:.Newton y el ocaso de la Alquimia

La Europa que sirve de escenario al despegue de las ciencias y más particularmente a la Revolución de la Física en la Inglaterra de Newton, conformó un complejo panorama político, económico y social.

Domina el acontecer político de la primera mitad del siglo, la guerra de los 30 años, (1618 – 1648) resultado de choques de intereses religiosos, políticos y económicos. A partir de la paz de Westfalia, Europa se convierte en un mosaico de estados nacionales que representan el fin del poder del Imperio y del Papado. A la secularización del estado correspondió una secularización del pensamiento que impulsó el progreso de las ideas científicas.

Hacia la segunda mitad se destacan los desarrollos de dos modelos políticos:

·        El esplendor de la monarquía absoluta de Luis XIV (1643-1715) que cristaliza el liderazgo francés.

·        El agitado paisaje de las sociedad inglesa con la guerra civil (1642) que conduce a la instauración y vida de la República de Cromwell (1649-1660), la posterior restauración de los Estuardos, y finalmente la abdicación de Jacobo II (1660 –1688) mediante la Revolución pacífica de 1688.  Esta revolución se considera el hito histórico que inaugura el dominio inglés de los mares, del comercio y de la Revolución industrial. 

En lo económico se producen zigzageos pero la tendencia expresa un incremento del comercio colonial reflejado en la constitución de las grandes compañías de la Indias en las tres potencias que emergen  como líderes, Holanda, Inglaterra y  Francia. Aparecen las instituciones que prefiguran el naciente capitalismo como la Bolsa de Amberes y la Banca nacional. El transito de la producción artesanal, doméstica, a la manufactura se traduce en la creación de instalaciones,  se incuban novedosas técnicas y proliferan las profesiones que gestan las propias instituciones de nuevo tipo.

No se puede decir que los científicos del siglo mostraron indiferencia por los reconocidos movimientos sociales que bajo el término de Reforma tuvieron lugar. Desde Neper en Escocia hasta Newton en Inglaterra tomaron partido ante los acontecimientos que adoptaron un ropaje religioso. 

Es hacia mediados de este siglo que se crean, en los grandes polos de Europa, las primeras sociedades científicas. En 1662 abre sus puertas la famosa sociedad londinense “Royal Society”, cuya presidencia ocupará décadas más tarde el insigne Isaac Newton; poco después, en la próspera Florencia del Ducado de Toscana, comienza sus actividades la Academia de Cimento, actuando como su fundador el célebre Evangelista Torricelli; en 1666 se inaugura la Academia de Ciencias de París, contando entre sus primeros secretarios al afamado Louis Pasteur; y cierra el período la fundación de la Academia de Ciencias berlinesa, bajo la inspiración del pionero del cálculo, Gottfried W. Leibniz.

La aparición de grandes obras filosóficas en el siglo XVII,  repercuten en el camino que toman las Ciencias Naturales. En este marco es necesario destacar la obra del filósofo inglés Francis Bacon  (1561 - 1626). F. Bacon reclamaba para el trabajo científico la aplicación del método inductivo de investigación en lugar del viejo método deductivo en que se basaba la escolástica. El procedimiento fundamental para conducir la investigación propuesto por Bacon lo constituía el experimento organizado y planificado. Sus ideas tuvieron una amplia repercusión, primero en Inglaterra y luego en otros países.

La etapa de naciente formación en las Ciencias tal vez explique la inclinación abarcadora de los científicos de la época. Los grandes matemáticos incursionan con frecuencia en el campo filosófico, se esfuerzan por explicar los fenómenos en su totalidad, e intentan construir los instrumentos matemáticos requeridos para la formalización de los experimentos en el campo de la Mecánica.  

La Historia reconoce que es la Física, la Ciencia que en todo este período impulsa el desarrollo de la formalización matemática para describir las leyes de los objetos que estudia, en particular el movimiento de los cuerpos bajo un enfoque dinámico. No es casual que como veremos a continuación el nacimiento del Cálculo Diferencial estuviera vinculado con necesidades del propio crecimiento de las Ciencias Físicas. 

Es también a partir del siglo XVII que se introduce sólidamente en las prácticas de las investigaciones el método experimental, con el cual se conducen una serie de grandes descubrimientos. 

El propio diseño del experimento físico impulsó el desarrollo de los instrumentos de medición. El más notable de los mecánicos fue sin dudas el inglés Robert Hooke. En la lista de instrumentos que inventó figuran el microscopio, el barómetro de cuadrante, un termómetro de alcohol, un cronómetro mejorado, el primer higrómetro, un anemómetro y un “reloj” para registrar automáticamente las lecturas de sus diversos instrumentos meteorológicos. A ellos han de sumarse en este siglo, el reloj de péndulo y el telescopio. 

Las ideas desarrolladas por Copérnico y Galilei fueron las premisas científicas básicas con las que contó Isaac Newton (1642 – 1727) para su trabajo de axiomátización de la Mecánica en su famosos “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” publicados en 1687. En esta obra, dividida en tres libros, Newton hace una exposición detallada de la Mecánica.

En el tercer libro “El sistema del mundo” presenta sus cuatro reglas para el “razonamiento filosófico” que son:

1.  “No se deben admitir otras causas que las necesarias para explicar los fenómenos.”

2.  “Los efectos del mismo género deben siempre ser atribuidos, en la medida que sea posible, a la misma causa.”

3.  “Las cualidades de los cuerpos que no sean susceptibles de aumento ni disminución y que pertenecen a todos los cuerpos sobre los que se pueden hacer experimentos, deben ser miradas como pertenecientes a todos los cuerpos en general.”

4.  "En la filosofía experimental, las proposiciones sacadas por inducción de los fenómenos deben ser miradas, a pesar de las hipótesis contrarias, como exactas o aproximadamente verdaderas, hasta que algunos otros fenómenos las confirmen enteramente o hagan ver que están sujetas a excepciones.”

Estas reglas tienen un incalculable valor epistemológico para la Ciencia. Las dos primeras están relacionadas con el método de la modelación,  que consiste en esencia en la acumulación de datos de la observación de un conjunto de fenómenos y extrayendo lo esencial de ellos, proponer un modelo físico – matemático de esos fenómenos y de los sistemas donde ellos se producen y luego pasar al experimento, diseñado al efecto, para comprobar la validez del modelo.

Estas dos primeras reglas expresan el pensamiento newtoniano sobre la relación causa – efecto penetrado por el enfoque determinista emanado de su propia descripción de la Mecánica, pero sin dudas, y la Ciencia lo ha demostrado plenamente, son válidas estas ideas para los casos de los sistemas macroscópicos.

La tercera regla avanza un método para la generalización de las conclusiones científicas, lo que ha sido un poderoso instrumento en manos de la Ciencia. Sin embargo debe señalarse que este método, mal aplicado, puede llevar a errores de grandes proporciones. Tal es el caso de intentar aplicar o generalizar los resultados de la Mecánica Clásica al mundo de las micropartículas subatómicas.

Por último, la cuarta regla hace referencia a la objetividad del conocimiento si este es levantado sobre una sólida base experimental y a la vez permite la adecuada combinación entre el carácter absoluto de ese conocimiento en un momento histórico determinado y su carácter relativo en el decursar del tiempo, fertilizando  la idea de lo que más tarde se conoció como el Principio de Correspondencia, que invalida la concepción del relativismo a ultranza. 

Para tener una idea del grado de validez del núcleo teórico newtoniano,   bastará con saber que el diseño, control y corrección de las órbitas de los satélites terrestres y las naves cósmicas que el hombre utiliza en la actualidad, son realizados enteramente con arreglo a las predicciones de estas tres leyes. 

En el ámbito de la Química el siglo XVII marca el inicio de la introducción de la balanza para estudiar las transformaciones químicas y un cambio en el centro de interés del tipo de sustancias objeto de estudio desde los minerales y metales hacia los vapores  o espíritus.

También cabe destacar que el propio Descartes fundador de la Geometría Analítica, hace renacer la atomística antigua. De manera hipotética Descartes planteó la singular idea de que las propiedades de las sustancias dependían de  la forma que adoptaban sus partículas constituyentes. Así el agua debía presentar como corpúsculos elementales partículas largas, lisas y resbaladizas;  partículas puntiagudas debían formar las sales; pesadas y redondas debían ser las del mercurio. Puede considerarse a Descartes el iniciador de la Estereoquímica o Química Espacial, pero sus ideas no podrían tener un ulterior desarrollo en esta época. Debía antes desarrollarse la Mecánica de Newton, para que Dalton, a inicios del XIX, pudiera  atribuir a la masa, la propiedad fundamental de los átomos.    

Pionero de los virajes de este período es el médico flamenco J.B. Van Helmont (1577 –1644). Si un alquimista al observar la deposición de una capa de cobre sobre un clavo introducido en una solución de azul de vitriolo, creería ver la transmutación del hierro en cobre, Van Helmont estudia la disolución de los metales en los tres ácidos minerales fuertes y la recuperación de los metales de estas disoluciones. Se enfrasca también Van Helmont en la penosa tarea de atrapar las sustancias  escurridizas que se escapan en numerosas transformaciones a las cuales bautizó con el término de gases, derivado del griego “chaos”. Así aísla el gas liberado en la fermentación del vino que identifica con el gas desprendido en la reacción  entre el carbonato de calcio y el ácido acético, al cual llama gas silvestre.

Una tendencia observada durante el siglo XVII, relacionada con el desarrollo de la manufactura, centraba su interés en mejorar los procedimientos para obtener sustancias de aplicación práctica como los salitres, ácidos, bases y colorantes. Para cumplir estos propósitos se necesitó perfeccionar los útiles, y en particular los medios de calentamiento, hornos y equipos que aumentaron el arsenal de los laboratorios de la época.

Johann Rudolph Glauber  (1604 – 1668) fue el más eminente representante de esta dirección. Glauber elaboró un nuevo método para producir los ácidos clorhídrico y nítrico. Una vez destilados los ácidos trató el residuo que quedaba en la  retorta y al recristalizar obtuvo un producto que exhibía una fuerte acción laxativa. El sulfato de sodio, conocido en la Farmacopea como sal de Glauber, llega hasta nuestros días. 

Pero fueron los trabajos del químico irlandés Robert Boyle (1627 – 1691)  los que marcaron una nueva pauta. En 1622 descubre, al estudiar el comportamiento que experimenta el  volumen de los gases con las variaciones de la presión, la ley que llega a nuestros días como ley de Boyle. En su libro “El químico escéptico” se suprime el prefijo de la vieja alquimia pero la verdadera ruptura que propone con el pasado no se reduce a un cambio ortográfico. A partir de él, los elementos no resultan deducidos del razonamiento especulativo, sino del criterio experimental de carácter primario en el sentido de no admitir una ulterior descomposición. El término elemento, en este contexto, tiene un significado derivado de la práctica y un sentido de provisionalidad que no sería superado hasta el siglo XX cuando se descubriera la naturaleza íntima de los elementos químicos.  

Aunque la actividad en este siglo está  pautada por la reestructuración hacia el estudio de los gases y el enfoque experimental ausentes de conjeturas y falsas expectativas, el mérito por el descubrimiento de un tercer no-metal, el fósforo, corresponde al último alquimista, Henning Brand (¿ – 169? ). En 1669, calcinando los residuos de la destilación de la orina, obtuvo en la retorta un polvo luminiscente que consideró un fuego elemental.  

Se ha repetido que Newton dedicó ingentes esfuerzos a ensayos de transmutación alquimista, justamente cuando tales ideas estaban en pleno decaimiento a fines de este siglo XVII. Pero en rigor histórico publicó un ensayo en 1700 "On the nature of acids" y dejó incompleta una teoría "de la fuerza química" que vino a conocerse un siglo después de su muerte, ambos privados del tinte alquimista  y en plena  correspondencia con su regla de oro para el razonamiento filosófico: "No se deben admitir otras causas que las necesarias para explicar los fenómenos".  

Con la Revolución Científica inaugurada por Newton se abría paso el paradigma mecánico,  mientras, al finalizar esta centuria, agoniza la Alquimia.  

El siglo XVIII sería testigo de un avance extraordinario de las Matemáticas; el inicio de la expansión de nuevas áreas del  conocimiento físico, y en la Química nacía un proceso revolucionario al debutar como ciencia asentada en el tratamiento cuantitativo de los resultados experimentales.