El Éter a través del tiempo

En este trabajo se exploran y analizan las distintas versiones del éter (fluido invisible y sin peso) que se han propuesto para explicar distintos fenómenos a lo largo de la historia. Se aborda también el más moderno: La energía oscura.

El problema de la curva braquistócrona. Contexto histórico, la solución de Johann Bernoulli y una deducción analítica de la ecuación

En junio de 1696, Johann Bernoulli presenta un reto a los matemáticos publicando un nuevo problema: "Problema novum ad cujus solutionem Mathematici invitantur" en la famosa revista de Otto Mencke en colaboración con Gottfried Leibniz, "Acta Eruditorum Lipsiae", que decía lo siguiente: “Dados dos puntos A y B en un plano vertical, determínese una trayectoria AMB para el cuerpo M que se desplaza, tal que el cuerpo llegue al punto B, cayendo por su propia gravedad desde el punto A en el menor tiempo”. Varias eminencias de la época atendieron a este problema. Entre ellos figuran Isaac Newton, Gottfried Leibniz, Guillaume de l'Hopital y el mismo Jakob Bernoulli, hermano de Johann. Al final y a pesar de haber recurrido a diferentes métodos, todos llegan a la misma solución. La trayectoria que seguiría este cuerpo tiene un nombre especial, y es conocida como la curva braquistócrona que resulta ser la curva de un cicloide. En este trabajo se expone la historia de esta curva y cómo dio lugar al nacimiento del cálculo de variaciones. Se hace un enfoque en la solución de Johann Bernoulli, la cual resulta interesante por estar basada en el principio de Fermat, presentando una manera original de atacar este problema. Adicionalmente se expone una solución analítica a este problema haciendo uso del cálculo de variaciones.

Galileo y Kepler

En este trabajo se presenta un estudio comparativo de la vida y obra de Galileo Galilei y Johannes Kepler, genios indiscutibles de la Revolución Científica de los siglos XVI y XVII. Sus obras se dan paralelamente en dos frentes de esta revolución en la historia del pensamiento científico: la cosmología y la física del movimiento. Así también, se muestran aspectos de sus personalidades, tan disímbolas como contrastantes, y de las condiciones de sus desarrollos intelectuales en la infancia y juventud.

Irlanda en la Alta Edad Media. Núcleo aislado donde se preservó el conocimiento de la Antigüedad clásica

Con la caída del Imperio Romano de Occidente y el advenimiento del cristianismo como religión del Estado a finales del siglo IV, el conocimiento clásico se trasladó al oriente, cayendo Europa en un retroceso en el cocimiento que prevaleció durante la Alta Edad Media (siglos IV al IX). Pero esta condición de oscurantismo no fue absoluta, permanecieron algunos núcleos aislados donde se cultivó y preservó el saber antiguo, lo que ayudó a su recuperación a partir del siglo XI, al retornar a Europa desde Oriente. Algunos personajes pertenecientes a esta tradición cultural son Beda, Alcuino y Erígena, entre otros.

Los grandes centros de enseñanza y desarrollo del conocimiento en Occidente

Se presentan los grandes centros de enseñanza y desarrollo del conocimiento, desde la Antigüedad clásica hasta el siglo XII, señalando sus principales exponentes, sus características y su importancia en la historia del pensamiento. La Academia y el Liceo en Atenas y el Museo y la Biblioteca en Alejandría. Luego, a partir del siglo IV, todo el tesoro del saber clásico se traslada a Oriente: a Bizancio, en el Pandidactirion en Constantinopla; a la Escuela de los Persas en Edesa; al Observatorio de Gundishapur en Siria; a la Casa de la Sabiduría en Bagdad. En estos centros se tradujeron textos clásicos del griego al siríaco y de éste al árabe. En el siglo XI los textos clásicos regresan a Europa y son traducidos del árabe al latín, principalmente en la Escuela de Toledo. La Escuela de Chartres, prototipo de escuela catedralicia, alcanza su mayor esplendor en el siglo XII y constituye el antecedente inmediato de las primeras universidades (Bolonia, París y Oxford).

Trabajos publicados sobre la aurora boreal vista en la ciudad de México en 1789

El 14 de noviembre de 1789 se observó una aurora boreal en la ciudad de México, que fue vista y estudiada por tres novohispanos: José Antonio Alzate, Antonio de León y Gama y José Francisco Dimas Rangel. Esta fue la primera aurora de baja latitud analizada científicamente por esta pequeña comunidad científica. Alzate realizó observaciones meteorológicas y astronómicas precisas, notó que coincidía con un aumento en el tamaño y número de manchas solares, y pronosticó su observación en varias regiones de América, Europa y Asia (publicó cuatro notas al respecto en la revista Gaceta de Literatura). León y Gama la clasificó y calculó su altura, publicó dos notas (en Gaceta de México) y un tratado de auroras boreales y propuso un modelo propio, el cual consistía de tres partes: que la aurora se formaba en el asiento superior de la atmósfera de la Tierra, su composición era el éter y el agente que lo excitaba era la Luna, además de que la variedad de colores que presentaba dependía de la atmósfera. Dimas Rangel publicó un artículo y una nota, realizó un experimento donde reprodujo, por primera vez, una aurora boreal; y también dio a conocer su explicación científica que difería de la de León y Gama, pues creía que la aurora se formaba dentro de la atmósfera, estaba compuesta de gas inflamable (hidrógeno) y el agente que lo inflamaba era la electricidad.

Algo de Historia sobre la Física Acústica y sus Aplicaciones

El ser humano cuenta con cinco sentidos, el tacto, el gusto, la vista, el olfato y el oído. Todos son muy importantes. De ahí la trascendencia de la revolución tecnológica, donde la instrumentación electrónica ha evolucionado generando sensores que reproduzcan o imiten a los cinco sentidos. Cabe resaltar que el oído humano en sensible a vibraciones que oscilen en el rango de 20Hz hasta 20kHz, aproximadamente y por lo cual se le denomina espectro de frecuencia audible. En este trabajo se presenta una revisión sobre el estudio de la física acústica, desde la época de las especies pre-humanas y sus medios de comunicación; luego los estudios realizados por DaVinci, dieron certeza sobre el aspecto fisiológico auditivo. Posteriormente las aportaciones sobre las vibraciones dadas por Galileo, Boyle, Hooke y Newton, y las bases de la mecánica. Así también, el desarrollo de la teoría de la hidrodinámica clásica y la elegancia matemática generada por Laplace, Euler, d’Almbert, Bernoulli, Lagrange y Poisson. En la etapa experimental sobresalieron estudios realizador por Doppler, Kelvin y Helmholtz, por mencionar a algunos. Rápidamente comenzaron a caracterizar a los materiales, para determinar sus propiedades y se determinaron que las ondas acústicas se comportaban diferentes, como lo establecieron Rayleigh y Lamb. Se exploró al espectro acústico determinando que las oscilaciones menores a 20Hz se denominaban como infrasonido y que algunos animales las perciben perfectamente. Así, las vibraciones superiores a los 20 kHz y menores a 1 GHz, se denominaron como ondas ultrasónicas. Por último, el espectro acústico superior a 1GHz se denomino como hipersonido. Dado este escrutinio acústico, se generaron un campo de aplicaciones sin precedentes, desde la generación de materiales absorbedores de vibraciones como las que utilizan en los cines, radiodifusoras, domos acústicos, protectores auditivos; como también la generación de instrumentos para entrenamiento de animales. Las aplicaciones más conocidas se han dado en el espectro de ultrasonido referente a las aplicaciones médicas, tanto de diagnóstico, como quirúrgicas invasivas y no-invasivas; también en pruebas industriales, como las no-destructivas, aplicaciones marítimas como los sonares. En el espectro del hipersonido se ha caracterizado por desarrollar sensores de alta precisión para determinar ondas superficiales, ampliar el conocimiento de los metamateriales acústicos, así como la exploración y desarrollo en la industria bélica. Como se ha observado, la física acústica ha sido y continúa siendo transcendental para el bien común.

El lenguaje bello de la matemática como criterio estético en la física

El objetivo particular de esta presentación es hablar del lenguaje matemático y de su relación con la belleza como criterio estético en la física. Para lograr dicho objetivo, nos asistiremos de los planteamientos de W. Heisenberg, P. Dirac, H. Poincaré, T. Kuhn, M. Gell-Mann, A. Rosenblueth, entre otros. La belleza como criterio estético se suele relacionar con el arte y disociar de la ciencia. Sin embargo, eminentes científicos y filósofos consideran que la estética es una parte fundamental de la ciencia que pone en evidencia la relación de esta última (la ciencia) con las bellas artes. Un ejemplo del planteamiento anterior lo podemos ver en el ensayo “Los aspectos estéticos de la ciencia”, donde A. Rosenblueth, argumenta que “los criterios que motivan a los hombres de ciencia a calificar como bellos un experimento, una ley o una teoría son los mismos que llevan al crítico de arte a aplicar el mismo adjetivo a una obra musical literaria o plástica”. Por otra parte, para W. Heisenberg, en el ensayo “La ciencia y lo bello”, hablar de la belleza del lenguaje matemático en la ciencia permite contradecir la falsa consideración de que las ciencias exactas “sólo tienen que ver con la observación precisa y racional y con el pensamiento discursivo” y que, además, es un modo de evidenciar su “afinidad con las bellas artes”. Los dos ejemplos anteriores son una pequeña muestra sobre el valor y la función de la estética en la ciencia que desarrollaremos en nuestra exposición. Esperamos que esta presentación permita fomentar el diálogo interdisciplinar entre campos del conocimiento que se consideran excluyentes (arte y ciencia) y ampliar nuestro horizonte de conocimiento y de creación.

Péndulo en Y y figuras de Dean-Bowditch

En este trabajo se presenta el hecho histórico de la denominación de las figuras de Lissajous que en realidad son un invento de dos investigadores norteamericanos del siglo XIX. El astrónomo James Dean en 1815 propuso un experimento pensado. Si la luna nos da siempre la misma cara vista desde la tierra ¿cómo lucirá la tierra vista desde la luna? Como la luna tiene movimiento de libración (libration en inglés), la tierra en el cielo de la luna se verá como una masa que hará ligeros movimientos laterales en torno a un punto fijo. Propuso que esos movimientos podrían ser simulados mediante un péndulo suspendido en Y. El problema y esta solución fueron propuestos en 1815, Bowditch un actuario dueño de una compañía de seguros y matemático autodidacta toma el problema y desarrolla el modelo de Dean y publica ese mismo año las figuras que describe el objeto colgando y que forma el péndulo en Y. Esas figuras resultan ser curvas abiertas o cerradas dependiendo de si el péndulo oscila con la longitud l o l+L donde l y L son las longitudes de la Y, (la relación de frecuencias de oscilación). En 1842 Lissajous retoma el problema y también ilustra las figuras que describe la masa colgante del péndulo. La referencia 1 toma este problema en 1991 pero aparentemente no tuvo trascendencia pues siguen denominándose figuras de Lissajous en lugar de Dean-Bowditch. 1. A note on the Blackburn pendulum. Robert J. Whitaker, American Journal of Physics 59, 330 (1991)

De la palabra de Dios al lenguaje de la naturaleza: la búsqueda del idioma de Adán en el desarrollo de la Filosofía Natural durante el Renacimiento

El surgimiento y desarrollo de la ciencia moderna a partir del siglo XVII es el resultado de la confluencia de tradiciones discursivas tan dispares entre sí como la magia, la ingeniería y la religión, entre otras. Una de estas tradiciones es la búsqueda de la Lengua de Adán, perdida durante la caída de la Torre de Babel, tanto en la palabra de Dios, la Biblia, como en el estudio de los idiomas antiguos, interpretados como provenientes de una raíz lingüística adámica. Eventualmente esta búsqueda se traslada al ámbito de los signos y los símbolos en la otra gran obra de Dios: el libro de la Naturaleza. Esta" Hermenéutica de la Naturaleza" que permitiría el conocimiento perfecto de la Physis de las cosas, se traduce en un misticismo que pervive en la obra de Kepler, Gilbert y hasta Newton. Este trabajo es un recuento de los elementos que conforman esta tradición y su influencia.

Porque saber Pseudociencia nos ayuda a comprender la Filosofía de la Física

Una ciencia, es un sistema ordenado de conocimientos estructurados que estudia, investiga e interpreta los fenómenos naturales sociales y artificiales, el conocimiento científico se obtiene mediante la observación y experimentación en ámbito específico y se organiza, clasifica sobre la base del principio explicativo, ya sean de forma teórica o práctica. A partir de estos principios, se generan preguntas y razonamientos se formulan hipótesis, se deducen principios y leyes científicas y se construyen modelos científicos, teorías científicas y sistemas de conocimientos por medio de un método científico. Por ejemplo: la física, la geología o la economía son ciencia, por su parte el término pseudociencia he utilizado para referirse o describir una hipótesis en la que se plantea una investigación, que si se demuestra con pruebas llegaría a ser de gran importancia en el ámbito científico, la diferencia entre pseudociencia y ciencia reside en el hecho de que la pseudociencia, es un aspecto filosófico de la ciencia por lo que todo lo que plantea no ha sido completamente comprobado ni negado, pero carece de fundamentos sólidos. Pruebas empíricas o demostración que posibiliten su consideración como un hecho incuestionable. Una pseudociencia, es aquella afirmación creencia o práctica, presentada incorrectamente como científica, pero que no sigue un método científico válido, no puede ser comprobado de forma fiable o carece de estatus científico; por ejemplo, la quiromancia, es decir leer la palma de la mano para determinar el perfil y el futuro de un individuo es una pseudociencia. En la actualidad existe un diverso caso de Protociencia como la teoría de cuerdas, que señala la existencia de diferente dimensión y cumple con el método científico; pero su planteamiento requiere de la existencia de otra realidad que actualmente no se han podido constatar. Otro producto de ciencia es la astrobiología, que consiste en el estudio de posible forma de vida extraterrestre, que no están basadas en el carbono o que se sostienen en elementos distintos a este, conocidos o no por el ser humano. La particularidad de la astrobiología es que se basa en especulaciones teóricas que podrían ser verdad y nos intenta demostrar la existencia de esta forma de vida no conocida sino su posibilidad de existir.

Propuesta de un curso de Historia y Filosofía de la Astronomía para la Licenciatura en Física

A partir de las experiencias del autor, quien conoció de la Filosofía de la Astronomía como tal en el \textit{ND X History of Astronomy Workshop} (6 al 10 de julio de 2011, Notre Dame, USA) donde fue el tema principal, y como profesor del curso de Historia y Filosofía de la Física en el Departamento de Física del Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías de la Universidad de Guadalajara, en este trabajo se presenta la propuesta preliminar del programa para un curso de Historia Y Filosofía de la Astronomía, se comentan algunas de las fuentes y bibliografía de referencia sugerida para el mismo.

Anti-realismo y objetividad del tiempo: las consideraciones de Gödel en torno al tiempo en la teoría general de la relatividad

¿Qué es el tiempo? Dice el filósofo medieval Agustín de Hipona en las Confesiones: "Si me pregunto qué es el tiempo, lo sé; si me preguntan qué es el tiempo, ya no lo sé". La pregunta filosófica por el tiempo tiene su origen en la cosmología. Aristóteles afirmaba que hay un vínculo estrecho entre tiempo y movimiento. El tiempo es la medida del movimiento según lo anterior y lo posterior. Siendo el tiempo la medida del movimiento, el movimiento es, a su vez, medida del tiempo. Por lo tanto, tiempo y movimiento se miden mutuamente. En efecto, el Big Bang no sólo fue el origen del universo, sino también el origen del tiempo. Plantearse la pregunta por el tiempo antes de ello, carece de sentido. Ni siquiera habría un "antes". Las cuestiones filosóficas surgen frente a esta visión cosmológica: ¿es el tiempo objetivo? ¿cómo comprobar la existencia de entidades que escapan de nuestra percepción? La teoría general de la relatividad estipulada por Albert Einstein nos ofreció un nuevo modo de concebir el tiempo. La idea de el tiempo como entidad relativa fue revolucionaria. Llamó la atención de varios científicos de aquéllos tiempos. Entre ellos, el matemático y filósofo Kurt Gödel. El filósofo encuentra inconsistencias en el concepto de "tiempo" en la teoría de Einstein. El principal equívoco radica, posiblemente, en la compatibilidad entre tiempo en su teoría de la relatividad con el tiempo en el sentido común. Así, Gödel elabora un argumento anti realista de la realidad del tiempo en la teoría general de la relatividad, teniendo como premisas: 1) Dada la relatividad de la simultaneidad, no hay tiempo intuitivo; 2) En la relatividad general hay un tiempo intuitivo en ciertos modelos de la teoría, a saber: el modelo cósmico; 3) Hay también modelos en la relatividad general, en los cuales no hay tiempo intuitivo, ya que existen curvas cerradas temporales. Sin embargo, hay inconsistencias, asimismo, en los argumentos de Gödel que desacreditan su argumento sobre la anti realidad del tiempo. El principal error epistemológico se halla en la confusión entre "relatividad" y "subjetividad". Esto conlleva a estipular, contrariamente, que el tiempo es objetivo. El presente trabajo de investigación tiene como objetivo presentar los argumentos gödeleanos en torno a la inexistencia del tiempo en la teoría general de la relatividad y, a su vez, presentar un contra argumento sobre las interpretaciones de Gödel. Los principales fundamentos serán históricos, filosóficos y epistemológicos.