7/24/2019 Feynman 01

1/41

1

RICHARD P. FEYNMAN

RECORRIENDO SU OBRA

Por Eduardo IVORRA

1. MOTIVACIN PARA ESCRIBIR

El motivo de este, mi segundo paper acerca de temas cientficos, apunta aescarbar en cierta bibliografa de un fsico terico neoyorquino ya desaparecido,quien aparentemente, e intento confirmarlo a travs de las lecturas de algunas desus obras, fue uno de los ms importantes de este siglo, habiendo sido comparadocon hombres de la magnitud de Albert Einstein.

Richard P. Feynman, premio Nobel de Fsicaen 1965

"Por su trabajo en la electrodinmica cuntica, conamplias consecuencias en la fsica de las partculaselementales"

En realidad mi inters por saber y leermas acerca de su persona y sustrabajos, surgen de algunas de susideas ms filosficas que cientficas las

cuales a m me han llamado laatencin. Tambin me intereso por sutarea como maestro de algo tancomplejo como es la ciencia. A pesar deesta complejidad, pudo crear un mbitode gran cario por parte de susalumnos, lo cual, a mi criterio, hablamuy bien de la persona, porque a pesarde su grado superior de conocimientos,esto no lo ha inhibido para que puedahumildemente comunicarse con otros yensear.

Nuevamente, debo aclarar que estetrabajo ser una recopilacin deaquellas ideas y conceptos, muchos deestos cientficos, que a m me impactan.Intentare que los mismos tengan unailacin conceptual, que permita al quelea este trabajo adquirir o reforzarciertos conocimientos acerca de lostemas que aqu se desarrollaran.

Es decir este escrito tendr mas las caractersticas de un ensayo cientfico, que deuna novela o historia de vida. Siempre por supuesto sujeto a mis limitaciones, no

solo acerca de mi comprensin de los conceptos cientficos, sino tambin de mishabilidades como escritor.

7/24/2019 Feynman 01

2/41

2

La bibliografa a partir de la cual encaro este intento es la siguiente:

El carcter de la Ley Fsica. R.P. Feynman.The pleasure of finding things out. R.P. Feynman.QED. The strange theory of light and matter. R.P.Feynman.

Six easy pieces. R.P.Feynman.Six not-so-easy pieces. R.P.Feynman.Are you joking Mr. Feynman?R.P.FeynmanThe Meaning of It All.R.P.Feynman

2.INTRODUCCIN:

2.1. El comportamiento de la NaturalezaLo primero que captura mi inters y tambin admiracin por la persona de RichardP. Feynman, fue lo que el mismo expresa en su libro QED (QuantumElectrodynamic). Este libro surgi a partir del inters que tenia la mujer de unamigo de Feynman por conocer y saber que es lo que los fsicos tericos estudian.Dado que esta persona- Alix G. Mautner- tenia una carrera en Literatura inglesa,sus posibilidades de captar el rigor cientfico y el lenguaje matemtico de la fsicaeran tal vez nulas. No obstante esto, Feynman, menciona en este libro su interspor poder acercar a personas comunes todo aquello que hace a sus quehaceres y

conocimientos cientficos, aquellas cosas que los fsicos han podido conocer acercade cmo se comporta la Naturaleza. La parte donde Feynman dice quedar colgadopor lo locas de las ideas, es lo que para el es lo mas interesante: la mecnicacuntica. Es as que le dice a su amiga su intencin de preparar algunas clases olecciones que por supuesto le tomaran mas de una hora explicarlas, acerca de estetema. Se lanza en este proyecto con unas lecciones que luego presento y expusoen Nueva Zelanda donde las mismas resultaron exitosas. Estas fueron luegorecopiladas en el libro mencionado.

Feynman aclara que lo que intenta explicar no es aquello que aun no se conoce, esdecir no har una elucubracin de algo que ronda en su cabeza, sino que hablarade lo que si se conoce y se ha comprobado totalmente, porque dice que esto es

maravilloso.

Si bien ms adelante se desarrolla el tema especifico de estas lecciones acerca dela interaccin de la luz con la materia (los electrones), quiero aqu ir al ncleo de loque me fascino de Feynman. l le dice en la introduccin a su audiencia que si bienya saben de lo que se trataran las charlas, surge la pregunta si entendern algo delo que se diga. Agrega tambin que lo que l expondr es lo que ensea a susalumnos en el tercero o cuarto ao de la escuela para graduados. Cmo podrnentonces entender, siendo que nadie tiene conocimientos cientficos avanzados? Larespuesta es simple: no entendern mucho o tal vez nada...!!, pero no debenpreocuparse porque tampoco los alumnos entienden, y esto se debe a que elmaestro-Feynman- tampoco entiende: Nobody does!!! dice Feynman.

Llegado a este punto Feynman se extiende acerca del concepto de entender. Unopuede no entender porque el lenguaje utilizado es malo, o porque se usen palabras

7/24/2019 Feynman 01

3/41

3

cuyos conceptos cientficos sean diferentes al que entiende el comn de la gente,tales como energa, o accin, o trabajo, o incluso luz. Pero la razn ms profundadel no entendimiento, habindose superadas las causas anteriores, reside en que sibien Feynman esta describiendo COMO la Naturaleza trabaja, no es posibleentender el PORQUE trabaja de esa manera. Eso es lo que nadie puede entender, elporque del comportamiento de la Naturaleza en una manera peculiar. Esto es un

misterio. A mi personalmente esto me fascino porque en el mundo actual pareceraque todo aquello que es un misterio, sobre todo en materia religiosa, debe serdescartado, no es verdadero porque la razn no lo puede comprender. Que uncientfico de la magnitud de Feynman, describa as el significado de un misterio, meparece maravilloso, sobre todo cuando el mismo se declara agnstico o mas biencontrario a la religin que no acepta la duda.

Finalmente Feynman, continua diciendo que a partir de la descripcin de cmo laNaturaleza trabaja, podr ser que muchos no lo crean, no lo acepten y por lo tantoinconscientemente cierren sus odos impidiendo as entender lo que si esentendible. En ese aspecto esto es parte del aprendizaje cientfico: no importa siuna teora a uno le gusta o le disgusta, o si es entendible o no, o razonable desde

el sentido comn, lo que importa es si la misma puede predecir resultados queluego concuerden con los experimentos. Pues bien la teora denominadaelectrodinmica cuntica QED, describe la Naturaleza como absurda desde el puntode vista del sentido comn, pero sus predicciones son asombrosamente exactas.Por eso Feynman remata, espero que puedan ACEPTAR la Naturaleza tal cual Ellaes: absurda!!.

Un detalle que para mi no es menor, a lo largo de este trabajo que aqu menciono,cuando Feynman se refiere a la Naturaleza lo hace en mayscula, como nombrepropio. Notable!!

2.2. Ciencia y Religin

El segundo punto que capturo mi inters acerca de la personalidad de Feynman essu discusin acerca de la relacin entre ciencia y religin. Su razonamiento estabasado en lo que el considera central para la religin que es la creencia en Dios,mencionando que si bien no tiene estadsticas considera que mas de la mitad de loscientficos no cree en Dios. Para Feynman el problema esta en hacer consistente lacreencia en la ciencia con la creencia en Dios, y a pesar de que esta consistencia esalgo difcil de lograr, no es imposible. A partir de esta premisa de bsqueda de laconsistencia, Feynman se preguntaba porque es difcil de lograr, y si vale la penaintentarlo.

Para Feynman la primera fuente de dificultad surge de que para la ciencia esimperativo dudar, es decir aceptar la existencia de la incertidumbre como unacaracterstica fundamental de la propia naturaleza del cientfico. Para hacerprogresos en el entendimiento de algo, Feynman dice que debemos ser modestos ypermitirnos no saber. Nada es cierto o probado fuera de toda duda. Uno investigapor curiosidad, porque las cosas son desconocidas y no porque se sabe larespuesta. A medida que mas se avanza en la investigacin cientfica no significaque se esta encontrando la verdad, sino que se esta encontrando que esto oaquello sea mas probable que esto otro. Es as que las expresiones cientficas noson acerca de lo que es verdad o lo que es falsedad, sino acerca de lo que seconoce con diferentes grados de certidumbre. Creo que es bueno, dice Feynman,aceptar esta idea no solo para las ciencias, sino tambin para otras cosas; tiene ungran valor conocer la propia ignorancia. Esta actitud de aceptacin de laincertidumbre es vital para los cientficos y llega a transformarse en un habito delpensamiento. A partir de all se reformula la pregunta:

Existe Dios?

7/24/2019 Feynman 01

4/41

4

a esta otra:Qu grado de certeza tengo acerca de la existencia de Dios?

Este cambio tan sutil es de una magnitud enorme y Feynman cree que aquelloscientficos que creen en Dios, no piensan a Dios de la misma manera que lo puedehacer el comn de las personas, si es que son consistentes con su habito de

pensamiento cientfico. No creo, dice Feynman, que un cientfico pueda obtener laabsoluta certeza de la existencia de un Dios tal como la tienen las personasreligiosas. Aqu es donde a mi criterio existe un error de apreciacin por parte deFeynman. Las personas religiosas, pueden hablar de tener la certeza, pero como lacreencia en un Dios esta basada en la fe, considero que la fe no es certeza, sinoque permite la duda, los cristianos en particular piden o deberan pedirconstantemente a Dios para que aumente su Fe, porque la Fe no es certeza. Y si noes certeza entonces da lugar a la duda? Yo pienso que si.

Finalmente Feynman establece que existe una cierta independencia entre las ideasreligiosas y muchas ideas que estn relacionadas con la moral que a su vezproviene de la religin, es as que dice ser posible dudar de la divinidad de Cristo, a

pesar de acordar y comportarse de acuerdo con las mximas del cristianismo.

En otra de sus conferencias acerca de la incertidumbre de los valores, cuandoFeynman intenta explicar la inconsistencia implcita entre ciencia y religin, vuelvea mi criterio a incurrir en un error de concepto acerca de la naturaleza divina.Feynman dice:

es una gran aventura contemplar el universo mas all del hombre, contemplarlocomo habra sido sin la existencia del hombre tal como en realidad ha sido a lolargo de la historia desde el big bang. Cuando esto se logra y el misterio y lamajestuosidad de la materia son totalmente apreciadas, entonces se puede volver amirar al hombre como un pedazo de materia, a mirar la vida como parte de este

misterio universal de gran profundidad, es sentir algo raro y excitante, quefinalmente termina en forma graciosa por la inutilidad de tratar de entender que eseste tomo del universo que llamamos hombre, tomos con curiosidad que semiran a si mismos y se cuestionan porque se cuestionan. As estas visionescientficas del universo, finalizan en un misterio, al borde de la incertidumbre totalpero que son tan profundas e impresionantes que, aquella teora que dice quetodo el universo esta arreglado por Dios tal como si fuera un escenariodonde el hombre lucha la pelea entre el bien y el malsuena inadecuada.

Creo que aquella teora de la cual habla Feynman es equivocada; Dios no cre elUniverso como quien crea una obra de teatro para divertirse, Dios es el misterioimplcito en la naturaleza del Universo que nos habla Feynman, Dios es quien le diola curiosidad al tomo-hombre para que se cuestionara su origen, Dios es elcreador de la majestuosidad que Feyman menciona al decir que todo en eluniverso, desde las estrellas mas lejanas hasta las bacterias mas microscpicas einclusive el hombre, estn hechos de los mismos ladrillos fundamentales queinteractan misteriosamente para que la vida sea posible.

Es impresionante como Feynman parecera captar lo que otros lo aceptan sindiscutir o cuestionar o simplemente si son honestos con sus conciencias por lo quellamamos Fe. Digo esto porque en la misma conferencia, Feynman dice:

Algunos me dirn que he descrito una experiencia religiosa...,bien dira entoncesque esa experiencia religiosa es de tal clase que la religin de su iglesia esinadecuada para describirla y abarcarla. El Dios de la iglesia no es lo

suficientemente grande.

7/24/2019 Feynman 01

5/41

5

Yo dira que Feynman describe mejor que nadie que yo haya escuchado la grandezade Dios, l puede hacerlo porque ha captado la grandeza de la Naturaleza; tal vez alo que se opone o esta en desacuerdo, y por eso se manifiesta contrario a lareligin, es a la concepcin de un Dios autoritario, poderoso y que no acepta laduda; que difunden algunas iglesias particulares.

3. CIENCIA:

Feynman nos dice que a pesar de que las ideas acerca del desarrollo de la cienciason viejas, no son la clase de ideas que todos pueden apreciar, sin embargo esimportante que las mismas puedan ser traspasadas de generacin en generacin,porque son grandes ideas de la historia del hombre.

En cierta ocasin Feynman se preguntaba lo curioso que era que cuando loinvitaban a tocar el bongo en publico, algo que hacia bien, al presentador no se leocurra mencionar que tambin se dedicaba a la fsica terica. Su respuesta a esteinterrogante a mi me parece que es clave y digna de tener en cuenta sobre todopor aquellos vinculados con la educacin de los mas jvenes:

...pienso que esto puede deberse a que respetamos mas las artes que lasciencias...esta justificado hablar de otras cosas... de mayor placer esttico. Perohay tambin ritmos y formas en los fenmenos naturales que no son aparentes asimple vista, sino mediante la lupa del anlisis. Estos ritmos y formas son los quellamamos leyes fsicas.

Qu es la ciencia? Feynman nos revela tres conceptos:3.1. MtodoCiencia es un mtodopara descubrir cosas nuevas. Este mtodo esta basado en elprincipio que la observacin es el nico juez acerca de si algo es lo que es o no.Todos los otros aspectos y caractersticas de la ciencia pueden ser entendidosdirectamente cuando entendemos que la observacin es el criterio final para probaracerca de la veracidad o no de una idea. Probar significa aqu testear, es decirhacer un test. La excepcin prueba o es el test de la regla, significa esto que laexcepcin prueba que la regla es incorrecta. Este es el principio de la ciencia: siexiste una excepcin a una regla cualquiera y si esta excepcin puede ser probadamediante la observacin, entonces la regla cientfica es incorrecta. El cientfico tratade encontrar mas excepciones a la regla y determinar las caractersticas de estasexcepciones, este proceso es en si mismo excitante a medida que se desarrolla. Elcientfico no intenta evitar demostrar que las reglas son incorrectas, sino que por elcontrario su motivacin esta puesta justamente en lo opuesto. Intenta probar queesta equivocado lo mas rpidamente posible.

El principio que solo a travs de las observaciones se determina la verdad de unaregla o teora, impone una limitacin muy severa al tipo de preguntas que puedenresponderse. Son limitadas las preguntas que pueden formularse de la siguientemanera: si hago esto, que ocurrir?. Por eso Feynman nos aclara que si algo no escientfico, es decir si no puede ser sometido al test de la observacin, no significaque eso sea malo o estpido, no se trata de decir que aquello que no es cientficono es bueno . Los cientficos toman solo aquellas cosas que pueden ser analizadas a

travs de la observacin. Todo aquello que no se ajusta a estas posibilidades no escientfico, no obstante lo cual son cosas importantes para la vida de las personas.

7/24/2019 Feynman 01

6/41

6

Existe una serie de consecuencias tcnicas que se derivan del principio deobservacin, por ejemplo el mtodo de observacin debe ser sumamentemeticuloso, se debe rechequear varias veces y cuidadosamente para estar segurosde entender cuales son todas las condiciones y que no se malinterpreten losresultados. El razonamiento cientfico, requiere de una cierta disciplina rigurosa, lacual debe ser enseada. Otra caracterstica importante de la ciencia es su

objetividad. Es necesario mirar los resultados de una observacin objetivamenteporque el experimentador podra tener una cierta preferencia de obtener unresultado especifico, lo cual invalidara el carcter cientfico del mismo.

Se dice que la observacin es el juez acerca de la verdad de una idea, pero dedonde provienen las ideas? Feynman afirma que no importa tanto de dondeprovienen, seguramente de otros seres humanos a travs de su pensamiento, sinimportar si estos estn o no capacitados para emitir dichas ideas porque enciencias, cualquier idea debe ser testeada contra el juez de la observacin, si pasaeste filtro la idea es aceptada como valida, de lo contrario no. Vemos entonces quedentro del denominado pensamiento cientfico, no es tan importante quien generalas ideas sino que las mismas sean efectivamente generadas para ser luego

chequeadas. No hay un autoridad que decida cual es una idea verdadera y cual unafalsa, en ciencias no es importante conocer el background del autor de una idea osu inters en exponer la misma. Es evidente que Feynman tiene un concepto de laautoridad diferente al que tienen la mayora de las personas, que a mi me cautiva.

Porque realmente el no ve la autoridad en la persona per se, es decir no consideraque una persona por tener un cierto grado de autoridad, el cual no es mas que unreconocimiento de legitimidad por parte de otras personas dentro de la sociedad,pueda dar veracidad o falsedad a una idea si esta no pasa por el test de laobservacin. Lamentablemente como el tambin ha mencionado, no todas las ideaspueden ser tratadas como cientficas; es mas, existen muchas ideas muyimportantes para los hombres que no se adaptan al sistema de observacin

cientfico, por el cual estn sujetas a que las mismas sean evaluadas porautoridades, siendo imposible establecer una prueba objetiva mediante laobservacin. Es as que aparecen tantos gures y maestros que a lo mejor no sontales.

En los comienzos de la fsica, las discusiones cientficas eran mayormenteargumentativas, es decir se discuta porque las ideas eran materia opinable. Hoyesto no es as dada la gran cantidad de observaciones que se han realizado sobrelas ideas en discusin. Lo que hoy no es normal en fsica, tal vez lo sea en otrasdisciplinas cientficas donde aun no existe la cantidad de observaciones que permitarealizar el test acerca de la veracidad o falsedad de las ideas. Las consecuencias deesto es la dimensin argumentativa de estas disciplinas, por ejemplo economa. Eneste proceso cientfico de conocer mas el comportamiento de la naturaleza,Feynman nos remarca que todas las conclusiones a las que arribamos en cienciasson inciertas, son solo estimaciones que hacemos acerca de lo que consideramosque ocurrir, y uno no puede saber con certeza que es lo que ocurrir porque no esposible realizar los experimentos en forma perfecta. Por eso los cientficos estnacostumbrados a lidiar con la duda y la incertidumbre, y esta experiencia es muyimportante. Feynman considera que esta caracterstica de los cientficos es de granvalor, incluso va mas all del pensamiento cientfico, porque para resolver unproblema que nunca antes fue resuelto, se debe dejar abierta la puerta de lodesconocido. Debemos permitir la posibilidad de no resolverlo correctamente,porque de lo contrario si de antemano nos limitamos a algn tipo de solucin queeste de acuerdo con ciertos preconceptos, podramos no resolver el problema nuevonunca. Dado que existe la duda es que se proponen nuevas direcciones para

nuevas ideas.

7/24/2019 Feynman 01

7/41

7

La tasa de crecimiento del desarrollo de la ciencia no esta dada por la tasa decrecimiento de las observaciones realizadas, sino por la de crecimiento de nuevasideas y cosas para probar. Si no reconocemos la duda y la ignorancia, noobtendremos nuevas ideas, por lo tanto el avance de la ciencia se detendra. Lo quehoy denominamos conocimiento cientfico, no es nada mas -ni nada menos- que unconjunto de afirmaciones con diferentes grados de certidumbre respecto de cada

una de ellas, las cuales conforman un cuerpo de conocimientos. Algunas de estasson mayormente inciertas, otras son mayormente ciertas, pero ninguna esabsolutamente cierta. Feynman aqu recalca una virtud propia de los cientficos,que a mi juicio seria importante rescatar para todas las personas. Los cientficosestn acostumbrados a vivir y no saber, es decir conviven con la incertidumbre.Feynman recalca que ante el asombro de algunos que le dicen: cmo podes viviry no saber? , el responde que siempre ha vivido sin saber y que su preocupacines como llegar a saber, es decir como adquirir el conocimiento. Esto permite unahumildad intelectual que hace posible el progreso a partir de la duda y de lalibertad de pensamiento, nadie puede imponer a nadie que dudar y que pensar. Sisabemos que no estamos seguros de algo, dice Feynman, tenemos la posibilidad demejorar la situacin, mediante el esfuerzo y la creatividad del pensamiento. Si

creemos saber todo, nada podremos cambiar. Por eso la duda es algo de valor en elpensamiento cientfico, y a mi juicio tambin en otros campos, a pesar de queFeynman tambin duda de esto.

3.2. ContenidosCiencia es el cuerpo de conocimientos que surge de esas cosas nuevas. Losdenominados contenidos, lo que se ha logrado conocer a fondo. Estos son paraFeynman la frutilla de la torta de los cientficos. Los cientficos piensan y siguen unriguroso y disciplinado trabajo de pensamiento, no por querer encontraraplicaciones a lo que estn pensando, sino por la sensacin de gozo que encuentranal descubrir algo nuevo, esta es la razn real por la que existe la ciencia. Quieroaqu aportar una experiencia personal: estando en un curso de fsica cuntica,

cuando el profesor, un joven licenciado en fsica, nos contaba los aos que Einsteinhaba dedicado a su teora general de la relatividad, la cual finalmente no era algode gran aplicacin en el mundo moderno actual, y que en esa rea el estabadesarrollando su tesis doctoral, le pregunte que era lo que lo motivaba a el como aotros fsicos tericos a dedicar tanto esfuerzo a algo que para muchos resultaintrascendente. No supo contestarme, o bien me dijo que nunca se haba hecho esapregunta. Bueno creo que Feynman me la contesto. Salvando las distancias, es algosimilar al porque yo escribo esto. La motivacin pasa mas por una especie desatisfaccin profunda producida por lo nuevo. En esta lnea de motivacin es posibleque encontremos tambin a los exploradores, a los grandes marinos de laantigedad.

No es posible entender a la ciencia y sus relaciones con todo lo dems, a menosque podamos apreciar la gran aventura de nuestro tiempo. Feynman nos desafadiciendo que no vivimos en nuestro tiempo a menos que entendamos que este esuna tremenda aventura, algo excitante y salvaje. Se pregunta si creemos que laciencia, y sus contenidos son aburridos. A partir de esta pregunta, y con una ideaantigua inicia una recorrida por diferentes aspectos de la ciencia que muestran a lamisma como excitante. Los antiguos crean que la tierra se apoyaba en las espaldasde unos elefantes, los que a su vez se paraban en la caparazn de una tortugagigante que nadaba en un mar sin fondo. Qu sostena al mar? Era una preguntasin respuesta. La creencia era resultado de la imaginacin, era una idea potica.Que vemos hoy? El mundo es una bola que gira y las personas estn mantenidassobre esta bola en todas las direcciones, algunas para arriba otras para abajo (ques arriba y abajo?). Adems giramos alrededor de una bola de fuego. Qu es lo

que nos mantiene? La fuerza de gravedad que no es solo algo caracterstico de latierra, sino que es lo que hace que la tierra sea redonda, que mantiene al sol unido

7/24/2019 Feynman 01

8/41

8

y nos mantiene a nosotros movindonos alrededor de el en un intento perpetuo deescapar.

La gravedad no solo ejerce su influencia en todas las estrellas, sino tambin entreellas. Este universo ha sido descripto por muchos, pero continua con su extremotan desconocido como el fondo del mar sin fondo donde nadaba la tortuga gigante,

tan misterioso y potico ahora como en la antigedad. Pero la imaginacin de lanaturaleza es mucho mas grande que la imaginacin del hombre. Pasemos a otrode los grandes misterios, el de la tierra y el tiempo. qu es el tiempo? que poetaha escrito algo acerca del tiempo comparable con el significado real de este, con ellargo y lento proceso que percibimos en la evolucin? Primero era la tierra sin nadade vida sobre ella. Durante miles de millones de aos, esta bola giraba sin quenadie apreciara todo lo que sobre ella ocurra. Feynman se pregunta si podemosllegar a concebir el significado este de la tierra sin vida sobre ella. Dice queestamos tan acostumbrados al hecho de la existencia de la vida que no podemosaprehender el significado de la tierra sin vida, no obstante lo cual, la mayor partedel tiempo de existencia de la tierra desde su origen hasta ahora, transcurri sinvida sobre ella. La vida misma, que significa? La maquinaria interna de la vida, la

qumica de las partes, todo eso es algo maravilloso. Y resulta tambin que toda lavida esta interconectada.

La clorofila, una sustancia qumica importante que procesa el oxigeno dentro de lasplantas, tiene una parte que sigue un patrn hexagonal, un anillo denominadoanillo bencnico. Lejos de las plantas, estn los animales como el hombre, dondeen nuestro sistema de transporte de oxigeno existe la hemoglobina que contiene elmismo tipo de anillo, en cuyo centro en lugar de magnesio hay hierro, por eso sonrojos y no verdes, pero son los mismos anillos.

Las protenas de las bacterias y de los seres humanos son exactamente las mismas.La universalidad de la qumica mas profunda de todos los seres vivos es algo

fantstico y maravilloso. Todo el tiempo nosotros, los seres humanos, nos hemosenorgullecido por nuestro reinado sobre los animales, no parecera existir talsuperioridad, al menos no desde un punto de vista puramente cientfico. O lostomos, cosas que parecen quietas como un vaso de agua cubierto durante variosdas, estn en actividad continua, tomos separndose de la superficie, rebotandoen las paredes del vaso, retornando a la forma de agua. Lo que a nuestros ojos sepresenta calmo es una danza dinmica y salvaje. Y de nuevo se ha descubierto quetodo el mundo esta hecho de tomos, que las estrellas estn hechas de los mismoscomponentes que nosotros, entonces nos surge la pregunta de donde viene estoque compone todo? Parece como si una estrella exploto en algn momento talcomo hoy explotan, y de los residuos de dicha explosin durante 4.500 millones deaos que evolucionan y cambian, surge una extraa criatura que se para frente auna audiencia tambin de extraas criaturas para explicar y explicarse de dondeprovienen. Que mundo maravilloso!! finaliza Feynman.

Siguiendo con el tema de los contenidos Feynman menciona a la electricidad, lasfuerzas de atraccin entre las cargas positivas y negativas, el balance elctrico detodas las substancias que impidi durante mucho tiempo detectar el fenmeno delas cargas elctricas, y de que los ladrillos de la naturaleza eran cargas elctricas,que aunque ahora nos suena razonable, que es esa fuerza de atraccin, esa accina distancia entre dos cuerpos?, lo mismo que nos preguntamos en el caso de lagravedad. Vemos que existe una tremenda maquinaria dentro de todo lo queinvestigamos, pero la ciencia no es aun totalmente apreciada. Feynman describe suexperiencia en la lectura de un libro escrito por Michael Faraday: Historia qumicade una vela , donde dice que el punto del autor era que no importa lo que uno

observe, si uno lo observa detenidamente, se involucra en todo el universo.Faraday describe en este libro que ciertas propiedades de algunos elementos hacen

7/24/2019 Feynman 01

9/41

9

que estos se unan a otros por las atracciones elctricas dado que algunos sonpositivos y otros negativos, describe que la electricidad viene en unidades dentrode los tomos. Esto para Feynman fue un momento dramtico dentro de la historiade la ciencia porque fue uno de esos momentos donde dos grandes campos deestudio cientfico se juntaban y se unificaban. Dos cosas aparentemente diferenteseran en realidad diferentes aspectos de la misma cosa. La electricidad se estudiaba

y la qumica tambin se estudiaba, de repente la unin, los cambios qumicos seproducen como resultado de las fuerzas elctricas. Este tipo de unificaciones sonpara los cientficos momentos gloriosos.

3.3. TecnologaCiencia significa las cosas nuevas que se pueden hacer o que se hacen con losdescubrimientos alcanzados. Este ultimo concepto, se conoce mas precisamentecomo tecnologa, lo cual no es mas que la ciencia aplicada. Este sea tal vez elaspecto o la caracterstica mas obvia de la ciencia; el hecho de que comoconsecuencia del avance de la ciencia uno tiene el poder de hacer cosas. Este poderesta a la vista, la revolucin industrial, las posibilidades de produccin de alimentospara alimentar a todo el planeta, los avances en materia de salud, la produccin de

energa, son consecuencias de la ciencia. Ahora bien este poder de hacer cosas noviene con un manual de instrucciones, es decir no viene con instrucciones acerca delo que esta bien y lo que esta mal. Los productos de este poder son buenos o malossegn como sea utilizado. Se mejoro la produccin, pero la automatizacin dejagente sin trabajo; mejoramos la salud, pero existen personas en laboratoriossecretos fabricando armas qumicas, algo que se nos ha hecho bien tangibledespus del 11 de septiembre de 2001 (WTC: RIP), la palabra ntrax esta ennuestro vocabulario.

Estamos felices dice Feynman con el desarrollo del transporte areo, pero noshorrorizamos con las guerras. La energa nuclear presenta posibilidadesasombrosas pero tambin la sombra de las bombas nucleares, empalidecen este

avance cientfico. Entonces podemos decir que la ciencia tiene algo de valor parala humanidad? Su respuesta me parece brillante, si tiene valor, porque el poder dehacer cosas nuevas que puedan ayudar a la vida humana tiene valor. Que losresultados sean buenos o malos, dependen de cmo dicho poder es utilizado, peroes el poder mismo lo que tiene valor. Y nos da una metfora muy buena; estandoen un templo budista en Hawai un hombre le dijo que a cada hombre se le daba alnacer la llave que abre las puertas del paraso. Esa misma llave tambin abre laspuertas del infierno.

As tambin es la ciencia, y la misma no nos dice cual es cual puerta, nosotrosdebemos descubrirlas para abrir una y mantener la otra cerrada. Debemos tirarala llave y resignarnos a no poder abrir las puertas del paraso? o debemos pelearcon los problemas para aprender como utilizar la llave? Este es el cuestionamientofundamental, y no creer que la llave no tiene ningn valor, porque si lo tiene. Laforma de controlar el poder que tiene la ciencia es lo complejo, y esto es algo notan cientfico de lo cual, los cientficos poco conocen.

4. PARA QU SIRVEN LAS MATEMTICAS:

En una entrevista le preguntaron a Feynman, si las teoras fsicas continuaran

siendo tan abstractas y matemticas como hasta ese momento se estaba viendo, osi podran surgir fsicos como Faraday a principio del siglo XIX quien no era muy

7/24/2019 Feynman 01

10/41

10

sofisticado en matemticas pero tenia una poderosa intuicin fsica. Su respuestalamentablemente para los que pretendemos no entrar tanto en las abstraccionesmatemticas fue que las chances de que un smil Faraday aparezca son bastantebajas. Las matemticas son necesarias incluso para entender lo que se ha hechohasta ahora. Mas all de esto, el comportamiento de los sistemas sub-nucleares estan extrao comparado con aquellos con los que el cerebro humano se ha tenido

que enfrentar hasta ahora, que los anlisis a realizar tienen que ser muyabstractos. Los modelos de Faraday eran mecnicos, con resortes, alambres, y susimgenes eran de geometra bsica. Ya hemos comprendido todo lo que surgedesde este punto de vista mas sencillo. En este siglo, las nuevas teoras son losuficientemente diferentes y obscuras como para que se haga necesario lautilizacin de mucha matemtica. Esto no significa para Feynman que solo algunosestarn en condiciones de contribuir y entender con los nuevos desarrollos fsicos,sino que posiblemente algunos otros desarrollen nuevos mtodos para entender losprocesos matemticos mas fcilmente e incluso a una edad mas temprana. Lamatemtica es un descubrimiento humano y como tal es factible de ser entendidapor cualquier humano.

Las reglas que describen la naturaleza parecen ser matemticas. Esto no resultapor el hecho de que la observacin es el nico juez de la veracidad o no de lasideas cientficas, tampoco es una caracterstica necesaria de la ciencia;simplemente resulta que en fsica, se pueden establecer leyes matemticas quepermiten realizar predicciones muy poderosas. Por qu la naturaleza esmatemtica o mejor se expresa a travs de un lenguaje que denominamosmatemtico? Esto es un misterio!!!. Es imposible comunicar honestamente labelleza de las leyes de la naturaleza, de manera que la gente pueda realmentesentirla, si no se posee un conocimiento profundo de la matemtica. Para Feynman,las matemticas no son solo un lenguaje que con paciencia puede ser traducido; lasmatemticas son lenguaje mas razonamiento, lenguaje mas lgica. Lasmatemticas son en definitiva un instrumento para razonar, de hecho son una gran

coleccin de resultados obtenidos por un cuidadoso proceso de pensamiento yrazonamiento. A travs de ellas se pueden establecer conexiones entre diferentesafirmaciones cientficas.

Las complejidades aparentes de la naturaleza, con todas sus reglas y leyes, estnestrechamente vinculadas entre si. Sin matemticas es imposible descubrir entre laenorme variedad de hechos y fenmenos, la lgica que permite pasar de uno aotro. As Newton mediante razonamientos del tipo geomtricos logro demostraralgunas de sus leyes. Hoy se ha sustituido este tipo de razonamiento por otro masanaltico que utiliza smbolos, dado que estos son mas rpidos y eficientes paraexplicar los fenmenos de la naturaleza. Cuando en fsica un problema se complica,lo toman los matemticos, quienes establecen una lnea y lgica argumental paraseguirlo, si esto no existiera, es necesario inventar un razonamiento propio. As,cualquiera que razone sobre cualquier cosa contribuye al conocimiento de lo queocurre cuando se piensa en algo. Si se hace abstraccin de ese algo, esta seconvierte en una rama de la matemtica. Pensemos que as fue como Newtoninvento el llamado calculo infinitesimal para resolver ciertos problemas de fsica.Vemos como las matemticas son muy importantes para la fsica, dado que existentantas maneras diferentes para hablar de las cosas que ocurren y se observan, quelas matemticas permiten simplificar, obtener consecuencias, analizar situaciones yconectar las diferentes proposiciones.

En otro orden de cosas relativas a la matemtica, Feynman nos aclara que a losmatemticos, solo les importa la estructura del razonamiento, sin importarle de loque estn hablando o si eso de lo que hablan es cierto. Simplemente enuncian los

axiomas ya partir de estos emprenden un camino de razonamiento lgico. Si losaxiomas son precisos en su enunciado y completos, la persona que los utiliza para

7/24/2019 Feynman 01

11/41

11

razonar, no necesita conocer el significado de las palabras para deducirconclusiones. Por ejemplo, si en los axiomas se usa la palabra triangulo, en lasconclusiones estar esta palabra tambin por mas que la persona que hizo ladeduccin a partir de los axiomas, no tenga idea lo que esto- tringulos- significa.Los matemticos preparan razonamientos abstractos usables, si se dispone de unconjunto de axiomas sobre el mundo real. En cambio para el fsico todas las frases

tienen significado, en fsica, a diferencia de en matemticas, hay que conocer laconexin entre las palabras y el mundo real.

Ahora bien, Paul Dirac descubri las leyes de la mecnica cuntica relativistasimplemente suponiendo la ecuacin, a veces suponer la ecuacin es un mtodoefectivo para concebir nuevas leyes fsicas. Esto confirma que las matemticas sonuna manera profunda de expresar la naturaleza y que cualquier intento de describirla naturaleza a partir de principios filosficos o intuiciones puramente mecnicas,no es eficiente.

Me resulta maravilloso lo que Feynman dice acerca de una preocupacin suya:

...siempre me ha preocupado el hecho que, de acuerdo con nuestro conocimientoactual de las leyes de la fsica, a una computadora le cueste un numero incontablede operaciones lgicas descubrir lo que ocurre en cualquier lapso de tiempo, porpequeo que sea, y en cualquier lapso del espacio por pequeo que sea. Cmopuede ser que en una regin tan pequea ocurran tantas cosas?...Esta inquietudme ha llevado a menudo a proponer la hiptesis que, en ultima instancia, la fsicano necesitara de un enunciado matemtico, que al final se nos revelara sumaquinaria y las leyes resultaran ser simples, como las de una partida de damascon sus aparentes complejidades... ...Pero esta especulacin es prejuiciosa deltipo me gusta o no me gusta, y por lo tanto, tal vez no sea conveniente.

El Gran arquitecto sin embargo parece ser un matemtico, a aquellos que no

saben matemticas les resulta difcil sentir realmente la profunda belleza de lanaturaleza

Por eso si se quiere conocer la naturaleza, si se quiere captarla, es necesarioconocer el lenguaje en el que nos habla. La naturaleza ofrece su informacin solode una manera, y no debemos ser tan poco humildes como para pedirle que cambieantes de prestarle atencin.

Ninguno de los argumentos intelectuales podr hacer entender a unos odos sordoslo que significa la experiencia musical. De igual forma los argumentos intelectualesno podrn proporcionar un conocimiento de la naturaleza a aquellos que nodispongan de odos matemticos. Esta limitacin de horizontes dice Feynman, seaquizs lo que hace suponer a algunos que el centro del universo es el hombrecuando en realidad tal vez no lo sea.

5. LA FSICA:

La fsica es para Feynman, la mas fundamental de todas las ciencias naturales, laque incluye a todas las otras ciencias, y que ha tenido un efecto muy profundo entodo el desarrollo cientfico que se ha dado a lo largo de la historia del hombre. Es a

partir de la fsica o de lo que antiguamente se conoca como filosofa de lanaturaleza, de donde todas las otras ciencias han emergido. Desde el comienzo

7/24/2019 Feynman 01

12/41

12

debemos entender que la fsica no esta en la misma categora que la matemtica,esta ultima no es una ciencia de la naturaleza dado que la validez de suspredicciones no surgen de la experimentacin. Feynman entiende a la matemticacomo un lenguaje; el lenguaje de la naturaleza, es decir la manera como lanaturaleza expresa los fenmenos fsicos que en ella ocurren. Veremos masadelante como se relaciona la fsica con otras ciencias.

Cuando Feynman encara las primeras lecciones de fsica que dio en Caltech, lascuales dieron lugar a la publicacin de sus famosasLectures on physics, lesadvierte a sus alumnos que para llegar a ser fsicos es necesario estudiardoscientos aos de desarrollos de los mas rpidos que se produjeron en uno de losmas importantes campos de conocimiento. Esto que parecera imposible hacerlo enuna carrera de cuatro aos no lo es. Por qu? Para Feynman es posible dado quese ha podido condensar esta enorme masa de resultados y conocimientos, en leyesque resumen todo este conocimiento. Ahora bien, por qu entonces no se estudiandirectamente estas leyes bsicas y luego se muestra como las mismas funcionan endiferentes circunstancias?. Del mismo modo como se hace en el caso de lageometra euclidiana, donde se dan los axiomas y desde ellos se producen las

deducciones. No satisfechos con aprender fsica en cuatro aos, la quierenaprender en cuatro minutos les dice Feynman a sus alumnos. La respuesta a esteinterrogante es clara y sencilla. A criterio de Feynman, esta imposibilidad se da pordos motivos:

No conocemos todava todas las leyes bsicas. Sigue existiendo una frontera deignorancia expansiva, o sea a medida que se avanza, nuevas incgnitas aparecen.

Volviendo al captulo referente a las matemticas, Feynman resalta que lasexpresiones correctas de las leyes de la fsica, implican algunas ideas pocofamiliares que requieren una matemtica avanzada para su descripcin. Es as quese necesita un considerable tiempo de preparacin y entrenamiento, para poder

incluso aprender lo que las palabras significan.Por eso la fsica debe estudiarse partepor parte, es decir a travs deaproximaciones desde lo mas simple alo mas complejo. Cada una de estaspartes del todo de la naturaleza, es unamera aproximacin a la verdadcompleta, dado que lo nico quesabemos con seguridad, es que todavano conocemos todas las leyes de lanaturaleza.

Como antes se mencion, el principio dela ciencia es que la prueba delconocimiento es la experimentacin, esdecir los experimentos son los nicos

jueces de la verdad cientfica, pero aquFeynman va mas all, de dnde salenlas leyes fsicas que se deben probar atravs de los experimentos?

Con el fsico Murray Gell-Mann, que tambinobtendra el Premio Nobel de Fsica en 1969

Como antes se mencion, el principio de la ciencia es que la prueba delconocimiento es la experimentacin, es decir los experimentos son los nicos

jueces de la verdad cientfica, pero aqu Feynman va mas all, de dnde salen las

leyes fsicas que se deben probar a travs de los experimentos? Y sus respuestasiempre simple y contundente: Por un lado de los propios experimentos que nos

7/24/2019 Feynman 01

13/41

13

brindan ciertas claves acerca de algn patrn de comportamiento de la naturalezaque pudiera transformarse en una ley general; y por otro lado con el mismo gradode importancia, de la propia imaginacin del ser humano, que a partir de esaspequeas claves o pruebas encontradas al azar, se le ocurre generalizarlas en leyespara luego volverlas a probar a travs de la experimentacin. Este proceso deimaginacin, es tan difcil dice Feynman, que se ha creado en la fsica un tipo de

divisin del trabajo. As los fsicos tericos imaginan, deducen y adivinan (se tiran ala pileta) y los fsicos experimentales, que experimentan, aunque tambin en dichosexperimentos tienen que imaginar, deducir y tirarse a la pileta.

En este avance de la fsica, las leyes descubiertas, se van corrigiendo a medida quenuevos experimentos demuestran su inconsistencia, las nuevas leyes que sonsuperadoras de las anteriores se muestran cada vez mas difciles de captar oentender. Quiero aqu volver sobre lo que para Feynman es el concepto de

entender. A partir del desarrollo del mtodo cientfico, consistente en observar,razonar, experimentar e imaginar, el hombre fue explicndose aquellas cosas quevea y quera saber como y porque eran as, por simple curiosidad. De esta formase fue construyendo una visin bsica del funcionamiento de la naturaleza, a la que

denominamos fsica fundamental. Pero no queda totalmente claro que significaentender. Personalmente me impact mucho la analoga del juego de ajedrez queutiliza Feynman para explicar este concepto. Imaginemos por un momento, quetodo el arreglo complejo de cosas que se mueven y ocurren al que denominamos

el mundo es como un gigantesco juego de ajedrez jugado por los dioses, y quenosotros somos observadores externos a dicho juego. No conocemos cules son lasreglas del mismo, solo tenemos permitido observar lo que pasa, es decir ver comolos dioses mueven las piezas para jugar. Si destinamos un tiempo suficiente aobservar, podramos captar como son algunas de las reglas de este ajedrezgigante. Las reglas estas son lo que llamamos la fsica fundamental, es decir lasleyes bsicas de la fsica. Aun si conociramos todas las reglas del juego (todas lasleyes fsicas de la naturaleza), podramos no entender el porque de ciertos

movimientos, simplemente porque el juego es complejo y nuestras menteslimitadas. Si uno sabe algo de ajedrez, sabe que es posible saber como se mueventodas las piezas, pero aun as no saber como jugar o porque en una partida jugarde una manera u otra, o si vemos una partida de grandes maestros, porquemueven las piezas como las mueven en cada una de las jugadas. As ocurre en lanaturaleza, solo que en forma mucho mas complicada, no obstante lo cual luego decientos de aos de observacin de la partida se han podido determinar grancantidad de leyes fundamentales, aunque aun no todas.

El estado del conocimiento fsico actual, es que conoce la casi totalidad de losmovimientos posibles de las piezas. O sea que adems de no conocer todas lasreglas, lo que podemos explicar a partir de las leyes que conocemos es bastantelimitado, porque casi todas las situaciones son tan enormemente complicadas queno podemos seguir el juego con las reglas que conocemos, mucho menos conaquellas que aun no conocemos. Debemos entonces limitarnos a las cuestiones msbsicas de las reglas del juego, y decir que si conocemos las reglas, consideramosentonces que entendemos el mundo.

Pero cmo podemos decir que las reglas que estamos imaginando son lascorrectas siendo que no podemos analizar el juego muy bien? continuapreguntndose Feynman. Su respuesta, metafrica con el juego de ajedrez es queexisten tres caminos a saber:

En primer lugar puede haber situaciones en la naturaleza con muy pocas partesintervinientes, que nos permita darnos cuenta y predecir como se comportaran

dichas partes. Es como si hubiera pocas fichas en un rincn del tablero de ajedrez,con pocas posibilidades de movimientos.

7/24/2019 Feynman 01

14/41

14

Otra posibilidad es chequear las reglas a partir de reglas menos especficasderivadas de las anteriores. Por ejemplo sabemos que un alfil se mueve endiagonal, por lo que siempre un alfil estar ubicado en una casilla del mismo color,es as que podramos predecir las ubicaciones posibles del alfil aunque nosupiramos que se mueve siempre en diagonal. Puede ocurrir en el transcurso del

juego que un pen se transforme en alfil en un casillero de diferente color,produciendo as una confusin acerca de la regla que estbamos utilizando, estopasa en la fsica continuamente, durante mucho tiempo tenemos una ley quefunciona o predice efectos perfectamente y de repente aparece algo nuevo, quecontradice a la ley que creamos fundamental y cierta. Esto es lo que permitedescubrir nuevas leyes, a partir de ver donde las viejas no funcionan ms.

Por ltimo como tercer camino de respuesta acerca de si nuestras ideas soncorrectas, Feynman nos menciona el mas crudo pero el mas poderosos de todos. Siobservando una partida de ajedrez podramos no saber porque el jugador (un granmaestro) mueve una ficha de una determinada manera, podramos entendergroseramente que el est por ejemplo protegiendo al rey, dado que de acuerdo a lo

que vemos es razonable que as lo haga en las circunstancias de la partida en lascuales se encuentra. De la misma manera a menudo podemos entender a lanaturaleza en forma grosera o gruesa sin estar en condiciones de ver lo que cadaparte de esta est haciendo. Es decir entendemos por aproximacin.

En un principio, los fenmenos de la naturaleza fueron divididos a grosso modo enclases. As surgieron los conceptos o teoras acerca de calor, electricidad, mecnica,magnetismo, propiedades de las substancias, fenmenos qumicos, luz y fenmenospticos, rayos x, fsica nuclear, gravedad, fenmenos con mesones, etc. Sinembargo el objetivo siempre ha sido y es, poder llegar a ver y a entender lanaturaleza en forma completa, como diferentes aspectos de un mismo conjunto defenmenos; es decir poder unificar y relacionar, y no ver las explicaciones como si

estos se dieran en compartimentos estancos. Este es el problema actual de la fsicaterica bsica: encontrar las leyes generales detrs de los experimentos querealizamos con las observaciones; amalgamar/ unir estas clases, conceptos oteoras.

Haciendo u recorrido histrico vemos como los fsicos han logrado amalgamarmuchos de estos conceptos, pero a medida que los experimentos continan, nuevascosas son descubiertas que impiden, obstaculizan y hacen ms complejas, lasintenciones de unificacin En este proceso de amalgamar, encontramos que en unmomento tenamos el tema del calor y del movimiento o mecnica; con la teora delos tomos, se comprob que los tomos en movimiento producen calor, es as quese lograba explicar el calor y los efectos de la variacin de la temperatura a partirde las leyes de la mecnica. Otra unin tremenda fue el descubrimiento de larelacin entre la electricidad, el magnetismo y la luz; los cuales fueron explicadoscomo diferentes aspectos de un mismo fenmeno, que hoy se conoce como elcampo electromagntico. Otra unificacin importante fue la de los fenmenosqumicos, con las propiedades de las substancias fsicas, con el comportamiento delas partculas atmicas, lo cual se conoce como la mecnica cuntica de la qumica.As se fueron unificando las teoras o las ideas, pero siempre fueron apareciendonuevas cosas, los rayos x, los mesones, los quarks.

Ser posible alguna vez unificar todo, ver que todo lo que ocurre en la naturalezapuede reducirse a diferentes aspectos del mismo fenmeno fundamental? Nadie losabe. Solo podemos continuar descubriendo piezas y viendo como las colocamos eneste gigantesco rompecabezas que es la naturaleza. Si el numero de piezas es

finito, y si el rompecabezas tiene un borde donde termina, es algo desconocidohasta que terminemos de armarlo, si es que en algn momento esto ocurrir. Lo

7/24/2019 Feynman 01

15/41

15

que s podemos ver ahora es a que estado de unificacin han llegado los fsicoshasta ahora, y cual es la situacin de entendimiento de fenmenos bsicos entrminos de los principios mas pequeos y elementales, algo as comopreguntarnos como estn hechas las cosas y cuantos son los elementoscomponentes fundamentales y ltimos.

Feynman se pregunta entonces por donde empezamos, si por las leyes ms fcilesaunque incorrectas al menos en ciertos campos, o por aquellas que son masgenerales aunque difciles de captar. En trminos concretos, su pregunta esempezamos por la relatividad, la cuntica, el espacio de cuatro dimensiones, o porla ley de la masa constante, las leyes de Newton, etc.? Su respuesta concreta es:mejor iniciarnos con un mapa general de la fsica, para luego comprender lospuntos particulares en su insercin en la fsica general. Por eso es que empezamoscon la siguiente afirmacin: la materia est hecha de tomos, este es el puntode partida propuesto.

Un recorrido histrico en el desarrollo de la fsicaPodemos tener un buen panorama de la fsica a partir de un momento histrico,

que algunos dicen divide a la fsica en dos: clsica y moderna. Este momento esalrededor de comienzos del siglo XX (1900-1920). Antes de esa fecha la visin deluniverso consista en un espacio geomtrico tri-dimensional tal como lo describaEuclides; y las cosas cambiaban en un medio denominado tiempo. Los elementosexistentes en esta visin del universo son partculas, tales como por ejemplo lostomos, las cuales tienen determinadas propiedades definidas. Cules son estaspropiedades?:

Inercia: por la cual si una partcula se esta moviendo en una direccin, ascontinuara mientras no acte una fuerza sobre ella.

Fuerzas: que a esta altura se las consideraba de dos tipos. Primero una interaccin

bastante compleja a travs de la cual los tomos se mantienen juntos formando lasdiferentes substancias en diferentes condiciones fsicas. Mientras que el otro tipo deinteraccin consista en una de largo alcance. Una atraccin suave entre cuerposque varia inversamente con el cuadrado de la distancia que separa a amboscuerpos. Esta fuerza se la conoce como gravitacin o fuerza de gravedad. Porquelos cuerpos se mantienen en movimiento- es decir tienen inercia- o porque existela ley de la gravitacin era algo desconocido.

Presin: en este intento de descripcin de la naturaleza, se explica que un gas, ytambin toda la materia puede entenderse simplemente como una gran cantidad departculas que se mueven. De esta manera muchas de las cosas que observamospor ejemplo en la costa del mar se conectan entre si. Primero la idea de presin,que proviene de los choques de los tomos contra aquello donde medimos lapresin. Si todos los tomos se en el aire, se movieran en una misma direccin,tendramos el viento.

Calor: si por el contrario los tomos en un slido, se mueven en forma totalmentealeatoria y frenticamente, tendremos el calor.

Densidad: existen tambin ondas con exceso de densidad en el aire, esto significaque muchas partculas se agolpan en un sitio y empujan a las que estn masadelante en la direccin de su movimiento. as podemos explicar el sonido.Sabemos que donde no hay partculas (en el vaco) no hay sonido. Esimpresionante todo lo que podemos explicarnos a partir de esta concepcin deluniverso.

7/24/2019 Feynman 01

16/41

16

Qu clase y cuantas partculas existen? En ese momento se consideraba laexistencia de 92 diferentes tipos de partculas (92 diferentes tipos de tomos oelementos). Sus nombres se asocian a sus propiedades qumicas.

Carga: siguiendo con esta explicacin, qu es lo que mantiene a los diferentestomos unidos entre si para conformar diferentes substancias? por qu un tomo

de carbono atrae uno o dos tomos de oxigeno pero no tres? es la gravitacin loque los mantiene unidos? La respuesta es no, dado que esta fuerza es demasiadodbil para esto. Imaginemos entonces una fuerza similar a la de la gravedad en elsentido de que varia inversamente con el cuadrado de la distancia, pero muchsimomas poderosa y con una diferencia. Cuando explicamos el fenmeno gravitatorio,cualquier cuerpo atrae a otro cuerpo, pero en este caso que por cierto es el casode las fuerzas elctricas- vemos que partculas con una caracterstica similar serepelen, mientras que si la caracterstica es diferente o contraria, se atraen. Estacaracterstica que produce la atraccin o repulsin elctrica es lo que denominamoscarga.

Podemos as explicar que las substancias estn conformadas por partculas que

tienen diferente carga, mantenindose as fuertemente unidas, las substancias sonde esta manera neutras desde el punto de vista elctrico. La base de la interaccinentre los tomos es entonces elctrica. Todas las cosas incluso nosotros mismosestamos compuestos por tomos. Estos tomos se consideraban conformados porun ncleo cargado positivamente (pensemos que es la carga?), y otras partculasmucho mas pequeas alrededor del ncleo denominadas electrones. Para queexista neutralidad elctrica es necesario que existan la misma cantidad deelectrones como de cargas positivas denominadas protones, ubicndose estas en elncleo.

Concluimos en nuestro modelo de las partculas que las propiedades de losdiferentes elementos dependern de la cantidad de electrones que estos tengan,

principalmente de los electrones en la ultima capa es decir aquellos que estn encondiciones de interactuar con otros elementos.

No es sencillo explicar o entender el significado de la carga elctrica, diciendo quelas iguales se repelen y las diferentes se atraen. Una representacin mas adecuadaconsiste en visualizar que la existencia de una carga positiva, en cierto sentidodistorsiona o crea una condicin en el espacio, de manera tal que cuando se colocauna carga negativa en dicha zona, esta siente la influencia de la otra carga positiva.Esta potencialidad de producir una fuerza se denomina campo elctrico. De estamanera concluimos en dos reglas: a) Una carga genera un campo elctrico, b)cargas dentro de un campo sufren fuerzas sobre ellas y se mueven. Hagamos elsiguiente experimento, frotemos un peine de manera tal que le daremos una ciertacarga elctrica. Si luego colocamos a una cierta distancia un papel tambin cargadoelctricamente y movemos el peine hacia ambos lados, veremos como el papeltambin se mueve apuntando hacia el peine. Si el movimiento del peine se hacemas rpido, el papel tendr como una demora en seguirlo, esta demora en realidadesta producida por otro fenmeno que surge cuando hay cargas elctricas enmovimiento relativo entre si. Este fenmeno se lo conoce como magnetismo.Decimos entonces que las fuerzas elctricas y magnticas pueden ser atribuidas almismo fenmeno, siendo aspectos diferentes de la misma cosa. Un campo elctricocambiante no puede existir sin producir magnetismo.

Imaginemos, dice Feynman, un corcho en una pileta, podemos moverlo empujandoal mismo hacia abajo. Si hacemos esto con una cierta frecuencia de repeticin, elagua pegada al corcho comenzara a oscilar y estas oscilaciones se alejaran del

corcho formando crculos concntricos. Si a una cierta distancia ponemos otrocorcho, este comenzara a oscilar por la accin de las ondas del agua, es decir se

7/24/2019 Feynman 01

17/41

17

mueve por una accin indirecta que se propaga a travs del agua. Volviendo altema de las cargas elctricas, al oscilar una de ellas como el corcho, produce unaonda que se propaga en un campo electromagntico. Este campo puedetransportar ondas. Estas ondas conocidas como ondas electromagnticas, puedentener la forma de luz, ondas de radio, rayos x, etc. Lo que las diferencia a una deotra es la frecuencia de oscilacin de la carga (el corchito) que las origino.

Cuando en este tema de las ondas electromagnticas, entramos en la zona de altafrecuencia, dichas ondas se comportan como partculas. Este es el campo de lafsica moderna posterior al 1900, que se conoce con el nombre de mecnicacuntica. Una nueva visin se desarrolla a partir de los trabajos de Einstein, laseparacin entre espacio tridimensional y tiempo se diluye combinndose en unaidea espacio-tiempo, y posteriormente la idea de espacio-tiempo curvo pararincorporar el concepto de gravedad. Luego se determino que las leyes de lamecnica, las leyes de Newton eran errneas en el mundo de los tomos. Las cosasen el mundo atmico, el mundo de las partculas atmicas, no se comportan comocosas, como lo que nuestro sentido comn nos dice que es una partcula en elmacro mundo, como si las mismas fueran pequeas bolas de billar.

Esto, afirma Feynman, es lo que hace a la fsica difcil pero muy interesante. Difcilporque la forma en que las cosas se comportan en el mundo a escala pequea esanti-natural, no tenemos experiencia directa en esto como para imaginarnos que eslo que ocurre. Las cosas no se comportan como nada de lo que si conocemos, poreso describir estos comportamientos se hace imposible, quedando solo laposibilidad de hacerlo en una forma analtica, de all las matemticas y lo abstractode las explicaciones. La mecnica cuntica tiene muchos aspectos, en primer lugarlo que se conoce como principio de incertidumbre por el cual es imposible conocerdos propiedades de una partcula en forma simultanea y con la mximacertidumbre. No podemos conocer la posicin y la velocidad de la misma. Ahorabien, esto que parece una trivialidad, imposibilita el conocimiento de lo que

denominamos trayectoria, es decir no podemos saber con seguridad donde seencuentra la partcula o hacia donde se dirige. Nuevamente podramospreguntarnos ...y? Bien esta regla explica una misteriosa paradoja: si los tomosestn hechos por cargas positivas y negativas, que se atraen entre si, por qu noocurre que las cargas negativas simplemente se ponen en contacto directo con laspositivas de manera tal de cancelarse unas con las otras? Por qu los tomos sontan grandes? Se pregunta Feynman. Imaginemos que si un tomo mide 10-13 cmcomo dimetro de la orbita de electrones mas externa, el ncleo mide solo 10-8 cmes decir es 100.000 veces mas chico que todo el tomo, por que el electrn no se

cae hacia el ncleo? Si esto ocurriera, conoceramos con exactitud la posicin delelectrn, y por el principio de incertidumbre, su velocidad debera ser infinitamentevariable e incierta, algo imposible, dado que con dicha velocidad (energa cintica)rompera la atadura que le produce el ncleo y escapara.

La cuntica trajo otro cambio a las ideas y a la filosofa de la ciencia: no es posiblepredecir con exactitud que ocurrir en ninguna circunstancia, en un experimento.Por ejemplo se puede excitar a un grupo de tomos para que emitan luz (fotones)los cuales son detectados al momento de la emisin. Sin embargo antes de queesta emisin ocurra, es imposible saber cual es el tomo que lo producir nicuando. La naturaleza se comporta de forma tal que es imposible predecirexactamente lo que ocurrir a partir de un experimento determinado. Esto desde elpunto de vista cientfico es algo que suena a tremendo, dado que siempre seconsidero que: si se establecen las mismas condiciones para un experimento, sedeben obtener los mismos resultados. Esto no es cierto, no es una condicinfundamental de la ciencia. Solo es posible obtener resultados estadsticos.

7/24/2019 Feynman 01

18/41

18

La mecnica cuntica ha producido una unin adicional dentro de la fsica. Hadeterminado que lo que se conoce como partculas se comportan como tales ytambin como ondas, y lo que se conoce como ondas tambin adoptancomportamiento como partculas. Se unifican as las ideas de campo, ondas ypartculas. Cuando las frecuencias son bajas, estamos en lo que denominamoscondicin de onda y cuando las frecuencias aumentan, el comportamiento

corpuscular se hace mas evidente. En realidad el limite de deteccin de frecuenciasesta en el orden de 1012 ciclos/seg. Para frecuencias mas grandes esta solo sededuce a partir de la energa de las partculas y asumiendo la validez de la dualidadonda-partcula. Es as que agregamos una partcula mas a las conocidas- protn,neutron y electrn-, a la cual denominamos fotn. As surge la denominadaelectrodinmica cuntica.

Esta teora que fue desarrollada por Feynman, es la teora fundamental deinteraccin entre la luz (ondas electromagnticas) y la materia (electrones) yactualmente es considerada como la mas precisa de las teoras existentes, entrminos de su posibilidad de prediccin de ocurrencia de fenmenos fsicos,excepto aquellos que tengan que ver con la gravedad y los fenmenos dentro del

campo nuclear. De esta teora de electrodinmica quntica surgen las explicacionespara todas las leyes elctricas, mecnicas y qumicas, las leyes de choque entre doscuerpos macro, el calor especifico de las substancias, el color de las luces queemiten los diferentes elementos qumicos (luces de nen), la densidad de la sal, lasreacciones del oxigeno e hidrgeno para formar agua. Esta teora en principio es laque explica toda la qumica y por lo tanto tambin la gentica y la biologa, es decirla vida en todas sus formas.

6. MATERIA Y TOMOS:

Habiendo ya recorrido a vuelo de pjaro el avance del conocimiento cientfico apartir de la fsica, volvamos al punto de partida propuesto por Feynman. Sisupusiramos que debido a un gran cataclismo se pierde todo el conocimientocientfico, que frase debera ser transmitida a la generacin futura para que desdeesta, pudieran reconstruir el conocimiento perdido?. Feynman afirma que dichafrase debera encapsular la hiptesis atmica de que todas las cosas estn hechasde tomos, pequeas partculas que estn en estado de movimiento perpetuo, quese atraen una a otra cuando estn a muy cortas distancias, pero que tambin serepelen si las intentamos juntar mas all de cierto limite.

A partir de esta afirmacin o hiptesis atmica, Feynman avanza en una explicacinsencilla de diferentes fenmenos fsico-qumicos, tomando como base la molculade agua compuesta por dos tomos de hidrgeno y uno de oxigeno. En el desarrollode estas explicaciones, nos da una idea de la dimensin de un tomo que resultaimpresionante. Dice que si a una manzana comn se la agranda hasta que tenga ladimensin de la tierra, la relacin de tamao entre la manzana agrandada (tamaotierra) y la original es la misma que la de la manzana real y uno de sus tomoscomponentes. Para nuestra dimensin macro, los tomos son insignificantes.

Volviendo a los fenmenos fsico-qumicos que explica a partir de la hiptesisatmica, estn:

La evaporacin por accin del calor que al dar mayor movimiento a las molculasde agua hace que se separen unas de otras.

7/24/2019 Feynman 01

19/41

19

Si esto (la evaporacin) ocurre dentro de un recipiente, las molculas golpearan lasparedes del mismo, ejerciendo una fuerza sobre esta. Este es el significado de lapresin en este caso del vapor de agua.

La cantidad de molculas existentes da una idea de la densidad.

Si la temperatura se aumenta aun mas, mayor ser la movilidad de las molculas,por lo que mayor ser la cantidad de golpes de estas contra la pared, podemos asdeducir que la presin de vapor aumenta con la temperatura.

Bajando la temperatura, el movimiento molecular ser cada vez menor llegando unpunto donde prcticamente estarn quietas en una posicin. Este estado lodenominamos para el agua hielo, en este estado slido, las molculas adoptan unaubicacin del tipo cristalina y no en cualquier lugar al azar.

As, Feynman continua describiendo, la presin de evaporacin, la disolucin de salen agua, las reacciones qumicas para formar diferentes compuestos, el proceso de

la combustin, la generacin de calor el cual se manifestara por el movimientomolecular dentro de un gas. Cuando este movimiento alcanza situaciones extremas,produce luz que la vemos en lo que denominamos llamas.

Es as como Feynman dice que, con imaginacin y experimentacin, a partir de lahiptesis: todo esta compuesto por tomos, los resultados demuestran que lamisma es acertada, lo que permite transformarla -la hiptesis de partida-, en unateora fundamental y bsica para explicarnos el comportamiento de la naturaleza.

Ahora bien como son esos tomos? En primer lugar tienen un ncleo, cuya cargaes positiva y el mismo esta equilibrado elctricamente por cargas negativasllamadas electrones. De que esta compuesto el ncleo? El ncleo esta compuesto

por partculas denominadas protones y neutrones, que hasta no hace mucho eranconsideradas partculas fundamentales, es decir que no podan subdividirse en otrasmas pequeas. Qu es lo que mantiene a estas partculas unidas? A partir deintentar contestarse estas preguntas surge toda la investigacin del mundo de laspartculas, la denominada fuerza o interaccin fuerte, que se realiza a travs delintercambio de gluones, tal como la fuerza electromagntica se realiza a travs delintercambio de fotones. Llevar a cabo toda esta investigacin se hizo posible apartir de la construccin de los aceleradores de partculas-ciclotrones-, quepermitieron detectar, como suele llamarse en la fsica, un zoolgico de alrededor de30 partculas sub-atmicas de diferentes masas y vidas.

Es muy difcil entender cual es la relacin o conexin que existe entre ellas, y paraque la naturaleza las quiere. Esto da la pauta que las teoras hasta ahoradesarrolladas acerca de lo que pasa en el interior de los ncleos atmicos sonincompletas y /o errneas. Luego del gran xito de la teora de la electrodinmicacuntica, se genero una cierta cantidad de conocimiento de la fsica del ncleoatmico o nuclear, el cual podemos catalogarlo como conocimiento en bruto, parteteora, parte experiencias, a partir del cual se construyo esta concepcin del tipo defuerza que mantiene a los neutrones y protones unidos en el interior del ncleo. Noobstante, aun no esta claro de donde proviene esta fuerza.

En siglo pasado, Mendeleyev creo la tabla que lleva su nombre donde pudoclasificar a los diferentes elementos conocidos de la naturaleza, a partir de suspropiedades o caractersticas qumicas; esto permiti pronosticar la existencia deotros elementos aun no conocidos. De la misma manera hoy en da, se esta

intentando construir una tabla de partculas sub-atmicas. Nishijima en Japn yGell-Mann en USA son creadores de una tabla de este tipo, ambos trabajando

7/24/2019 Feynman 01

20/41

20

independientemente. As como en la tabla de Mendeleyev existe una base a partirde la cual realizar la clasificacin de todos los elementos, lo mismo ocurre en elcaso de las partculas sub-atmicas. La base para clasificar los elementos en latabla de Mendeleyev, es la carga elctrica (el numero de electrones en la capaexterior); en esta tabla de partculas la base de clasificacin es un numerodenominado extraeza o numero s. Cuando se producen reacciones nucleares,

este numero se conserva, de la misma manera como se conserva la carga en lasreacciones qumicas. Se conserva significa que el valor total del numero s antes dela reaccin nuclear es el mismo que se calculara luego de que esta se ha producido.Valga por ahora esa definicin de conservacin.

De este zoo de partculas podemos decir que solo 5 son estables, el resto decae enmayor o menor tiempo, es por eso que una de las caractersticas de estaspartculas es lo que llamamos vida. Entre estas partculas se encuentran las quepara nosotros son mas conocidas, tales como el neutron, el protn , el electrn y elfotn. Todas ellas pueden clasificarse en tres grandes grupos:

Bariones: estando el protn y el neutron dentro de este grupo, junto con otras

partculas de mayor masa que estos.

Mesones

Leptones: estando en este grupo los electrones y los neutrinos.En este zoo de partculas, existen algunas que tienen masa cero, tales como elfotn, el gravitn ( aun no fue detectado; su existencia intenta explicar que es loque transmite la fuerza de gravedad. Es el portador de dicha interaccin adistancia). Pero... que significa masa cero? Siempre se habla de las masas de laspartculas en reposo. Que una partcula tenga masa cero en reposo nos indica quedicha partcula no puede estar en reposo nunca, es decir siempre se mueve. Elfotn por ejemplo siempre se esta moviendo a 300.000 km/seg, la velocidad de la

luz, lo cual es obvio porque el fotn es luz o mas propiamente radiacinelectromagntica. Este concepto de masa en reposo es un concepto relativista, quesolo podr ser captado a partir de la teora especial de la relatividad, la cualveremos someramente mas adelante.

As llegamos al punto donde nos encontramos hoy: con un conjunto de partculasque parecen ser los constituyentes fundamentales de la materia y todo lo queexiste. Estas partculas, interactan entre si bajo cuatro formas diferentes,conocidas como las cuatro fuerzas de la naturaleza, que en orden decreciente demagnitud son: la fuerza nuclear, la interaccin electromagntica, la interaccindbil, que se produce en la emisin beta, y la gravedad.

En esta instancia de lo descripto acerca de la materia y los tomos, es buenoescuchar como Feynman resume la situacin de la fsica en la actualidad:

Afuera del ncleo parece que ya sabemos todo. Adentro del ncleo la mecnicacuntica es valida. Donde estamos poniendo ahora todo nuestro conocimiento es enel concepto relativista de espacio tiempo, donde la gravedad tambin estaincluida... ...Estamos creciendo gradualmente en el entendimiento del mundo de laspartculas sub-atmicas, aunque no sabemos cuanto mas profundamente tenemosaun que internarnos en esta tarea.

7/24/2019 Feynman 01

21/41

21

7. LAS OTRAS CIENCIAS:

Qumica: La teora de los tomos, considerada como parte de la fsica, secomprobada a travs de los experimentos en qumica. La qumica es de todas lasciencias, la mas afectada por la fsica. La teora qumica, la de las reaccionesqumicas, esta resumida en la tabla peridica de Mendeleyev, en la cual a partir de

algunas extraas relaciones entre los elementos, surgen un conjunto de reglasacerca de cual sustancia se combina con cual y como, esto se conoce como qumicainorgnica. Todas estas reglas se explican finalmente por la mecnica cuntica, poreso decimos que la qumica terica es en realidad fsica. La otra rama de la qumicala llamada qumica orgnica, que es la qumica de las sustancias que estnasociadas con las cosas vivas. En realidad estas sustancias son similares a lasdescriptas por la qumica inorgnica, pero donde el arreglo entre los tomos es mascomplejo. Estos arreglos de todas formas tambin pueden explicarse a partir de lamecnica quntica. La qumica orgnica tiene una relacin alta con la biologa.

Biologa: es el estudio de las cosas vivas. Hubo una temprana relacin entre labiologa y la fsica dado que a partir de la biologa, los fsicos pudieron descubrir el

principio de conservacin de la energa, el cual fue demostrado en primer lugar porMayer en relacin a la cantidad de calor que poda absorberse y disiparse por un serviviente. Si observamos de una manera mas precisa, el proceso biolgico de losanimales vivientes, encontraremos muchos fenmenos fsicos: la circulacin de lasangre, el bombeo de la misma, la presin en los conductos que la transportan, lastransmisiones nerviosas. En el estudio de los nervios, los bilogos, concluyen quelos nervios son tubos muy finos con paredes complejas tambin muy delgadas; atravs de estas las clulas bombean iones positivos hacia fuera quedando ionesnegativos en el lado interno de la pared del nervio, conformndose algo similar a uncapacitor, que finalmente produce seales elctricas, las cuales finalmenteproducen las sensaciones de en los seres vivos.

Las seales provenientes del cerebro, producen la descarga de determinadasustancia qumica, la cual en contacto con otras sustancias presentes en losmsculos, producen la contraccin de estos que finalmente produce el movimientomecnico. No obstante la maquinaria que produce la modificacin de lasdimensiones del msculo ante la reaccin qumica que antes mencionamos, no estotalmente conocida. Existen infinidad de temas fsicos relacionados con la biologaimposibles de mencionar todos, como la luz interacta en el ojo permitiendo lavisin, como funciona el sonido en la interrelacin del tipo mecnica entre lapresin del aire y los huesitos del odo. Todos estos temas de todas maneras no sonfundamentales en biologa, dado que entender los mismos no nos hace entender alproceso de la vida misma. Al investigar mas en profundidad encontramos que todaslos seres vivos (animales-vegetales, sin importar el tamao) tienen muchas cosasen comn. La mas comn de todas es que todas ellas estn hechas por clulas,dentro de la cual existe una compleja maquinaria para hacer cosas qumicamente,en ellas se producen muchas reacciones qumicas elaboradas, en las cuales uncompuesto es cambiado en otros.

Astronoma: esta ciencia en realidad es mas vieja que la fsica. A partir de estacomenz el estudio de la fsica, cuando se pudo comprobar y entender lasimplicidad del movimiento de los planetas y las estrellas. Pero el descubrimientomas impresionante en toda la astronoma, es que las estrellas estn hechas detomos de la misma clase que los que estn en la tierra. Esto se ha comprobado apartir de la utilizacin de la espectroscopia, tcnica que permite distinguir de queesta compuesta una estrella o planeta, por la frecuencia de la luz que se recibedesde ella. Incluso dos elementos fueron descubiertos antes en las estrellas que en

la tierra, el helio en el sol y el tecnecio en ciertas estrellas fras. Uno de losdescubrimientos mas impresionantes fue el origen de la energa de las estrellas que

7/24/2019 Feynman 01

22/41

22

permite que estas continen brillando. Es la combustin nuclear del hidrgeno laque aporta la energa al sol, el hidrgeno es as convertido en helio. De lo quenosotros estamos hechos, fue cocinado alguna vez en una estrella y arrojadosdesde all hacia fuera.

8. GRAVEDAD:

A partir de la ley de la gravedad y los fenmenos gravitatorios, Feynman explica loque es una ley fsica. El mismo dice que elige esta ley como ejemplo no por algo enespecial, simplemente esta fue una de las primeras leyes descubiertas y con unahistoria interesante. Se dice que la ley de gravedad es la mayor generalizacinlograda por la mente humana. Lo maravilloso de esta ley para Feynman, es que lanaturaleza obedece a una ley tan simple como esta. Por eso dice que se concentra

no en describir lo inteligente del hombre por descubrir esta ley, sino en lointeligente de la naturaleza por obedecer a esta ley.

La ley de la gravedad dice que dos cuerpos ejercen entre si una fuerza de atraccinque varia inversamente al cuadrado de la distancia que separa a ambos cuerpos ydirectamente con el producto de sus masas:

F = G.m.M / r2

Por otro lado sabemos por Newton que un cuerpo responde a la accin de unafuerza acelerndose, es decir cambiando su velocidad por unidad de tiempo enrelacin inversa a su masa:

a = F/m

Estas dos leyes son todo lo que hay que decir sobre la ley de gravedad. Todo lodems afirma Feynman es una consecuencia matemtica de estas dos cosas. Apartir de esto Feynman se pregunta, que es lo que hace que un planeta? acasomira al sol, evala la distancia a la que se encuentra y calcula como moverse? ANewton tambin se le recriminaba que su teora no dice nada, a lo que el respondaque si dice:dice como algo se mueve, lo cual debera ser suficiente, es cierto queno explica el porque se mueve de la manera que lo hace.

Desde los tiempos de Newton nadie ha dado una explicacin del porque detrs de laecuacin matemtica que define la ley de la gravedad. Actualmente no existeningn modelo de la teora de la gravedad aparte de su expresin matemtica. Lonotable es que esto que se da con esta ley, se da prcticamente con todas las leyesfsicas que se han ido descubriendo. Cada una de las leyes es una afirmacinpuramente matemtica, algunas mas complejas que otras. La de la gravedad vieneen una matemtica simple. Pero a medida que se avanza en el descubrimiento denuevas leyes, la matemtica se hace mas compleja, por que?, Ni idea diceFeynman.

Como se descubri la ley de la gravedad?Lo primero que se observo era que los planetas y la tierra incluida se movanalrededor del sol. A partir de esta observacin surgieron preguntas tale como si elsol esta en el centro de una circunferencia, que tipo de movimiento describen los

planetas, a que velocidad se mueven, etc. As surgieron debates acerca de sirealmente el sol era el centro del universo o la tierra. Llegado este punto aparece

7/24/2019 Feynman 01

23/41

23

Tycho Brahe a quien se le ocurre que seria bueno hacer observaciones muyprecisas de la posicin de los planetas en el cielo, para poder distinguir unas teorasde otras. Esta, dice Feynman, es la base de la ciencia moderna y el principio delverdadero conocimiento de la naturaleza: fijarse en una cosa, anotar los detalles yconfiar en que esta informacin puede aportar claves para diferenciar entre lasdistintas teoras propuestas. As Tycho comenz a recopilar datos tomados en una

isla cerca de Copenhague. Estos datos llegaron a manos de Kepler quien comenz autilizar el mtodo de prueba y error para poder distinguir el movimiento quedescriban los planetas. As descubri que estos describan elipses alrededor del sol,con este en uno de los focos de la elipse. Kepler tambin descubri a que velocidadgiraban los planetas, haciendo el procedimiento siguiente:

Tomamos la posicin de un planeta en dos momentos distintos separados por unintervalo x de tiempo por ejemplo de una semana, en la zona que este seencuentra mas cerca del sol.

Trazamos los radio vectores que van desde el sol a cada una de las posicionesantes definidas. Nos quedara as definido un triangulo con vrtices en el sol, y en

las dos posiciones de observacin, cuya base ser la orbita descripta por el planetaen el tiempo definido, en nuestro caso: una semana.

Si realizamos exactamente los mismo que hicimos en a) y b) pero en la zona que elplaneta se encuentra mas alejado del sol. Tendremos as otro triangulo, condiferentes radio vectores y base dada por la orbita descripta.

Lo que Kepler detecto, es que la superficie de ambos tringulos es igual,concluyendo as que cuando el planeta se encuentra mas cerca del sol debe ir masrpido.

Por ultimo descubri una tercera ley que calcula el tiempo que tarda en dar una

vuelta completa alrededor del sol, siendo este proporcional al tamao de la orbita,entendiendo a este como la longitud del eje mayor de la elipse. La proporcionalidadesta dada por esta longitud elevada a la 3/2.

As Kepler a travs de la observacin dijo:

Los planetas describen orbitas elpticas alrededor del sol.

reas iguales se cubren en tiempos iguales.

El periodo o tiempo en que se da una vuelta completa es proporcional al tamao dela orbita (eje mayor de la elipse) elevado a la 3/2.

Estas tres leyes dan una descripcin completa del movimiento de los planteasalrededor del sol.

Pero Por qu los planetas se mueven alrededor del sol?.

En la misma poca Galileo estudiando el movimiento de los objetos terrestres,descubre el principio de inercia que dice: si nada acta sobre un objeto y este seesta moviendo en lnea recta a una velocidad definida, este se mantendr moviendoen la misma direccin y a la misma velocidad para siempre. Este principio no tieneexplicacin conocida.

Por otro lado Newton se pregunto que pasa si el objeto no va en lnea recta? Su

respuesta fue que es necesario que exista una fuerza que cambie su direccin, elcambio de la velocidad (sea en magnitud o en direccin) por unidad de tiempo se

7/24/2019 Feynman 01

24/41

24

denomina aceleracin, y esta multiplicada por un coeficiente de inercia (la masa delobjeto), se obtiene la fuerza que produjo dicho cambio de velocidad del cuerpo. Yesta fuerza puede medirse. Si tenemos una piedra atada a una soga y la hacemosgirar, vemos que hay que tirar de la soga, tanto mas fuerte cuanto mas pesada esla piedra, de lo contrario piedra y soga saldrn disparadas en lnea recta. Es decirejercemos una fuerza para lograr que la piedra gire, que significa cambiar la

direccin de su velocidad, y esta fuerza esta en la direccin radial y no tangencialdel movimiento de la piedra, se transmite a travs de la soga.

De la misma manera si tomamos dos objetos distintos (dos planetas) y vemos queestos giran uno alrededor de otro, deducimos que debe existir una fuerza queproduzca este cambio en la direccin de la velocidad, esta fuerza, que tambindebe estar en la direccin radial, es proporcional a la masa de los cuerpos o inercia.Los planetas en orbita alrededor del sol, se inclinan o caen (caer aqu significa ladesviacin respecto al movimiento en lnea recta) hacia el sol debido a la fuerza degravedad que el sol ejerce sobre ellos. Newton no hizo mas que explicar lo queKepler ya haba dicho de otra manera. Que la fuerza se dirige hacia el sol (sentidoradial) y que la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. La

idea brillante fue darse cuenta que no era necesario ejercer una fuerza tangencialpara que un planeta describa una orbita alrededor del sol. El principio de inerciapermite mostrar entonces que la fuerza que desva a los planetas de su movimientorectilneo y uniforme, y controla el movimiento de los mismos, es una fuerza endireccin al sol.

En esa poca se sabia que otros satlites giran alrededor de otros planetas, eracomo si todas las cosas se atrajeran mutuamente. as se conclua que la tierra tirade la luna, como el sol de los planetas; y tambin que la tierra tira de todas lascosas, fenmeno este conocido como la fuerza de gravedad. Lo genial de Newtonfue darse cuenta que la misma fuerza que mantena a la luna girando alrededor dela tierra era la que explica la atraccin de la tierra para con cualquier objeto que

tenga masa.La gravedad no tiene limites, existe hasta los confines del universo lo cual puedeexplicarse a partir de las observaciones telescpicas de pares de estrellas, galaxiasy sus formas. El campo gravitatorio nunca se acaba.

Si bien esta ley explica el funcionamiento de la maquinaria del universo a granescala, es diferente a la mayora de las otras leyes fsicas; tiene relativamentepocas aplicaciones practicas en comparacin con las dems leyes de la fsica. Soloencontramos aplicaciones en las prospecciones geofsicas, la prediccin de lasmareas, el calculo de la trayectoria de los satlites artificiales y cohetes. Otro casodonde la gravedad tiene un efecto real sobre el universo se da en la formacin denuevas estrellas, dado que a partir de concentraciones de gas este se comprime porefecto de la gravedad, as grandes volmenes de gas y polvo estelar se aglomerany a medida que caen hacia su propio centro se genera calor que enciende la masade gas convirtindola as en una estrella.

La ley de la inversa del cuadrado de la distancia aparece en las leyes de laelectricidad. Se podra pensar entonces que esta relacin tiene un significado masprofundo. Sin embargo nadie aun ha logrado establecer que la gravedad y laelectricidad son aspectos diferentes de una misma cosa. Las leyes de la fsica soncomo piezas de un rompecabezas que no encajan del todo bien, no hay unaestructura a partir de la cual se pueda deducir todo. Lo extrao es encontraraspectos compartidos. La gravedad y la electricidad son fuerzas proporcionales a lainversa del cuadrado de la distancia entre los cuerpos que experimentan la fuerza,

sin embrago lo notable es la tremenda diferencia de intensidad entre ambasfuerzas. Tomando una partcula fundamental creada por la naturaleza, que

7/24/2019 Feynman 01

25/41

25

experimenta ambas fuerzas, podemos ver la relacin de intensidad entre ambas.Esta partcula es el electrn que tiene masa, por lo cual dos electrones se atraensegn nos dice la ley de la gravedad, y tambin tiene carga elctrica por lo cual serepele de acuerdo a la ley de la electroesttica. Cul es la relacin de esasfuerzas?, la electrosttica es mas intensa que la gravedad en una proporcin de 1vs. 4,17 x 1042.

Einstein modifico la ley de gravedad dado que dijo que un fenmeno fsico no podaocurrir en forma instantnea, la informacin entre un punto del espacio y otro setransmite con una velocidad finita de all la imposibilidad de lo instantneo. Newtonpor el contrario deca que la fuerza de gravedad que experimentan dos cuerpos esinstantnea y se experimenta en el mismo momento que aparece el cuerpo quegenera el campo gravitatorio.

Otro punto importante acerca de la gravedad descubierto por los fsicos modernos,es que esta ley no rige en la pequea escala, no existe aun una teora cuntica dela gravedad.

9. QU SON LAS LEYES DE CONSERVACIN?:

Una de las leyes fundamentales y bsicas de toda la fsica es la denominada ley deconservacin de la energa. No hay excepcin a esta ley que dice que existe unacierta cantidad de algo que llamamos energa que no cambia a travs de losmuchos cambios que pueda experimentar la naturaleza. Esta es la expresin masabstracta dado que este es un principio matemtico que dice lo siguiente: existe

una cantidad o valor numrico que no cambia cuando algo ocurre o cambia. No esla descripcin de un mecanismo o algo concreto, es solo un hecho extrao quepodamos calcular algn numero y que cuando terminamos de realizar laobservacin de la naturaleza, vamos a travs de sus trucos y calculamos el mismonumero de vuelta, este permanece invariable. Relacionando esto con lo queveamos en las reglas del ajedrez, un alfil que esta en un casillero negro, siempreestar en el mismo color de casilla no importa la cantidad de jugadas que se hagan.Feynman ilustra esta idea abstracta de conservacin mediante una analoga.

Imaginemos un chico que juega con bloques los cuales son indestructibles eindivisibles. Cada uno de ellos son exactamente iguales, supongamos que tiene 28bloques. Al comienzo del da su madre lo pone en un cuarto con todos sus bloques.Supongamos que al final de sucesivos das, la cantidad de bloques que su madreencuentra varia, y que ella va dando explicaciones al respecto, a partir de la ideade que la cantidad de bloques no puede variar, es decir: se conserva. Un da arrojouno por la ventana, otro da trajo 2 bloques de lo de un amigo, otro da que cuenta25 bloques, no encuentra ninguno hasta que ve una caja cerrada. Dado que nopuede abrir la misma, pero tiene informacin adicional: sabe cuanto pesa la cajavaca (16kilos) y cuanto pesa cada bloque (3 kilos). As deduce una relacin enfuncin de los pesos:

(cantidad de bloques encontrados)+(peso de la caja 16 kilos)/3 kilos= 28.

En otra oportunidad ocurre lo mismo pero cuando realiza el calculo anterior no llegaal mismo valor, se da cuenta entonces que en una pileta con agua sucia puede

haber algn bloque. Para esto cuenta con otra informacin adicional: sabe queoriginalmente la altura de agua era de 15 cm, y que cuando se agrega un bloque

7/24/2019 Feynman 01

26/41

26

esta altura aumenta en 1 cm, por lo tanto la nueva formula para darse cuenta siestn y en donde todos los bloques es:

(cantidad de bloques encontrados)+(peso de la caja-16ks)/3ks+(altura del agua-15cm)/1cm=28.

De esta forma, y a travs de estos artificios matemticos, a medida que se hacemas compleja la bsqueda de los bloques, ella va encontrando la manera de saberdonde estn los mismos aunque no pueda verlos. Lo que esta haciendo es calcularuna cierta cantidad que ella sabe cuanto vale (28) y que no puede cambiar; seconserva.

Esta analoga sirve para explicar en una primera instan