El agua es fuego (y el fuego es agua)

La relación entre el agua y el fuego es mucho más estrecha de lo que te imaginas.

No iba muy desencaminado Tales de Mileto, el más grande de los siete sabios de Grecia, cuando, en el siglo VI antes de Cristo, afirmó que el agua era la sustancia primordial de la naturaleza. Recordemos que, para los antiguos griegos, había cuatro elementos básicos que, mezclándose en distintas formas y proporciones, daban lugar a todo lo existente, y estos elementos eran el aire, el agua, la tierra y el fuego. Y Tales, observando que el agua puede ser líquida, sólida o gaseosa y que está presente en la tierra (en forma de humedad) y en el aire (en forma de vapor), pensó que esa era la esencia última de todas las cosas.

Grandes Ideas - Tales y la Ciencia de Leonardo Sanchez Coello

Pero ¿y el cuarto elemento, el fuego?, ¿acaso no es lo contrario del agua, que precisamente por eso se usa desde siempre para apagarlo? Parece el punto más débil de la teoría de Tales, y sin embargo la relación entre agua y fuego es la más estrecha de las que se dan entre los cuatro elementos.

La fórmula del agua, H₂O, es sin duda la más conocida de las fórmulas químicas; pero no todo el mundo sabe que es el segundo término de una reacción que representa una combustión: 2H₂ + O₂ à 2H₂O

El hidrógeno es muy inflamable (por eso en los globos aerostáticos se suele usar helio, menos ligero y más caro, pero inerte), y, cuando arde, dos moléculas de hidrógeno se combinan con una molécula de oxígeno para dar lugar a dos moléculas de agua. Así que el agua, en su origen, es fuego, lo que equivale a decir que el fuego -la intensa reacción exotérmica que se produce al combinarse el hidrógeno y el oxígeno- es agua, como intuía Tales.

¿Y los demás fuegos? Lo que arde habitualmente en la naturaleza y en nuestros hogares, o en los motores de explosión, no es hidrógeno. ¿O sí? En buena medida sí: los combustibles habituales son hidrocarburos y otros compuestos de hidrógeno y carbono, y cuando arden la combustión produce sobre todo agua y dióxido de carbono. Por ejemplo, al quemar metano, el más simple de los hidrocarburos, se produce la siguiente reacción: CH₄ + 2O₂ à CO₂ + 2H₂O

Una molécula de metano se combina con dos moléculas de oxígeno para dar lugar a una molécula de dióxido de carbono y dos moléculas de agua; en este caso el fuego es… gaseosa muy caliente.

Algo parecido ocurre al quemar alcohol ordinario (etanol): CH₃ – CH₂OH + 3O₂ à 2CO₂ + 3H₂O

Una molécula de etanol se combina con tres moléculas de oxígeno para formar dos moléculas de dióxido de carbono y tres de agua. En este caso el propio combustible aporta oxígeno y, por otra parte, la proporción de dióxido de carbono es mayor, pero la llama sigue siendo “agua con gas”.

La familiar fórmula H₂O significa que una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, y sus peculiares características moleculares convierten hacen del agua el “disolvente universal”: muchas de las reacciones químicas que se producen en la naturaleza tienen lugar en medio acuoso, y en otras muchas, como acabamos de ver, se produce agua. Además de la combustión, la más conocida reacción generadora de agua es la de un ácido con un hidróxido, como nos recuerda una frase muy familiar para quienes estudian química: “ácido más base, sal más agua”; por ejemplo, al reaccionar el ácido clorhídrico con el hidróxido sódico, se producen cloruro sódico (sal común) y agua: HCl + NaOH à NaCl + H₂O

Su condición de disolvente universal hace que el agua sea fundamental para la vida tal como la conocemos, pues en estado líquido (en el que se mantiene de manera bastante estable entre 0º y 100º centígrados) suministra un medio idóneo para que las moléculas de otras sustancias se muevan libremente y se combinen entre sí. Por eso nuestro cuerpo contiene alrededor de un 70% de agua y no podemos sobrevivir mucho tiempo sin beber. Después de todo, Tales no iba desencaminado.

Tomado de: El País (España)

La raíz cuadrada de dos: El terror de los Pitagóricos

El primer intento serio de “hacer ciencia”, o por lo menos algo que nosotros, dudosos habitantes del siglo XXI, podamos considerar como ciencia, ocurrió en Mileto, una próspera colonia griega del Asia Menor, donde vivió Tales (de Mileto, obviamente) en el siglo VI a.C., del que cuentan que, basado en viejos datos babilónicos, predijo el eclipse total del 28 de mayo de 585 a.C. Verdadero o no, a veces la fecha de ese eclipse se pone como punto de arranque de la ciencia occidental.

Tales de Mileto y su escuela introdujeron una innovación absoluta en el pensamiento griego: separar lo natural de lo sobrenatural y establecer que los fenómenos naturales deben explicarse mediante causas naturales. Es la escuela de la physis. La escuela de Mileto dejó planteado un problema difícil: ¿por qué se debe aceptar tal o cual explicación (desde ya, los milesios estaban muy lejos de la idea de experimento)? Y ¿cómo podemos basar una teoría en la observación, sabiendo lo poco fiables que son los sentidos, y la empiria en general?

Problemas que fueron enfrentados por la escuela eleática (por Parménides de Elea, 540-470 a.C.), que frente al testimonio dudoso de los sentidos, opone un Ser permanente, inmóvil, continuo, eterno y sin atributos, al que sólo se puede acceder por la vía de la razón, olvidando los fenómenos, puramente contingentes (como quiere demostrar Zenón de Elea, discípulo de Parménides con la célebre paradoja de Aquiles y la tortuga). Pero un Ser sin atributos no puede darnos demasiado; el camino de Parménides no produce ciencia sino metafísica: en realidad, la escuela eleática lleva a la incipiente ciencia griega a un callejón sin salida. ¿Cómo salir del atolladero?

Los filósofos griegos siguieron: algunos tomaron un camino radical, como los atomistas (Demócrito y Leucipo), que fracturaron el ser en pequeñas partículas indestructibles y eternas: los átomos, infinitos, “increados”, tienen distintas formas y que se mueven permanentemente en el vacío. Y hubo, si se quiere, otra solución: las matemáticas, en las que la razón no tiene que discutir ni ocuparse de fenómenos, sino de relaciones puras. Ese es el camino que suscribió una escuela muy importante que se desarrolló a partir del siglo V en el sur de Italia, la escuela pitagórica. Los pitagóricos establecieron que la fuente de la realidad son los números. A la pregunta ¿cuál es el origen de las cosas?, respondieron: los números.

Es posible que esta idea haya partido del estudio de la música: descubrieron que hay relaciones numéricas precisas entre los sonidos; y estas relaciones, para nada evidentes, pudieron impulsarlos a dar el paso audaz de generalizar y proclamar que todas las cosas consisten en números. 

Así, la escuela pitagórica opta por el pensar y resuelve el problema milesio. Y fueron tal vez un poco más lejos de lo aconsejable: identificaron a la Justicia con el número 4 por tratarse del primer número cuadrado; al matrimonio con el 5, que representaba la unión del macho (3) con la hembra (2). Además, creían que todo el cielo era una escala musical, analizaron muchas propiedades de los números, trabajaron sobre los poliedros regulares, las medias aritméticas, geométricas y armónicas, acústica y astronomía, que era algo así como geometría aplicada. Desde ellos viene esa ligazón entre aritmética, música, astronomía y geometría que constituirá el quadrivium medieval. Propusieron un sistema, integrado por un fuego central alrededor del cual giraban veinte cuerpos envueltos en niebla, y dieron numerosas demostraciones; la más famosa es, desde ya, el teorema de Pitágoras).

Pero he aquí que el teorema de Pitágoras llevó a una conclusión asombrosa, que puso en jaque todo el sistema pitagórico. Al fin y al cabo, si uno construye un cuadrado de lado 1, se puede ver fácilmente que, como el cuadrado de la diagonal es la suma de los cuadrados de los catetos, es 1 al cuadrado + 1 al cuadrado = 2. Y entonces la diagonal mide la raíz cuadrada de 2.

Resulta que los pitagóricos descubrieron también que la raíz cuadrada de 2 no es un número, que no hay ninguna fracción que la represente: la raíz de 2 es “a-logos”, es inexpresable: es irracional. Y sin embargo, la diagonal de un cuadrado de lado 1 está ahí, de manera neta y tan evidente; tiene una longitud real y extremos fijos, puede construirse una varilla de esa longitud concreta, pero esa longitud concreta no parece ser nada, no parece pertenecer a la esfera de lo posible... y sin embargo, está allí. Pero además, es imposible negar la existencia de la raíz cuadrada de 2, que no se produce en el terreno de la empiria, sino en el mundo puro de los números.

Ahora, ¡hay que imaginar el efecto que este descubrimiento tuvo que tener en algunos de los primeros pitagóricos! Ellos suponían que todo consiste en números y que el conocimiento expresa relaciones entre números (enteros o fraccionarios). Pero he aquí que una entidad, que ciertamente pertenece a la ciencia, la diagonal de un cuadrado, no puede ser expresada con números enteros, no puede existir. Es decir, tenemos algo concreto y ese segmento, que está ahí no es un número, no es nada. Y la medida de la diagonal de un cuadrado de lado 1 tampoco es nada. ¡Pero la diagonal de ese cuadrado está ahí! ¿Cómo puede ser que a un segmento no corresponda ninguna longitud?

Un ejemplo del terror que produjo ver que algo tan simple como la raíz cuadrada de 2 era un irracional es la leyenda según la cual un pitagórico, Hipaso, divulgó el secreto y pereció ahogado como castigo divino por su acción. Y es que la escuela pitagórica se había embarcado en un callejón sin salida. Construyeron todo un edificio científico, místico, que les parecía muy sólido, y de repente aparece este asunto que amenaza con precipitar toda la escuela en el abismo. Los pitagóricos se enfrentan a este dilema y no lo pueden resolver. Han fracasado en su teoría de que todo está constituido por números, aunque la influencia que ejercieron siguió resonando a través de los siglos, y la encontramos aún en Kepler.

Y es que el problema con que se enfrentaron no es fácil de resolver, la raíz de 2, como descubrieron los pitagóricos, desde ya no es una fracción: no hay número entero ni fraccionario alguno que multiplicado por sí mismo nos reproduzca exactamente al 2. Actualmente escribimos raíz cuadrada de 2 como 1,14142135624 y agregamos una serie de puntos suspensivos que significan que la fracción decimal no tiene fin, que el número de decimales (no periódicos) es infinito. Es lo que ahora llamamos (quizás en homenaje a Pitágoras) un número irracional.

El terror de los pitagóricos ante la raíz de 2 es fácil de entender, porque nosotros, hoy, en el fondo, seguimos siendo pitagóricos. No creemos, como Pitágoras, que todo es número, pero sí que las matemáticas subyacen al mundo empírico; que de un modo misterioso organizan la empiria, que aquello que es matemáticamente posible es y que aquello que no es matemáticamente posible, no es.

Tomado de:

Página 12 

Bonus:

La biografía de Pitágoras, y detalles curiosos de los pitagóricos, en esta presentación:

Conocer Ciencia - Pitágoras y el número from Leonardo Sanchez Coello

"Tales y la Ciencia"

Primer Programa de "Conocer Ciencia"
Serie: Ciencias Naturales_1

¿De qué está compuesto el Universo?

Esa pregunta, tan importante, se la planteó hacia el año 600 A. C. el pensador
griego Tales, y dio una solución falsa: «Todas las cosas son agua».
La idea, además de incorrecta, tampoco era original del todo. Pero aún así es
uno de los enunciados más importantes en la historia de la ciencia, porque sin él —u
otro equivalente— no habría ni siquiera lo que hoy entendemos por «ciencia».

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La "idea" de Ciencia.

La Naturaleza está regida por Leyes Naturales inamovibles.

El hombre puede conocer estas Leyes gracias a la Razón.

El Principio de Incertidumbre.

El profe Leo
Lunes 12 de noviembre de 2007