motriz en cada momento del vuelo del proyectil (véase Phys . VIII. 10 266b29—267a11). De modo similar, en cada caso de generación animal, siempre hay algo responsable de la continuidad de esa generación, aunque pueda hacerlo por medio de algún instrumento interviniente ( Phys II.3 194b35—195a3). [24]
— RJ Hankinson, "Causas" en Blackwell Companion to Aristotle
La causa final es aquello por cuyo bien algo se realiza, su fin o propósito teleológico: para una semilla que germina, es la planta adulta, [25] para una bola en lo alto de una rampa, es detenerse en el fondo, para un ojo, es ver, para un cuchillo, es cortar.
Los objetivos tienen una función explicativa: esto es algo común, al menos en el contexto de las atribuciones de acciones. Menos común es la opinión defendida por Aristóteles de que la finalidad y el propósito se encuentran en toda la naturaleza, que para él es el reino de aquellas cosas que contienen en sí mismas principios de movimiento y reposo (es decir, causas eficientes); por lo tanto, tiene sentido atribuir propósitos no sólo a las cosas naturales en sí mismas, sino también a sus partes: las partes de un todo natural existen para el bien del todo. Como el propio Aristóteles señala, las locuciones "para el bien de" son ambiguas: " A es para el bien de B " puede significar que A existe o se lleva a cabo para producir B ; o puede significar que A es para el beneficio de B ( An II.4 415b2—3, 20—1); pero ambos tipos de finalidad tienen, piensa él, un papel crucial que desempeñar en contextos naturales, así como deliberativos. Así, el hombre puede ejercitarse para conservar su salud, y por eso la "salud", y no sólo la esperanza de alcanzarla, es la causa de su acción (esta distinción no es trivial). Pero los párpados son para el ojo (para protegerlo: PA II.1 3) y el ojo para el animal en su conjunto (para ayudarlo a funcionar correctamente: cf. An II.7). [26]
— RJ Hankinson, "Causas" en Blackwell Companion to Aristotle
Según Aristóteles, la ciencia de los seres vivos procede reuniendo observaciones sobre cada tipo natural de animal, organizándolas en géneros y especies (las differentiae en Historia de los animales ) y luego pasando a estudiar las causas (en Partes de los animales y Generación de los animales , sus tres principales obras biológicas). [27]
Las cuatro causas de la generación animal pueden resumirse de la siguiente manera: la madre y el padre representan la causa material y eficiente, respectivamente. La madre proporciona la materia a partir de la cual se forma el embrión, mientras que el padre proporciona el agente que informa esa materia y desencadena su desarrollo. La causa formal es la definición del ser sustancial del animal ( GA I.1 715a4: ho logos tês ousias ). La causa final es la forma adulta, que es el fin en aras del cual se produce el desarrollo. [27]
— Devin M. Henry, "La generación de los animales" en Blackwell Companion to Aristotle
Los cuatro elementos constituyen los materiales uniformes como la sangre, la carne y los huesos, que son en sí mismos la materia de la que se crean los órganos no uniformes del cuerpo (por ejemplo, el corazón, el hígado y las manos) "que a su vez, como partes, son materia para el cuerpo que funciona como un todo ( PA II. 1 646a 13—24)". [23]
Hay una cierta economía conceptual evidente en la idea de que, en los procesos naturales, las cosas constituidas naturalmente simplemente buscan realizar en plena actualidad los potenciales que contienen (de hecho, eso es lo que las hace naturales); por otra parte, como los detractores del aristotelismo a partir del siglo XVII no tardaron en señalar, esta economía se logra a expensas de cualquier contenido empírico serio. El mecanicismo, al menos tal como lo practicaban los contemporáneos y predecesores de Aristóteles, puede haber sido explicativamente inadecuado, pero al menos fue un intento de dar una explicación general en términos reductivos de las conexiones legales entre las cosas. La simple introducción de lo que los reduccionistas posteriores se burlarían como "cualidades ocultas" no explica; simplemente, a la manera del famoso chiste satírico de Molière, sirve para volver a describir el efecto. El lenguaje formal, o eso se dice, es vacío.
Sin embargo, las cosas no son tan sombrías como esto. En primer lugar, no tiene sentido intentar dedicarse a la ciencia reduccionista si no se tienen los medios, empíricos y conceptuales, para hacerlo con éxito: la ciencia no debería ser simplemente metafísica especulativa sin fundamento. Pero más que eso, hay un sentido en describir el mundo en términos tan cargados de teleología: da sentido a las cosas de una manera que las especulaciones atomistas no lo hacen. Y además, el discurso de Aristóteles sobre las formas de las especies no es tan vacío como sus oponentes insinuarían. No dice simplemente que las cosas hacen lo que hacen porque ese es el tipo de cosas que hacen: el objetivo de su biología clasificatoria, ejemplificada más claramente en PA , es mostrar qué tipos de funciones van con qué, cuáles presuponen qué y cuáles están subordinadas a qué. Y en este sentido, la biología formal o funcional es susceptible de un tipo de reduccionismo. Empezamos, nos dice, con los tipos básicos de animales que todos reconocemos preteóricamente (aunque no de manera irrevocable) (cf. PA I.4): pero luego pasamos a mostrar cómo se relacionan sus partes entre sí: por qué, por ejemplo, sólo las criaturas con sangre tienen pulmones, y cómo ciertas estructuras en una especie son análogas u homólogas a las de otra (como las escamas en los peces, las plumas en las aves, el pelo en los mamíferos). Y las respuestas, para Aristóteles, se encuentran en la economía de funciones, y en cómo todas ellas contribuyen al bienestar general (la causa final en este sentido) del animal. [28]— RJ Hankinson, "Las relaciones entre las causas" en Blackwell Companion to Aristotle
Según Aristóteles, la percepción y el pensamiento son similares, aunque no exactamente iguales, en el sentido de que la percepción se ocupa únicamente de los objetos externos que actúan sobre nuestros órganos sensoriales en un momento dado, mientras que podemos pensar sobre cualquier cosa que elijamos. El pensamiento se ocupa de formas universales , en la medida en que las hemos comprendido con éxito, basándonos en nuestro recuerdo de haber encontrado instancias de esas formas directamente. [29]
La teoría de la cognición de Aristóteles se apoya en dos pilares centrales: su explicación de la percepción y su explicación del pensamiento. Juntas, constituyen una parte significativa de sus escritos psicológicos, y su análisis de otros estados mentales depende críticamente de ellas. Además, estas dos actividades se conciben de manera análoga, al menos en lo que respecta a sus formas más básicas. Cada actividad es desencadenada por su objeto; es decir, cada una de ellas tiene que ver con lo mismo que la produce. Esta explicación causal simple explica la fiabilidad de la cognición: la percepción y el pensamiento son, en efecto, transductores que aportan información sobre el mundo a nuestros sistemas cognitivos, porque, al menos en sus formas más básicas, tienen que ver infaliblemente con las causas que los producen ( An III.4 429a13–18). Otros estados mentales más complejos están lejos de ser infalibles. Pero siguen estando ligados al mundo, en la medida en que se basan en el contacto inequívoco y directo que la percepción y el pensamiento disfrutan con sus objetos. [29]
— Victor Caston, "Fantasía y pensamiento" en Blackwell Companion To Aristotle
La teoría aristotélica del movimiento fue objeto de críticas y modificaciones durante la Edad Media . Las modificaciones comenzaron con Juan Filópono en el siglo VI, quien aceptó en parte la teoría de Aristóteles de que "la continuación del movimiento depende de la acción continua de una fuerza", pero la modificó para incluir su idea de que un cuerpo lanzado también adquiere una inclinación (o "fuerza motriz") para alejarse de lo que lo hizo moverse, una inclinación que asegura su movimiento continuo. Esta virtud impresa sería temporal y autoconsumante, lo que significa que todo movimiento tendería hacia la forma del movimiento natural de Aristóteles.
En El libro de la curación (1027), el erudito persa del siglo XI Avicena desarrolló la teoría filoponea hasta convertirla en la primera alternativa coherente a la teoría aristotélica. Las inclinaciones en la teoría aviceniana del movimiento no eran fuerzas autoconsumidoras sino permanentes cuyos efectos se disipaban solo como resultado de agentes externos como la resistencia del aire, lo que lo convirtió en "el primero en concebir un tipo permanente de virtud impresa para el movimiento no natural". Tal automovimiento ( mayl ) es "casi lo opuesto a la concepción aristotélica del movimiento violento del tipo de proyectil, y recuerda más bien al principio de inercia , es decir, la primera ley del movimiento de Newton ". [30]
El hermano mayor de los Banū Mūsā , Ja'far Muhammad ibn Mūsā ibn Shākir (800-873), escribió El movimiento astral y La fuerza de atracción . El físico persa, Ibn al-Haytham (965-1039) discutió la teoría de la atracción entre los cuerpos. Parece que era consciente de la magnitud de la aceleración debida a la gravedad y descubrió que los cuerpos celestes "eran responsables de las leyes de la física ". [31] Durante su debate con Avicena , al-Biruni también criticó la teoría aristotélica de la gravedad, en primer lugar por negar la existencia de la levedad o gravedad en las esferas celestes ; y, en segundo lugar, por su noción de que el movimiento circular es una propiedad innata de los cuerpos celestes . [32]
Hibat Allah Abu'l-Barakat al-Baghdaadi (1080-1165) escribió al-Mu'tabar , una crítica de la física aristotélica donde negó la idea de Aristóteles de que una fuerza constante produce un movimiento uniforme, ya que se dio cuenta de que una fuerza aplicada continuamente produce aceleración , una ley fundamental de la mecánica clásica y un presagio temprano de la segunda ley de movimiento de Newton . [33] Al igual que Newton, describió la aceleración como la tasa de cambio de velocidad . [34]
En el siglo XIV, Jean Buridan desarrolló la teoría del ímpetu como alternativa a la teoría aristotélica del movimiento. La teoría del ímpetu fue precursora de los conceptos de inercia y momento en la mecánica clásica. [35] Buridan y Alberto de Sajonia también hacen referencia a Abu'l-Barakat al explicar que la aceleración de un cuerpo que cae es el resultado de su ímpetu creciente. [36] En el siglo XVI, Al-Birjandi discutió la posibilidad de la rotación de la Tierra y, en su análisis de lo que podría ocurrir si la Tierra estuviera rotando, desarrolló una hipótesis similar a la noción de Galileo de "inercia circular". [37] La describió en términos de la siguiente prueba observacional :
“La roca, ya sea grande o pequeña, caerá a la Tierra siguiendo la trayectoria de una línea perpendicular al plano ( sath ) del horizonte; esto se puede comprobar por experiencia ( tajriba ). Y esta perpendicular se aleja del punto tangente de la esfera de la Tierra y del plano del horizonte percibido ( hissi ). Este punto se mueve con el movimiento de la Tierra y, por lo tanto, no habrá diferencia en el lugar de caída de las dos rocas”. [38]
El reinado de la física aristotélica, la primera teoría especulativa de la física conocida, duró casi dos milenios. Después del trabajo de muchos pioneros como Copérnico , Tycho Brahe , Galileo , Kepler , Descartes y Newton , se aceptó generalmente que la física aristotélica no era ni correcta ni viable. [8] A pesar de esto, sobrevivió como una actividad académica hasta bien entrado el siglo XVII, hasta que las universidades modificaron sus planes de estudio.
En Europa, la teoría de Aristóteles fue desacreditada convincentemente por primera vez por los estudios de Galileo. Usando un telescopio , Galileo observó que la Luna no era completamente lisa, sino que tenía cráteres y montañas, contradiciendo la idea aristotélica de la Luna lisa incorruptiblemente perfecta. Galileo también criticó esta noción teóricamente; una Luna perfectamente lisa reflejaría la luz de manera desigual como una bola de billar brillante , de modo que los bordes del disco de la luna tendrían un brillo diferente al punto donde un plano tangente refleja la luz solar directamente al ojo. Una luna rugosa refleja en todas las direcciones por igual, lo que da lugar a un disco de brillo aproximadamente igual que es lo que se observa. [39] Galileo también observó que Júpiter tiene lunas , es decir, objetos que giran alrededor de un cuerpo distinto de la Tierra, y notó las fases de Venus, lo que demostró que Venus (y, por implicación, Mercurio) viajaba alrededor del Sol, no de la Tierra.
Según la leyenda, Galileo dejó caer bolas de distintas densidades desde la Torre de Pisa y descubrió que las más ligeras y las más pesadas caían casi a la misma velocidad. En realidad, sus experimentos se realizaron utilizando bolas que rodaban por planos inclinados, una forma de caída lo suficientemente lenta como para poder medirla sin instrumentos avanzados.
En un medio relativamente denso como el agua, un cuerpo más pesado cae más rápido que uno más ligero. Esto llevó a Aristóteles a especular que la velocidad de caída es proporcional al peso e inversamente proporcional a la densidad del medio. A partir de su experiencia con objetos que caen en el agua, concluyó que el agua es aproximadamente diez veces más densa que el aire. Al pesar un volumen de aire comprimido, Galileo demostró que esto sobreestima la densidad del aire por un factor de cuarenta. [40] A partir de sus experimentos con planos inclinados, concluyó que si se descuida la fricción , todos los cuerpos caen a la misma velocidad (lo que tampoco es cierto, ya que no solo la fricción sino también la densidad del medio en relación con la densidad de los cuerpos tiene que ser insignificante. Aristóteles notó correctamente que la densidad del medio es un factor, pero se centró en el peso corporal en lugar de la densidad. Galileo descuidó la densidad del medio, lo que lo llevó a la conclusión correcta para el vacío).
Galileo también formuló un argumento teórico para sustentar su conclusión. Preguntó si dos cuerpos de distinto peso y distinta velocidad de caída están atados con una cuerda: ¿el sistema combinado cae más rápido porque ahora es más masivo o el cuerpo más ligero, en su caída más lenta, retiene al cuerpo más pesado? La única respuesta convincente es ninguna de las dos: todos los sistemas caen al mismo ritmo. [39]
Los seguidores de Aristóteles sabían que el movimiento de caída de los cuerpos no era uniforme, sino que aumentaba su velocidad con el tiempo. Como el tiempo es una cantidad abstracta, los peripatéticos postularon que la velocidad era proporcional a la distancia. Galileo estableció experimentalmente que la velocidad es proporcional al tiempo, pero también planteó un argumento teórico según el cual la velocidad no podía ser proporcional a la distancia. En términos modernos, si la velocidad de caída es proporcional a la distancia, la expresión diferencial para la distancia y recorrida después del tiempo t es:
con la condición de que Galileo demostrara que este sistema permanecería en constante movimiento. Si una perturbación pusiera al sistema en movimiento de algún modo, el objeto ganaría velocidad exponencialmente en el tiempo, no linealmente. [40]
En 1971, David Scott, de pie sobre la superficie de la Luna, repitió el famoso experimento de Galileo al dejar caer una pluma y un martillo de cada mano al mismo tiempo. En ausencia de una atmósfera sustancial, los dos objetos cayeron y golpearon la superficie de la Luna al mismo tiempo. [41]
La primera teoría matemática convincente de la gravedad –en la que dos masas se atraen entre sí mediante una fuerza cuyo efecto disminuye según el cuadrado inverso de la distancia entre ellas– fue la ley de gravitación universal de Newton . Esta, a su vez, fue sustituida por la teoría general de la relatividad de Albert Einstein .
Los estudiosos modernos difieren en sus opiniones sobre si la física de Aristóteles estaba suficientemente basada en observaciones empíricas para calificar como ciencia, o si se derivaba principalmente de la especulación filosófica y, por lo tanto, no satisface el método científico . [42]
Carlo Rovelli ha argumentado que la física de Aristóteles es una representación precisa y no intuitiva de un dominio particular (el movimiento en fluidos) y, por lo tanto, es tan científica como las leyes del movimiento de Newton , que también son precisas en algunos dominios mientras que fallan en otros (es decir, la relatividad especial y general ). [42]
a ^ Aquí, el término "Tierra" no se refiere al planeta Tierra , que la ciencia moderna considera compuesto por una gran cantidad de elementos químicos . Los elementos químicos modernos no son conceptualmente similares a los elementos de Aristóteles; el término "aire", por ejemplo, no se refiere al aire respirable .
