futuro

Sábado, 13 de agosto de 2011

HISTORIA Y AVATARES DE UN CONCEPTO FISICO (Y FILOSOFICO)

La materia, la energía y el vacío

 Por Denisse Sciamarella y Matias Alinovi

Todo vacío es vacío de algo. ¿Qué iluminación formal permite la sentencia? Creemos que la siguiente: el vacío material –es decir, la mera posibilidad de alcanzarlo o no, y el proceso a través del cual podría eventualmente alcanzarse– está determinado por la concepción de la materia que nos ocupe. En otras palabras, en la operación de vaciar el algo, es el algo lo que determina los avatares del proceso de vaciado, y aun su mera posibilidad hipotética. Así, el vacío físico y la materia forman un par conceptual –una díada originaria, diría algún filósofo de la fenomenología– que se condiciona mutuamente: no puede definirse uno sin dejar definido el otro. Un vacío implica una materia, y es en ese sentido que podemos considerarlo como la callada conciencia de nuestra concepción material.

Consideremos un ejemplo simple. Los atomistas griegos del siglo V a.C. desarrollaron su concepción de la materia a partir de una discusión inveterada: ¿es posible dividir la materia indefinidamente? En un extraordinario ejemplo histórico de falsacionismo popperiano avant la lettre, Leucipo de Mileto decidió dogmáticamente que no. Ni él ni su discípulo Demócrito de Abdera podían pretender demostrar que estaban en lo cierto, o aun medir la presencia atómica. Lo único que podían hacer es lo que hicieron: aventurar una hipótesis y esperar a que especulaciones ulteriores se revelaran refutables (desde luego, la espera es metafórica: Leucipo y Demócrito no eran científicos, ni tampoco habían leído a Popper, como ya se dijo).

Lo cierto es que la hipotética existencia de un límite para la división material configuró su concepción de la materia: la materia estaba compuesta por átomos. Y entre los átomos, ¿qué había? Materia no podía haber, puesto que eso supondría que esa materia interatómica debía estar compuesta a su vez por nuevos átomos, y la pregunta primera resurgía como puesta en abismo. En conclusión, entre los átomos no debía haber materia sino falta de materia: vacío. Dice Demócrito: “Por convención existen los colores, por convención existen los sabores dulce y amargo, pero en realidad sólo hay átomos y vacío”.

El vacío era entonces la conclusión lógica de la existencia hipotética de un límite para la división material. Aristóteles, en particular, creyó que la materia era indefinidamente divisible, y por eso mismo nunca necesitó creer en la existencia del vacío. Ahora bien, lo notable es que la concepción atomista señala entonces un proceso, aunque más no sea como posibilidad conceptual, para alcanzar el vacío en un recipiente –quitar los átomos– y una posibilidad concreta de éxito (lo que se obtiene es el vacío de la concepción original: un vacío preexistente y constitutivo de la materia). En ese caso, entonces, el vacío es vacío de los átomos de Leucipo y Demócrito.

EL PUENTE DE MAXWELL

Una definición ambiguamente precisa del vacío o, mejor, de la mayor precisión posible sin que eso implique excluir definitivamente la ambigüedad, y que sin embargo da cuenta de nuestra aproximación fenomenológica, es la del físico escocés James Maxwell: “El vacío es lo que queda en un recipiente una vez que hemos retirado todo lo que podemos retirar de él”. ¿Dónde estriba la ambigüedad de la definición? Es fácil entenderlo: en la transposición que hace. Como no puede definir el vacío en términos absolutos –todo vacío es vacío de algo–, traslada la dificultad a “todo lo que pueda retirarse de un recipiente”.

Desde luego, la definición no abunda sobre las características de aquello que se piensa retirar del recipiente. No es lo mismo retirar manzanas de una caja que retirar aire, átomos clásicos o electrones. Es sólo en función de las características de aquello que deba retirarse del recipiente que se verá, primero, si puede ser retirado, y luego cuánto puede retirarse. La afirmación esta caja está vacía no tiene un sentido preciso si no decimos de qué está vacía. Pero el acierto de la definición de Maxwell es poniendo el acento en la idea de proceso: el vacío va alcanzándose –o no– en el proceso de quitar algo de un recipiente. ¿Por qué es un acierto? Porque deja en suspenso la determinación del algo, la difiere, la subordina a la definición del proceso. Es claro que la receta de vaciado de una caja no es la misma en el caso de las manzanas que en el del aire. Todo vacío es vacío de algo, pero entre el vacío físico y el algo material media un procedimiento, una receta. La receta es el puente entre el vacío físico y el algo material.

MAS INESTABLE QUE EL ORO

Hasta cierto punto, la definición del vacío presenta los problemas de toda definición. Definimos el oro como un metal de transición blando, brillante, amarillo, pesado, maleable y dúctil. Pero si descubriésemos que hasta ahora hemos vivido engañados, por algún motivo, y que en realidad las propiedades del oro son otras, no dejaríamos por eso de llamar oro al oro; diríamos más bien que el oro era sólo en apariencia un metal de transición blando, brillante, amarillo, pesado, maleable y dúctil. Un descubrimiento de esta naturaleza llevaría a corregir, o a actualizar, la definición de oro, pero no a dejar de llamar oro a eso que creíamos que era un metal de transición blando, brillante, amarillo, pesado, maleable y dúctil. Los nombres suponen una perdurabilidad mayor que la de las definiciones. En ese sentido, la definición parece más circunstancial que el nombre, que tiende a perdurar.

Pero en comparación con el oro, la definición de vacío es aun más inestable. El vacío se declina en vacíos diversos, no sólo históricamente sino de acuerdo al algo del que el vacío es vacío, lo cual favorece la aparición de vacíos epocales que no necesariamente se interpelan entre sí. A diferencia de lo que sucede con el oro, hay períodos históricos en los que el vacío deja de existir. El nombre designa temporariamente algo que no existe. Esas concepciones radicalmente distintas del vacío son como series cerradas. Es notable que eso no sucede con el concepto de fuerza, o de corriente eléctrica. En la historia conceptual del vacío hay una discontinuidad mayor, una mayor indeterminación respecto de aquello a lo que refiere. Y sin embargo, hay un efecto retroactivo del nombre que, al menos, nos da la ilusión de estar hablando de una sola cosa.

¿En qué se funda esa ilusión retrospectiva? Una respuesta posible consiste en afirmar que esa ilusión no tiene fundamento, que es radicalmente ilusoria. Que el acto de nombrar es discrecional, y que no hay un rasgo común que le dé consistencia a la ilusión. Otra posibilidad es intentar responder a la pregunta haciendo una fenomenología de la ilusión, indagando cómo se nos aparece, de qué modo se nos presenta. Para eso pongamos entre paréntesis la existencia del vacío y consideremos el vacío mismo.

GENEALOGIA

La genealogía que hagamos del vacío debe poder admitir que hubo períodos en los que el vacío existió y períodos en los que no. Esto es posible, justamente, porque lo que llamamos vacío está siempre condicionado por ese algo del que es vacío. Podríamos decir que la discrecionalidad en lo que llamamos vacío está en que el par vacío-algo no puede separarse. El vacío no tiene esencia propia: adquiere esencia, se materializa, a través del algo del que es vacío. Este vínculo entre el vacío y el algo es el que hace posible trazar una historia del vacío, explicar la ilusión retrospectiva.

Hagamos el ejercicio de preciar el algo en el par formado por el vacío y el algo de distintas maneras. Pongamos, por ejemplo, en el lugar del algo el todo. En ese caso, el vacío es lo que llamamos nada. El vínculo nada–todo está determinado por ese algo que es el todo. No hay otra manera de vaciar el todo más que negándolo. Si, en cambio, en el lugar del algo ponemos la materia, el vínculo vacío-materia ya no es del orden de la negación. Es del orden del proceso. Por eso la definición de Maxwell es acertada. Por eso Torricelli y Pascal proponen recetas de vaciado. Si en el lugar del algo ponemos unidades, en general, sin precisar de qué tipo de unidades se trata, tendremos el vacío de la aritmética. De modo que el vacío es lo que el algo reclama de él, y sólo se lo capta oblicuamente, a través del algo que el vacío no es.

EL VACIO COMO ESTADO

Detengámonos ahora en el par vacío-materia, es decir, en la historia del vacío de la física. Hemos dicho que Maxwell definía el vacío como aquello que queda en un recipiente cuando hemos retirado todo lo que podemos retirar de él. El verbo poder es central en la definición, y remite al proceso cuyas posibilidades de éxito dependerán de cuestiones teóricas y prácticas.

Sabemos que el concepto de materia cambia con la teoría de la relatividad. Materia y energía se asocian, aparecen mecanismos lícitos que permiten transformar materia en energía, y viceversa. Pero, ¿qué sucede con el par vacío-materia, si la materia cambia, es decir, si la materia ahora es también una forma de la energía?

De acuerdo con la definición de Maxwell, el vacío consistente con la equivalencia entre materia y energía es lo que queda cuando retiramos toda la materia y toda la energía que podemos retirar. Pero la física contemporánea es el escenario de los límites teóricos. Así como aparece un límite para las velocidades posibles –no puede haber velocidades superiores a la velocidad de la luz–, también hay un límite teórico para las energías. Lo sorprendente es que el límite del que hablamos no es un límite superior sino un límite inferior. Digámoslo claramente: en el proceso de retirar energía de un recipiente hay un límite teórico. Cuando retiramos todo lo que hemos podido retirar de él, queda una energía residual, no eliminable. Nuestro recipiente se encuentra entonces en el estado de mínima energía, un estado que recibe el nombre de vacío. El nombre vacío ha pasado así a designar un estado, un estado no vacío en los términos de los que partimos, pero un vacío compatible con el nuevo límite teórico. Hemos pasado de concebir el vacío como ausencia de materia, a concebirlo como un estado, como el telón de fondo en el que se desarrolla la escena de la materia, un telón de fondo infranqueable, que enmarca, pero que además condiciona, lo que en el escenario se puede representar, ese universo que se despliega en la obra.

El cambio en la definición de materia que aparece con el abandono de la física clásica trae consigo un cambio en la definición de vacío. La díada vacío-algo no se rompe. Si uno de los términos de la díada cambia, el otro muta también. La definición de vacío físico hereda los términos en los que se define la materia. Si el vacío posterior a esta mutación interpela al vacío que lo precedió, aparecen paradojas: tenemos un vacío que no está vacío. Pero la paradoja se disuelve si historiamos el cambio de definición. En la afirmación ahora tenemos un vacío que no está vacío, el primer vacío no es el mismo que el segundo. O mejor: el nombre perdura, pero lo designado por el nombre no.

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EVANGELISTA TORRICELLI Y SU BAROMETRO: EL PRIMER VACIO DE LABORATORIO.

EL FISICO JAMES CLERK MAXWELL (1831-1879).
 
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