El método científico de René Descartes (II)

El Mundo o Tratado de la luz

1.Introducción

Tras dejar inacabadas en 1626 las Reglas para la dirección del espíritu, su segundo ensayo de teorizar el método científico, Descartes va a intentar profundizar en el estudio de la aplicación de las matemáticas a los fenómenos naturales. Trabaja sobre óptica y para realizar sus experimentos le encarga a su amigo, el pulidor Ferrier, la fabricación de diversos tipos de lentes cóncavas y convexas. En la primavera de 1629 se traslada a vivir a los Países Bajos, territorio de mayor tolerancia religiosa que Francia, para dedicarse en exclusiva a la investigación científica sin temor a la Inquisición; el juicio y condena a Galileo, en 1633, justificarían a posteriori que Descartes quisiera ponerse a salvo de la autoridad de la Iglesia de Roma.

En una carta de 1630 confiesa haberse desinteresado de las matemáticas, lo que debemos interpretar en el sentido de que creía dominar ya la geometría antigua y el álgebra moderna y prefería dedicarse a otras cuestiones más empíricas. Por entonces combina sus estudios sobre la reflexión y refracción de la luz con el estudio de los meteoros y con investigaciones anatómicas mediante la disección de animales. Su permanente interés por la medicina, de raigambre familiar, se centraba en la circulación de la sangre, la digestión y el funcionamiento del cerebro. Entre 1630 y 1634 escribe El Mundo o Tratado de la luz, obra de cosmología, y comienza El Hombre, donde pensaba recoger sus investigaciones anatómicas y fisiológicas sobre el cuerpo humano; al enterarse de la condena de Galileo por el Tribunal del Santo Oficio desiste de publicar el primero y deja inacabado el segundo.

El Tratado de la luz no sería publicado, de forma póstuma, hasta 1664. Podemos ver en él la forma en que Descartes aplica su método científico, antes de que lo hiciera público en sus ensayos de 1637. Comienza exponiendo una regla metodológica que rompe con lo que él mismo había propuestos en las Reglas, al afirmar que la experiencia indica que no tiene por qué haber ninguna concordancia entre las sensaciones y los objetos que las producen. Abandona así el realismo psicológico tradicional, que daba por supuesto, sin necesidad de prueba, la correspondencia entre las cualidades de las cosas y los datos de los sentidos. Lo sustituye por un formalismo psicológico en el que las causas de los fenómenos naturales no se inducen de la observación empírica, sino que obedecen a procedimientos deductivos que remiten, en última instancia, a un principio teológico: Dios es el creador del mundo. La correspondencia entre la lógica del mundo y la lógica del alma se basa en los principios formales que Dios ha impuesto a uno y otra.

2. Materia

Dios ha dado existencia al universo creando de la nada la materia en movimiento; en consecuencia, materia y movimiento serán los dos primeros principios metafisicos cartesianos. Para Descartes materia y extensión son equivalentes, de modo que pensar un cuerpo y el espacio que ocupa son dos maneras distintas de pensar sobre lo mismo: en un caso en términos físicos, en otro en términos matemáticos. Tal distinción, pues, no es real, porque no se refiere a dos entes distintos, sino conceptual. Mediante tal equivalencia trata de ahorrarse el espinoso problema de la naturaleza del espacio, que Platón había definido como receptáculo de lo corpóreo y Aristóteles mediante el concepto de lugar. Al reducir el espacio a las magnitudes de los cuerpos Descartes elude dar una definición ontológica y, además, vincula inextricablemente física y matemáticas.

Una consecuencia que se deriva de lo anterior es que el universo cartesiano, al igual que el aristotélico, es pleno y no hay vacío alguno, ni exterior ni interno. La materia es única, pero los cuerpos están formados por tres tipos distintos de partículas materiales, que se distinguen entre sí solamente por su tamaño y velocidad, denominadas a la usanza griega: fuego, aire, tierra. Siguiendo al estagirita Descartes considera que el fuego es el elemento más sutil, por lo que tales partículas son las más veloces y diminutas, pudiendo adquirir todas las formas posibles; la tierra es el elemento más pesado, por lo que tales partículas son las más lentas y mayores; las de aire tienen velocidades y tamaños intermedios.

Todas estas partículas son inobservables por su tamaño infinitesimal; por tanto, para Descartes, la existencia de los tres elementos se deduce de las propiedades que exhiben los cuerpos a escala macroscópica y cósmica. En efecto, afirma que el Sol y las estrellas están formados por partículas de fuego, los cielos por partículas de aire y los planetas y cometas por partículas de tierra. Sin embargo, los cuerpos terrestres no son homogéneos y sus intersticios están rellenos de partículas de fuego y de aire. La infinitesimalidad de las partículas cartesianas es una exigencia epistemológica de la plenitud de su universo, equivalente a la divisibilidad ilimitada de la materia en Aristóteles: ese recurso a lo infinitamente pequeño y a la plasticidad ilimitada del fuego trata de darle consistencia figurativa y conceptual en la imaginación y el entendimiento al movimiento de la materia sin vacío.

Con su decisión de no llamar átomos, según la tradición presocrática, a las partículas fundamentales Descartes, que siempre intentó evitar las polémicas estériles, se ahorraba comprometerse con la causa del atomismo moderno, que había renacido en Europa gracias a la traducción y difusión del De rerum natura de Lucrecio, pretendiendo librarse así de las suspicacias de los teólogos católicos y de tener que enfrentarse al aristotelismo dominante en las universidades. Otra polémica contemporánea que sorteó con habilidad fue la de la finitud o infinitud del universo, manifestando su escepticismo respecto a la posibilidad de que el hombre pudiera llegar a conocer los límites del mundo, por lo que debía ser considerado de dimensión indefinida. Por la misma razón presenta su descripción del cosmos como una fábula, esto es, como un relato verosímil de valor instrumental, tratando de evitar amenazas inquisitoriales.

3. Movimiento

Descartes imagina que Dios en el instante de la creación aplica a la materia una fuerza finita que produce una determinada cantidad de movimiento, que se conservará, sin aumento ni disminución, a lo largo del tiempo; o dicho popularmente, que la cantidad de movimiento, entendida como el producto de la masa por la velocidad, ni se crea ni se destruye, solamente se transforma. Tratará de demostrar que las tres leyes que Dios impone al universo dan lugar inexorablemente a su forma actual, que describe, a grandes rasgos de la siguiente manera: Su movimiento es continuo, circular y se transmite por contacto; está dividido en zonas, llamadas vórtices, donde todas las partículas de aire y de tierra giran en torno a una estrella central, a la vez que las partículas de fuego que constituyen a esta giran en torno a su propio centro.

La primera ley consiste en que cada parte de materia individual permanece siempre en el mismo estado mientras el choque con las demás no la obligue a modificarlo. La segunda ley establece que cuando un cuerpo entra en contacto con otro le transmite una cantidad de movimiento igual a la que él mismo pierde, o bien adquiere una cantidad de movimiento igual a la que pierde el otro cuerpo. La tercera ley sostiene que cuando un cuerpo se mueve cada una de sus partes tiende a conservar el suyo en línea recta. Vemos que la primera y la tercera son leyes inerciales de la velocidad y de la dirección del movimiento, respectivamente; la independencia entre el módulo de la velocidad de una partícula y la dirección de su movimiento constituye uno de los aspectos más característicos de la física cartesiana. La segunda ley formula la conservación de la cantidad total de movimiento en cuanto que define sus variaciones como pérdidas y ganancias de suma cero.

Descartes fundamenta estas tres leyes de la naturaleza en dos principios teológicos: la inmutabilidad de Dios y su creación-conservación del universo. La inmutabilidad garantiza que desde su origen no haya habido cambios en las leyes que rigen la naturaleza, ni pueda haberlos. Por otra parte, como para Dios no hay tiempo, desde la perspectiva divina la creación del universo equivale a su conservación durante la totalidad de su duración y de ello derivan dos consecuencias: la conservación de la cantidad inicial del movimiento impreso y la conservación de la dirección instantánea inicial del movimiento.

Abandonando las formas sustanciales aristotélicas como causas ocultas de los fenómenos naturales, Descartes se propone elaborar una filosofía de la naturaleza en la que todos los sucesos queden explicados en función de cuatro factores de los cuerpos materiales: tamaño, figura, disposición de sus partes y movimiento. Los cuerpos sólidos serán tratados como si fueran una sola parte de materia con un único movimiento, independientemente de su tamaño. La diferencia entre los cuerpos sólidos y líquidos estriba en si sus partículas poseen movimiento unas respecto de otras o no; la relativa movilidad de las partes determina los grados de liquidez: la del fuego es mayor que la del aire y esta mayor que la del agua.

Un aspecto metodológico interesante de la física cartesiana es su uso de la noción de equilibrio. Afirma, por ejemplo, que los planetas son arrastrados por el movimiento circular del vórtice hasta una órbita en la que se produce un equilibrio entre la tendencia al movimiento en línea recta y la presión de los cielos que los rodean, de tal modo que se estabiliza en una posición que impide tanto un movimiento centrífugo hacia los límites del vórtice como un movimiento centrípeto que lo arroje contra su estrella. Del mismo modo postula que las fronteras entre los vórtices quedan definidas por las partículas que experimentan la misma fuerza atractiva por las estrellas de esos vórtices colindantes. Otro caso de equilibrio es el que se da entre la gravedad y la fuerza centrífuga. La primera, que hace que todas las partículas del planeta tiendan hacia su centro, se debe a la presión de los cielos sobre la superficie de aquel; la segunda deriva del movimiento de rotación del planeta; Descartes opina que si existiera el vacío a su alrededor la materia de los planetas giratorios se dispersaría en el espacio. Por tanto, en la física cartesiana reposo y movimiento no son dos estados distintos, como en Aristóteles, sino que mediante la noción del equilibrio de fuerzas el reposo ha quedado subsumido en el grado cero del movimiento.

4. Luz

En el sistema físico cartesiano la luz, definida como una forma de movimiento, se convierte en un principio fundamental de la naturaleza. La luz consiste en la presión centrífuga que transmiten las celerísimas partículas giratorias de fuego de la estrella a las partículas de aire de los cielos que la rodean, presión que se transmite en línea recta. Por tanto, los rayos luminosos son rectilíneos y al presionar nuestros ojos producen las sensaciones visuales. Entre las propiedades principales de la luz enumera las siguientes:

1. Se extiende en círculo alrededor de los cuerpos luminosos.
2. Se extiende de modo instantáneo a cualquier distancia.
3. Se transmiten en línea recta, aunque pueden desviarse por reflexión y refracción.
4. Los rayos luminosos pueden cruzarse en un mismo punto sin estorbarse, aunque pueden estorbarse cuando su fuerza es muy desigual.
5. La fuerza de los rayos puede aumentar o disminuir en función de la disposición geométrica y las cualidades de la materia que los recibe.

La primera propiedad implica que no hay direcciones privilegiadas para la transmisión de la luz estelar, o sea, que la materia es isótropa para el movimiento de los rayos luminosos; la segunda, que su velocidad es infinita. La tercera es un resultado que deriva de sus trabajos sobre óptica, que le habían llevado a redescubrir la ley de Snell sobre la refracción, parece ser que de modo independiente del matemático holandés. La cuarta implica que al no ser la luz un ente material, sino un movimiento, no se le puede aplicar las leyes del choque elástico, excepto en el caso de la colisión entre rayos con una gran diferencia de fuerza; en este caso excepcional parece que Descartes está extrapolando al comportamiento de la luz un resultado observado en sus experimentos sobre el choque elástico: que un cuerpo pequeño con una gran velocidad que choca contra un cuerpo inmóvil mucho mayor es incapaz de moverlo. La quinta señala que diferentes materiales pueden ser más o menos absorbentes o refractarios a la luz, pudiéndose deber tanto a factores matemáticos como físicos.

5. Conclusiones

Diversas razones explican el propósito cartesiano de adaptar su cosmología al relato del Génesis y a la teología católica: primera, su disposición de carácter a evitar problemas, sobre todo si el adversario es el Tribunal del Santo Oficio; segunda, el interés porque su filosofía sustituyera a la aristotélica en los colegios y universidades; tercera, sus propias creencias religiosas, aunque no fuera un cristiano ortodoxo. En definitiva, no es extraño que Descartes justifique con principios teológicos los principios de su filosofía natural, tanto los cosmológicos como los de la física terrestre, y por ende, que su epistemología tenga una garantía sobrenatural. La propia importancia que concede a la luz tiene una clara reminiscencia del “Fiat lux” del Génesis.

Sus enemigos lo acusaron frecuentemente de haber construido una física que no necesitaba de Dios sino como impulso inicial; sin embargo, con su teoría de la creación como conservación en el tiempo Descartes mantiene la presencia divina en un mundo que sin ella regresaría a la nada. Lo que está en juego en esa polémica es el enfrentamiento entre dos lógicas: la de la teología racionalista cartesiana que defiende la invariabilidad de las leyes naturales porque han sido impuestas al mundo por un Dios inmutable que no yerra y la de la teología voluntarista que sostiene la posibilidad constante de los milagros divinos. Hay una oposición total en el modo de concebir la relación entre Dios y el tiempo en ambas posturas: para Descartes la eternidad divina se halla fuera del tiempo, mientras que para los teólogos voluntaristas es una eternidad en el tiempo. En definitiva, la clave reside en si se elige concebir a Dios estrictamente según la lógica de su obra, el mundo, o si se elige pensar que su divinidad lo sitúa más allá de cualquier lógica.

En el Tratado de la luz la física cartesiana se inicia mediante un camino de síntesis, que partiendo del estado actual del universo, o sea, desde consideraciones empíricas, trata de retrotraerse hasta los primeros principios de la naturaleza, a partir de los cuales emprender un camino analítico rigurosamente deductivo que justifique las leyes de funcionamiento del mundo físico y los fenómenos verificables. Tal es la contribución cartesiana al proceso moderno de matematización del mundo iniciado con éxito por Johannes Kepler y Galileo Galilei. La física cartesiana será una de las excelsas representantes del mecanicismo, como se denominó posteriormente a la filosofía natural de diversos autores de los siglos XVII y XVIII, que pensaron el mundo como una gigantesca máquina; un modo de pensar antropocéntrico, tal como la propia idea de Dios.

Al no haberse atrevido, tras la condena de la Iglesia Católica a Galileo, a editar en 1634 el Tratado de la luz Descartes sentirá pronto la necesidad de publicar otras investigaciones menos proclives a suscitar la alarma del Santo Oficio y aprovechará, desde la relativa tranquilidad de su retiro en las Provincias Unidas, para publicitar en forma de relato el método con que las había realizado: el breve, pero sustancioso, Discurso del método para dirigir bien la razón y buscar la verdad en las ciencias (1637).

Actividades

• Investigar y explicar por qué fue condenado Galileo por la Iglesia Católica en 1633.
• Exponer cuál es la utilidad de las matemáticas, según Descartes, y citar algunas de sus aplicaciones.
• Explicar en qué consiste elrealismo psicológico rechazado por Descartes en el Tratado de la luz y poner un ejemplo y un contraejemplo.
• Razonar por qué la filosofía cartesiana de la naturaleza liga indisolublemente la física y las matemáticas.
• Argumentar si es razonable o no que Descartes atribuya a la existencia de tres tipos de partículas inobservables la estructura visible del universo.
• Razonar qué utilidad tiene en la física cartesiana el hecho de que las partículas de fuego puedan tener cualesquiera formas.
• Exponer dos fenómenos cósmicos que Descartes explica en términos de equilibrio de fuerzas.
• Explicar por qué la luz, según Descartes, no tiene consistencia material.
• Investigar y exponer cuál fue la polémica medieval entre teólogos racionalistas y teólogos voluntaristas.
• Averiguar y exponer qué contribuciones realizaron Kepler y Galileo a la matematización del mundo.

Para saber más

1. Toledo Prats, Sergio. (1994). "Descartes Filósofo ", en De Arquímedes a Leibniz tras los pasos del infinito matemático, teológico, físico y cosmológico.
2. Montesinos Sirera, José. (1994). "Descartes: el álgebre y la geometría", en De Arquímedes a Leibniz tras los pasos del infinito matemático, teológico, físico y cosmológico.
3. Montesinos Sirera, José. (2007). "La matematización de la naturaleza como vía única de la ciencia", en Los orígenes de la ciencia moderna.
4. Descartes, René."Tratado de la luz", Ed. Anthropos y Ed. Alianza
5. Rodis-Lewis, Geneviève. Descartes. "Biografía", Ed. Península.
6. Chica Blas, Ángel. "Descartes: Geometría y método", Ed. Nivola.