Les regles de la llei

M’agrada conèixer la història de la ciència. Aquest és un petit resum d’un dels capítols del llibre El gran disseny de Stephen Hawking

En l’antiguitat, resultava natural adscriure els  fenòmens de la naturalesa a un panteó de divinitats. Els era impossible predir els moviments dels cossos celestelgrandissenyes, l’erupció d’un volcà, terratrèmols, tempestes, epidèmies…. Això va fer que els antics inventessin déus que dominaven cada aspecte de la vida humana. Hi havia déus de tot, de l’amor, la guerra, el sol, la terra, desl rius, dels volcans, la pluja, els trons.. quan els deus estaven satisfets tot era pau, quan estaven enfadats venien sequeres, guerres i epidèmies. Així doncs es tractava de tenir sempre els déus contents.

Però poc a poc va sorgir la idea que la naturalesa segueix uns principis, i va començar el procés de substituir el regnat dels déus per les lleis de la natura que algun dia aprendríem a llegir i escriure.

La indagació científica és una cosa molt recent. L’Homo sapiens va sorgir a l’Àfrica subsahariana fa uns 200.000 anys. El llenguatge escrit començà tot juts  uns 7.000 anys a. C. (algunes de les inscripcions més antigues es refereixen a la ració diària de cervesa permesa a cada ciutadà). Segons Aristòtil (384-322 aC), va ser Tales de Milet qui formulà per primera vegada la idea que podem comprendre el món sense necessitat d’explicacions teològiques o mítiques.

S’atribuieix a Tales la primera predicció d’un eclipsi solar, el 585 aC. Tales era d’una regió anomenada la Jònia, colonitzada pels grecs que va  exercir una gran influència a la Grècia clàssica. La ciència jònica tenia un interès intens per descobrir les lleis fonamentals que expliquessin els fenòmens naturals. La seva formulació era molt racional. Però amb el pas dels segles una gran part de la ciència jònica va anar sent oblidada ino va ser resdescoberta fins molt més tard.

Sembla que la primera formulació matemàtica del que avui en diríem una llei de la naturalesa, data d’un joni anomenat Pitàgores (580-490 aC): va descobrir les relacions matemàtiques entre les longituds de les cordes emprades en els instruments musicals i les combinacions harmòniques dels sons. En el llenguatge actual diríem que la frqüència (nombre de vibracions per segon) d’una corda és inversament proporcional a la seva longitus. Si això és així, podríem dir que aquella fòrmula senzilla va ser el primer exemple del que avui coneixem com a física teòrica.

A part d’aquesta relació de Pitàgores, les úniques lleis físiques que foren conegudes pels antics van ser tres lleis formulades per Arquímedes (287-212 aC): la llei de les palanques, la llei de la flotació, i la llei de la reflexió d’un raig en un mirall. És sens dubte el físic més eminent de l’antiguitat. Però Arquímedes no les va anomenar lleis ni les va explicar basant-se en observacions, sinó que les va tractar com si fossin teoremes purament matemàtics, d’una manera molt semblant a  la que Euclides va crear per a la geometria.

La influència jònica es va difondre a d’altres pobles que varen anar veient que l’univers poseeix un ordre intern que podia ser entés mitjançant l’observació o la raó. En el que pot haver estat la primera premonició de l’evolució, Anaximandre (610-546 aC) va argumentar que, com que els nens quan neixen estan indefensos, si el primer humà hagués aparegut a la terra com un nen no hauria pogut sobreviure. Per tant, els humans haurien hagut d’evolucionar a partir d’altres animals les cries de les quals fossin més resistents.

El primer en adonar-se que existia una matèria invisible que anomenem aire i que ocupa espai va ser Empèdocles (490-430 aC) amb el seu experiment amb una clepsidra (Un cullerot foradat. Va adonar-se que si es tapaven els forats alguna cosa impedia que l’aigua entrés).

Un altre jònic, Demòcrit (460-370 aC), es va preguntar què passava quan es trenca un objecte en fragments. I va proposar que la matèria, inclosos els sers vius, no podia descomposar-se eternament, i que estava composada per unes partícules que no podrien ser descomposades en parts més petites. Les va anomenar “àtoms”. Demòcrit creia que tots els processos materials són fruit de col·lisions atòmiques. Tots els àtoms es mouen en l’espai i, tret que siguin pertorbats, es mouen indefinidament cap endavant. Actualment aquesta és la llei de la inèrcia.

Un dels últims científics jònics, Aristarc (310-230 aC) va predir que les persones som tan sols habitants ordinaris de l’univers, i no uns éssers especials que vivim en el seu centre. A partir de les dades observades en un eclipsi de lluna a partir d’una anàlisi geomètrica complicada, va deduir que el Sol havia de ser molt més gran que la Terra. Va ser la primera persona que va sostenir que la Terra no era el centre de l’univers ja que els objectes petits havien de girar al voltant dels més grans, i per tant aquesta girava al voltant del Sol.

Els jonis foren una de les moltes escoles de filosofia grega antiga, però aquesta visió jònica de la naturalesa, és a dir, que aquesta por ser explicada mitjançant lleis generals i reduïda a un conjunt senzill de principis, només va exercir una influència durant uns pocs segles. Les teories jòniques no deixaven lloc als Déus, profundament incòmodes per a molts pensadors grecs com ho són encara avui per a molta gent.

El filòsof Epicur (341-270 aC) es va oposar a l’atomisme argumentant que “val més seguir els mites sobre els Déus que no pas convertir-se en un esclau del destí”. També Aristòtil va refusar el concepte d’àtom perquè no podia acceptar que els humans estiguessin fets d’objectes inerts i sense ànima.

La idea jònica que l’univers no està centrat en els humans va caure en l’oblit i no va ser recuperada i acceptada fins a Galileu, vint segles més tard.

La noció que les lleis de la naturalesa havien de ser obeïdes intencionàdament reflexteix la prioritat dels antics pel per què abans que pel com. Aristòtil va refusar la idea d’una ciència basada en l’observació. Cal tenir en compte però, que els càlculs matemàtics eres molt difícils. La notació en base decimal,  tant convenient per els càlculs aritmètics, data tan sols del S. VII, provinent dels hindús. Els signes + i – van haver d’esperar fins al S. XV, i el signe igual i els rellotges capaços de mesurar el temps en segons no existirien abans del S. XVI

Aristòtil però, no considerava que els problemes de mesura i càlcul fossin cap impediment per desenvolupar una física capaç d’arribar a fer prediccions quantitatives. Va vestir la seva física sobre principis que l’atreien intel·lectualment, descartant els fets que considerava poc atractius. Per exemple la seva teoria del moviment especificava que els cossos pesants cauen amb una velocitat constant proporcional al seu pes. Per explicar que els objectes adquireixen velocitat a mesura que van caient, va inventar un nou principi, dient que els cossos estan més contents i, per tant, s’acceleren a mesura que s’acosten a la seva posició de repòs.

El concepte modern de lleis de la natura no apareix fins el S.XVII. Tot i que qui va emprar de manera explícita i rigorosa el concepte de llei de la natura tal com l’entenem avui va ser René Descartes (1596-1650). Va afirmar que les lleis de la natura eren vàlides a tot arreu i en cada instant i va establir que l’obediència a aquestes lleis no implica pas que els cosses tenen ments.

Quan aquesta creença renovada en l’existència de lleis va anar guanyant autoritat, van sorgir nous intents de reconciliar-la amb el concepte de Déu. Segons Descartes, Déu podia alterar voluntàriament la veritat o falsetat de les proposicions ètiques o dels teoremes matemàtics, però no la natura. Descartes va afirmar que un cop Déu ha posat el món en marxa el deixa funcionar per si mateix.

newtonIsaac Newton va adoptar una posició semblant. Va aconseguir una acceptació molt àmplia del concepte modern de llei científica amb les seves tres lleis del moviment i la llei de la gravetat. De fet aquestes lleis encara són ensenyades i utilitzades per arquitectes i enginyers.

En la ciència moderna, les lleis de la natura són formulades en termes matemàtics. Poden ser exactes o aproximades, però cal haver constatat que es compleixen sense excepció, si no de forma totalment universal, sí sota un conjunt estipulat de condicions. Per exemple, actualment sabem que les lleis de Newton han de ser modificades si els objectes es desplacen amb velocitats properes a la de la llum. Tot i així, considerem que continuen sent lleis perquè es compleixen amnb un bon grau d’aproximació en les condicions de la vida corrent.

Anuncis
Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s