La clave de Galileo

En un pasaje de La física, aventura del pensamiento, de Einstein, A. y Ehfeld, L., editado el 5 de marzo de 1.958 en la ciudad de Buenos Aires por Losada y traducido por el Dr. D. Rafael Grinfeld, dice lo siguiente un pasaje del primer capítulo, de nombre “Génesis y ascensión del punto de vista mecánico”:

La clave de Galileo

Supongamos que un hombre que conduce un carrito en una calle horizontal deje de repente de empujarlo. Sabemos que el carrito recorrerá cierto trayecto antes de parar. Nos preguntamos: ¿será posible aumentar este trayecto, y cómo? La experiencia diaria nos enseña que ello es posible y nos indica varias maneras de hacerlo: por ejemplo, engrasando el eje de las rueda y haciendo más liso el camino. El carrito irá más lejos cuanto más fácilmente giren las ruedas y cuanto más pulido sea el camino. Pero, ¿qué significa engrasar o aceitar los ejes de las ruedas y alisar el camino? Esto: significa que se han disminuido las influencias externas. Se han aminorado los efectos de lo que se llama roce o fricción, tanto en las ruedas como en el camino. En realidad, esto constituye ya una interpretación teórica, hasta cierto punto arbitraria, de lo observado. Un paso adelante más y habremos dado con la verdadera clave del problema. Para ello imaginemos un camino perfectamente alisado y ruedas sin roce alguno. En tal caso no habría causa que se opusiera al movimiento y el carrito se movería eternamente.

A esta conclusión se ha llegado imaginando un experimento ideal que jamás podrá verificarse, ya que es imposible eliminar toda influencia externa. La experiencia idealizada dio la clave que constituyó la verdadera fundamentación de la mecánica del movimiento.

Comparando los dos métodos expuestos, se puede decir que: Intuitivamente, a mayor fuerza corresponde mayor velocidad; luego, la velocidad de un cuerpo nos indicará si sobre él actúan o no fuerzas exteriores. Según la clave descubierta por Galileo, si un cuerpo no es empujado o arrastrado, en suma, si sobre él no actúan fuerzas exteriores, se mueve uniformemente, es decir, con una velocidad constante y en línea recta. Por lo tanto, la velocidad de un cuerpo no es indicio de que sobre él obren o no fuerzas exteriores. La conclusión de Galileo, que es la correcta, la formuló, una generación después Newton, con el nombre de principio de inercia. Es generalmente una de las primeras leyes de la física que aprendemos de memoria en los colegios, y muchos la recordarán. Dice así:

Un cuerpo en reposo, o en movimiento, se mantendrá en reposo, o en movimiento rectilíneo y uniforme, a menos que sobre él actúen fuerzas exteriores que lo obliguen a modificar dichos estados.

Acabamos de ver que la ley de inercia no puede inferirse directamente de la experiencia, sino mediante una especulación del pensamiento coherente con lo observado. El experimento ideal no podrá jamás realizarse, a pesar de que nos conduce a un entendimiento profundo de las experiencias reales.

Varias consideraciones y consecuencias se desprenden de este experimento imaginario y a su través es posible establecer rigurosamente los contrastes más vivos entre Aristóteles y Galileo. Todo puede resumirse en los siguientes puntos:

  1. El roce puede ser considerado como un agente causante del detenimiento del objeto, pero no forzosamente como el único ni el decisivo. La suposición de que un objeto material se detiene por causa del roce es nada más que eso: una suposición que no es posible confirmar mediante experimento real alguno. No está contra la experiencia ni contra la razón suponer que si un objeto se para es porque la fuerza que lo impulsaba ha dejado de actuar y no porque el medio le sirva de obstáculo para continuar, como pensó Galileo. De ahí extrajo lo que él llamó verdadera realidad del movimiento.
  2. Este experimento mental fue aceptado por Galileo, pero no lo habría sido en modo alguno por Aristóteles, para quien la velocidad aumenta en proporción inversa a la disminución del roce. Si el roce disminuyera absolutamente, la velocidad sería infinita, lo que es absurdo. Por tanto el espacio vacío infinito no puede existir.
  3. Las consecuencias de la actitud de Aristóteles habrían sido (y siguen siendo para muchas personas amarradas al sentido común):
    3.1.  Si un cuerpo se mueve a velocidad constante, sobre él actúa una fuerza constante.
    3.2.  Si un cuerpo aminora su velocidad, es porque sobre él ha dejado de actuar una fuerza.
    3.3.  Si un cuerpo acelera, una fuerza mayor que la anterior actúa sobre él. Si la aceleración es constante, la fuerza es creciente.
    3.4.  Es imposible la formulación del principio de gravitación universal, porque el movimiento planetario no es rectilíneo por naturaleza, sino circular, debido a que es el único movimiento regular que puede darse en un universo finito.
  1. Los efectos inmediatos de la actitud de Galileo fueron:
    4.1.  Si un cuerpo se mueve a velocidad constante, sobre él no actúa ninguna fuerza.
    4.2.  Si un cuerpo aminora su velocidad, es porque sobre él, en sentido contrario a su trayectoria, ha actuado una fuerza. Si la aminoración es constante, la fuerza también lo es.
    4.3.  Si un cuerpo acelera, sobre él ha actuado una fuerza. Si la aceleración es constante, la fuerza también lo es.
    4.4.  El movimiento natural de un cuerpo es el de la línea recta, por lo que los movimientos planetarios, que son curvos, requieren una explicación, pues sobre ellos deben estar actuando fuerzas que impiden que su trayectoria sea rectilínea. Esta exigencia permitió a Newton formular el principio de gravitación universal.
  1. Puesto que no es posible decidir qué interpretación es verdadera, ya que el experimento que nos lo indicaría es irrealizable, tanto en opinión del uno como del otro, el principio filosófico de la economía de pensamiento exige que se adopte la más sencilla y, al mismo tiempo, la que explique mejor y más completamente los casos observables.
  2. Puesto que el espacio vacío es un concepto procedente de una ciencia no empírica, la geometría, para aplicarlo a la comprensión de la experiencia, la nueva ciencia de Galileo debe entenderse como una corroboración empírica del matematicismo.
  3. Mientras que en Aristóteles interesaba saber el lugar natural de un cuerpo, del animal, del hombre…, en la nueva concepción de las cosas que se origina con la ciencia moderna carecen de interés el final de movimiento y su origen. Teleología y origen son preguntas que tal vez conserven su contenido cuando se las refiere al hombre, que así corre el riesgo de quedar separado del resto de la naturaleza. A ello conduce inevitablemente la división de las cualidades en primarias y secundarias y el desprecio por las últimas. Descartes será el encargado de consumar este proceso.

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