La fisica como ciencia
La fisica como ciencia es la rama de la ciencia que estudia la materia, la energia, el espacio y el tiempo, y las leyes que gobiernan el movimiento y la interaccion entre ellos. Se trata de una ciencia experimental y matematica que formula predicciones comprobables y las pone a prueba con el metodo cientifico. Sus fundamentos se remontan a los escritos de aristoteles en el siglo IV a. C., pero su forma moderna nace con los trabajos de galileo galilei en 1543 y la mecanica de isaac newton, publicada en los Principia en 1687, y sigue activa hasta hoy: el 2015 marco la deteccion de ondas gravitacionales por el observatorio LIGO. Con esta base, la pagina responde tambien a las preguntas vecinas que la acompanan: Que es la ciencia en sentido amplio, como se relaciona Ciencia y tecnologia en la vida diaria, cuales son los Tipos de ciencia en la que se organiza el saber, y por que la biologia estudia la vida en su origen y sus formas.
Para situar la materia conviene partir del concepto mas amplio. Que es la ciencia es la pregunta de fondo: ciencia es el conjunto ordenado de conocimientos obtenidos mediante la observacion, la hipotesis y la experimentacion, y se organiza en Tipos de ciencia como la biologia, la quimica, la geografia, la historia, la economia y la fisica. Esa clasifica no es decorativa: cada ciencia estudia una capa distinta de la realidad, aunque todas comparten el mismo metodo. La fisica, en particular, es la ciencia de base: sus leyes de energia y de fuerza se reutilizan en la quimica, y la quimica a su vez en la biologia y en la medicina.
Que estudia la fisica y como se divide
Que estudia la fisica como ciencia: estudia la materia, la energia, el espacio, el tiempo y las interacciones entre ellos, y clasifica esa realidad en 4 grandes areas. El primer grupo es la mecanica clasica, que newton formalizo en 1687 y que describe el movimiento de los cuerpos cotidianos. El segundo es la termodinamica, que rige el calor y la energia en 3 leyes numeradas. El tercero es la electromagnetismo y la optica, que explican la luz y la electricidad. Y el cuarto es la fisica moderna, nacida a partir de 1905, que engloba la fisica cuantica y la relatividad. Esta division no es un invento arbitrario; sigue la historia de la propia ciencia, ya que cada area se consolido cuando se acumularon 3 o mas resultados independientes que no podian explicarse con las leyes anteriores.
| Area de la fisica | Que estudia | Fundador o figura clave | Fecha |
|---|---|---|---|
| Mecanica clasica | Movimiento de los cuerpos y fuerzas | isaac newton | 1687 |
| Termodinamica | Calor, trabajo y energia | lavoisier y carnot | 1824 |
| Electromagnetismo y optica | Luz, carga electrica y campos | maxwell y huygens | 1865 |
| Fisica moderna | Cuantica, relatividad y particulas | albert einstein | 1905 |
Como clasifica la naturaleza la fisica
Como clasifica la naturaleza la fisica: la organiza en escalas, de la part subatomica al universo completo, porque cada escala obedece a leyes propias que no pueden reducirse a las de las contiguas. En la escala mas pequeña, la fisica cuantica describe particulas como el electron y el foton, que se comportan de modo probabilistico y no determinista. En la escala macroscopica, la mecanica newtoniana sigue siendo precisa y mas simple. En la escala planetaria y estelar, la relatividad general de albert einstein, publicada en 1915, sustituye la gravedad newtoniana por la curvatura del espacio-tiempo. Y en la escala del cosmos, la cosmologia aplica esas mismas leyes para modelar la expansion del universo, que se mide desde 1929 con la ley de hubble. Clasificar la naturaleza asi permite a los fisicos elegir el marco teorico correcto antes de medir, y esa es la razon por la que la fisica sirve de cimiento a las demas ciencias basicas.
Descubrimientos que definieron la fisica
Los descubrimientos que definieron la fisica son los que cambiaron las preguntas que los cientificos se permitian hacer, y 4 de ellos marcaron un antes y un depois. El primero es la mecanica de newton en 1687, que unifico el movimiento terrestre y el celeste bajo 3 leyes del movimiento. El segundo es la relatividad de albert einstein en 1905 y 1915, que mostro que el espacio y el tiempo son relativos y que la masa y la energia son equivalentes. El tercero es la fisica cuantica de max planck en 1900, que introdujo la idea de que la energia se emite en paquetes discretos o cuantos. Y el cuarto es la deteccion de ondas gravitacionales por LIGO en 2015, que confirmo una prediccion de 100 anios atras. Los ultimos descubrimientos en fisica cuantica, por su parte, siguen ampliando esta lista: los experimentos de entrelazamiento cuantico y los avances en computacion cuantica mantienen la disciplina en primera linea. La importancia de cada uno de esos hitos no esta en el dato aislado, sino en que abrio una nueva area de investigacion que, a su vez, alimenta a la tecnologia.
La relacion entre Ciencia y tecnologia
La relacion entre Ciencia y tecnologia es directa y bidireccional, porque la fisica produce los principios que la tecnologia convierte en instrumentos. La mecanica de newton hizo posible el calculo de orbitas y, con el, la navegacion y el lanzamiento de cohetes. La electromagnetismo de maxwell permitio la radio, la television y las antenas que hoy dan cobertura a miles de millones de dispositivos. La fisica cuantica, nacida en 1900, es la base del transistor de 1947, del laser y de la informatica moderna. Y la deteccion de ondas gravitacionales de 2015 muestra el recorrido inverso: la tecnologia de los interferometros de LIGO, con brazos de 4 kilometros, hizo posible medir una seial que habia pasado desapercibida durante siglos. Esa via de doble sentido explica porque Ciencia y tecnologia no son campos separados: la ciencia aporta el modelo, la tecnologia aporta el instrumento, y la suma de ambos avanza mas rapido que cualquiera de los dos por separado.
El lugar de la fisica entre las demas ciencias
El lugar de la fisica entre las demas ciencias es el de ciencia de base, porque sus leyes se reutilizan en las ciencias que la siguen en la jerarquia. La quimica aplica la fisica a la estructura de los atomos y a las reacciones, y la biologia aplica la quimica al funcionamiento de los seres vivos; la biologia estudia la vida en su origen y sus formas, desde la celula hasta los ecosistemas. La geografia, en tanto ciencia de la Tierra, se apoya en la fisica de la atmosfera y de la tectonica de placas. Y las ciencias sociales, como la historia y la economia, aunque no miden con el mismo instrumental, heredan del metodo cientifico la exigencia de causa y efecto, de hipotesis y de datos verificables; la economia, en particular, usa modelos matematicos que son parientes directos de los de la fisica. La contabilidad, por su parte, se apoya en esa logica de balances y en la medida precisa que la fisica ayudó a estandarizar. El resultado es una cadena: la fisica aporta leyes, la quimica las combina, la biologia las aplica a la vida, y las ciencias sociales y la tecnologia heredan el metodo. Esa es la razon por la que, cuando se pregunta que es la ciencia y donde se aplica, la respuesta siempre vuelve al mismo punto de partida: la fisica, como ciencia que clasifica la naturaleza.