domingo, 20 de noviembre de 2016

2 MODELOS ATÓMICOS ANTERIORES A DALTON

Aunque en los textos de química el primer modelo del átomo que se representa es la esfera de Dalton y se mencionan solo de pasada las ideas griegas, hay que resaltar que dichos filósofos pensaron bastante sobre el problema, y un autor generalmente excluido es Platón aun cuando es el el primero en dibujar un posible modelo del átomo para los diferentes tipos de sustancia. Aunque dicho intento pueda parecer risible, en el fondo la idea de la tabla periódica vista a través de los modelos del átomo es la misma idea, explicar las sustancias a través de la posible estructura de un átomo.

2.1 El átomo griego

2.1.1 Leucipo, Epicuro y Demócrito

En el siglo V antes de cristo, Leucipo y su discípulo Demócrito propusieron que: Toda la materia está compuesta por partículas pequeñas e indivisibles llamadas átomos. 




Este es el fundamento de toda teoría atómica, sin embargo ellos la postularon para poder reconciliar dos escuelas filosóficas que ya hemos tratado con anterioridad, la escuela de  Heráclito y el cambio constante; y la escuela de Parménides y la esencia eterna. Básicamente los átomos son esa esencia eterna, que nunca cambia, que no se crea ni se destruye, pero a diferencia de Parménides, Demócrito y su maestro sostienen que el vacío existe.

Los átomos al moverse en el vacío pueden cambiar sus asociaciones permitiendo el cambio constante del que hablaba Heráclito. En resumen, los átomos de Demócrito eran las partículas esenciales de Parménides cuyos movimientos en el vacío explicaban las ideas de Heráclito (Van Melsen, 2004). 

2.1.2 El átomo de Platón

Pocos conocen que Platón postuló un modelo del átomo –con partículas subatómicas incluidas –así como un intento de descripción matemático-filosófica. El atomismo de Platón era mecánico-materialista, es decir, átomos que estaban compuestos por partículas más fundamentales. Esta noción indica que los griegos estaban ya abiertos a la posibilidad de que el átomo “que significa indivisible” no fuera tan indivisible después de todo. En el Timeo, Platón (Friedlander, 2015) sostiene que los cuatro elementos estaban formados por cuatro tipos de átomos cuyas formas mecánicas explicaban las propiedades de los elementos que los componían –idea que será retomada en el siglo XVIII con poco éxito. Los átomos de platón son sólidos geométricos:

1- El Cubo (A) conformaba los sólidos, es decir la Tierra debido a que la base sólida conferiría estabilidad.
2- El Tetraedro (B) fue asignado al Fuego debido a que sus puntas penetrantes podrían descomponer las uniones de los átomos de la Tierra.
3- El Octaedro (C) fue asignado al Agua debido a que sus bordes menos prominentes lo hacen menos estable para formar estructuras fijas.
4-El Icosaedro (D) fue asignado al Aire debido a que posee puntas aún más redondeadas y por lo tanto seria menos estable que el octaedro.

Cada átomo de los cuatro elementos platónicos estaba a su vez compuesto por partículas subatómicas, en este caso triángulos. Los triángulos se convertían en la verdadera esencia de las cosas, los átomos podían descomponerse, y de esta forma explicarse porque lo sólido podía convertirse en líquido –ofreciendo una explicación para la transmutación/reacción química (Cornford, 2000;Lloyd, 2007).


2.1.3 Aristóteles y los átomos

De cierta forma Carl Sagan fue bastante injusto con Aristóteles sobre el asunto del átomo (Malone, Sagan, Druyan, & Soter, 1980). Por muchos años yo también años juzgué los argumentos de Aristóteles sobre el atomismo solo como aseveraciones basadas en la Autoridad. Sin embargo el punto de vista de Aristóteles es evidentemente pragmático y atento a la experiencia sensible, es decir, la visión de Aristóteles debería ser el punto de vista intuitivo con el que debería llegar cualquier individuo que nunca ha estado expuesto a la idea del átomo por películas o educación básica.

Aristóteles no aceptó la idea de Platón a cerca del mundo de las ideas, es decir del mundo alejado de los sentidos, y todo lo perteneciente a este mundo –como sus átomos mecánicos –fue desechado. Para Aristóteles la materia era tal y como se manifestaba, es decir continua, cuando uno ve un bloque de hierro, uno no ve segmentos de hierro, todo es continuo, sin partículas evidentes. Esta postura opuesta al mecanicismo discreto se denomina hilomorfismo (Verdejo, 2012). El hiloformismo dice que la materia es continua y sus transformaciones se explican por el cambio de la manifestación de los potenciales de la materia (Hesse & Anderson, 1992; Lloyd & Lloyd, 1968; Pohle, 1971) .

En el contexto griego no había posibilidad de poner a prueba el atomismo, para ello se requeriría un mejor desarrollo en la neumática, que es la tecnología que permite la manipulación de los gases. Estas tecnologías no estaban de hecho lejos de su alcance, pero las guerras helenísticas y factores sociales como la esclavitud en la Alejandría egipcia impidieron en su tiempo (Ferguson, 2015). Debido a la imposibilidad de poner a prueba el atomismo o de obtener aplicaciones prácticas de esta idea, esta fue olvidada por muchos años en favor del hiloformismo aristotélico, que impulsó vanamente la investigación alquímica por siglos (Eliade, & Ledesma, 1974).

En paralelo, la teoría de Aristóteles sobre la manifestación del potencial de la materia dio apoyo a las ideas de transmutación de cuerpos materiales continuos, lo que conllevó al desarrollo de la alquimia en las culturas donde su filosofía fue influyente: el Cristianismo y el Islam (Eliade, & Ledesma, 1974).

2.2 El átomo en el renacimiento

En clase, cuando vas describiendo la historia del átomo por lo general hay un hecho notable, y es un salto cualitativo entre Demócrito y Aristóteles hasta Dalton, como si la palabra de Aristóteles se hubiese tomado al dedillo durante la edad media y el renacimiento hasta llegar mágicamente a Dalton. Aunque esta idea va en consonancia con la leyenda de un autoritarismo severo por parte de los académicos eclesiásticos que tomaron a Aristóteles como la gran autoridad de la antigüedad, la verdad –por lo menos para el atomismo –no fue tan severa, después de todo los átomos no reñían con las doctrinas cristianas –por lo menos hasta donde tengo entendido. En consecuencia, el atomismo como escuela de pensamiento siguió viva, y sus principales defensores empiezan a ser evidentes ya en el siglo XVII, y autores tan importantes como Galileo Galilei o René Descartes dedicaron tiempo a la idea del átomo.


2.2.1 El átomo de Galileo Galilei

Aunque en principio el  atomismo no pareciera plantear un problema serio para la doctrina Cristiana sí que lo hacía. La Transmutación y la transubstanciación eran fenómenos filosóficamente similares que eran explicados por la teoría de Aristóteles. El problema con el atomismo es que niega una transubstanciación radical de los materiales ya que los átomos son eternos y no cambian –según las ideas de Demócrito. Algunos autores sostienen que las ideas de Galileo sobre el atomismo y la transubstanciación fueron las que lo mandaron con la inquisición y no el asunto del sistema copernicano. Esto se debe a que la doctrina cristiana dictaminaba literalmente que la hostia y el vino durante la eucaristía literalmente se transformaban con toda su esencia en el cuerpo y la sangre de Cristo (Glausser, 1991; Meinel, 1988). Sea como fuere los instrumentos de Galileo le impidieron encontrar evidencia experimental de los átomos.


2.2.2 El átomo de René Descartes

La filosofía mecanicista de Descartes plantea que todo lo que existe resulta de la unión mecánica de partes que conforman el todo, en este sentido es una filosofía muy similar al atomismo y es considerada en varios sentidos otra versión de la misma (Lennon, 2014). Descartes pensaba que toda la materia debía estar compuesta de pequeños vórtices de materia, al igual que los primeros atomistas Descartes pensaba que las propiedades macroscópicas de la materia eran solo ilusiones causadas por las estructura de estos vórtices de materia. Sin embargo existen dos diferencias entre el atomismo clásico y el atomismo de Descartes. La primera es el concepto de vacío que para Descartes era imposible, para Descartes la materia se mueve a través de otra materia.

Otro aspecto importante del pensamiento de Descartes es que no es completamente materialista, de esta forma en su teoría da espacio para fenómenos idealistas como el alma y Dios (Garber, 1987; Glausser, 1991; Lennon, 1993; Meinel, 1988; Zepeda, 2009).

2.2.3 El átomo de Pierre Gassendi

Pierre Gassendi fue un sacerdote Católico de Francia que también era un curioso filósofo natural (Lennon, 2014). Gossendi se encontraba trabajando en paralelo con Descartes a cerca de la composición última de la materia intrigado por el atomismo clásico, se puso a la tarea de liberarlo de sus conclusiones filosóficas heréticas y ateísticas para de esta forma hacerlo concordante con la doctrina cristiana (Dijksterhuis & Dikshoorn, 1969). Gassendi formuló una teoría atomista  de la filosofía mecanicista parcialmente en respuesta a Descartes, oponiéndose particularmente a la idea reduccionista de que solo las explicaciones mecánicas son válidas en la filosofía natural (Clericuzio, 2000).


2.3 El átomo newtoniano, el corpúsculo

El Corpuscularianismo –átomo newtoniano –es una filosofía similar al atomismo, excepto que donde los átomos se suponían indivisibles, los corpúsculos se los asumía como divisibles. De esta forma se ofrecía otra explicación para la transmutación, ya que un material como el mercurio podría en principio alterar los corpúsculos del plomo y convertirlo en oro (Newton, 1718).

Gran parte de los problemas del átomo Newtoniano fue su pretensión de reducir las propiedades de la materia continua a formas geométricas del corpúsculo, lo que con frecuencia llevaba a formar modelos atómicos tan complejos que resultaban inviables.

La física de los newtonianos estaba especialmente organizada para lidiar con fenómenos simples y relaciones entre variables no selectivas, por el contrario las relaciones químicas son muy selectivas y modelar esto resultaba muy complejo (Bernal & Daza, 2010).

En cualquier caso el “átomo newtoniano” se mantuvo como la teoría dominante por casi 100 años reteniendo sus vínculos con la alquimia en los trabajos de filósofos naturales como Robert Boyle e Isaac Newton (Levere, 2001). Un ejemplo de esto, es que Newton empleó la teoría corpuscular para crear una teoría corpuscular de la luz (Sabra, 1981) o mucho más básico para crear el modelo reduccionista del móvil corpuscular sobre el cual se crea la cinemática.

Boyle asumió un modelo híbrido entre las propuestas de Newton, Descartes y Gassendi demostrando que algunos problemas provenientes de la nueva rama de la neumática podían explicarse mediante una teoría corpuscular-atómica (Boyle, 1911).

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