Mec�nica Cl�sica

Se puede entender por mec�nica cl�sica a la gran s�ntesis sobre la concepci�n del mundo hecha por los cient�ficos del siglo XVII. Estos fueron algunos estudiosos del movimiento de los cuerpos celestes -Brahe, Kepler, Galileo, etc. - y del movimiento de los cuerpos terrestres -Galileo, Newton, y otros-; por supuesto sin que una lista excluya a la otra. Es una gran s�ntesis porque resume en 3 axiomas, y algunasb definiciones todo el conocimiento sobre la mec�nica -esto es, movimiento- de los cuerpos y sintetiza este; es decir, descubre que las explicaciones del movimiento de los cuerpos terrestres y de los cuerpos celestes est�n englobadas por los mismos principios. La naturaleza -supuesta ya divina o terrestre no cuenta, las leyes son las mismas. La mec�nica cl�sica fue la primera teor�a de tipo axiom�tico sobre el mundo; axiom�tico en el sentido de la geometr�a euclideana cl�sica; es decir todas la verdades se deducen de unos pocos principios o axiomas -tambi�n llamados autoverdades- y unas cuantas definiciones.

Los axiomas son conocidos por todas las personas con educaci�n media superior. Estos son:

i) Todo cuerpo en estado de reposo o de movimiento continuar� as� hasta que una fuerza exterior modifique este estado de reposo o de movimiento.

ii) Las fuerzas aplicadas sobre determinado cuerpo son proporcionales a las aceleraciones obtenidas del cuerpo.

iii) A toda acci�n que se ejerce sobre un cuerpo, corresponde una reacci�n, de la misma intensidad y de sentido contrario.

Dentro de las definiciones est�n: estado de reposo, estado de movimiento, fuerza, aceleraci�n, acci�n, masa, tiempo, velocidad, materia, y muchas otras. Vale la pena hablar un poco sobre estas �ltimas, ya que conforman el conocimiento junto con los axiomas que tenemos del movimiento de los cuerpos del mundo exterior.

En la mec�nica cl�sica, muchas de la definiciones son limitadas, ambiguas y no libres de dificultades. Sin embargo, en el �mbito para el que fueron pensadas, estas funcionan bien. Veamos algunos ejemplos concretos. Newton propuso que el tiempo es absoluto, fluye ajeno a todo influjo externo y es universal; es decir, no depende del estado de movimiento del observador. �stas son llanamente suposiciones sobre la naturaleza del par�metro que llamamos tiempo. Es lo que observamos, o lo que nos dicta la experiencia mas inmediata. Nada contradice estas o nos hace pensar que son err�neas; tal es nuestro acondicionamiento. Veremos mas tarde que indagaciones mas profundas sobre estos hechos llevaron a la formulaci�n de la teor�a especial de la relatividad. Aunque parece ser que Newton estaba consciente de estas dificultades, no tuvo otra alternativa. Ahora tomemos la idea de reposo. Esta es ambigua pues depende del observador. Solamente existe un sistema de coordenadas inercial donde un determinado cuerpo esta en reposo; visto desde cualquier otro esta en movimiento.

�Un cuerpo que esta en reposo y a la vez se mueve! No hay paradoja, todo depende del estado del sistema desde donde se este observando. Otro ejemplo: por definici�n, masa es la cantidad de materia que contiene un cuerpo. A su vez, cl�sicamente, materia es todo aquello que compone a los cuerpos. Esta es una idea intuitiva, fabricada para describir objetos macrosc�picos, esto es, objetos de la vida diaria, y con los cuales tenemos experiencias directas. No hay ninguna garant�a de que sea valida cuando la extrapolemos a regiones -microcuerpos- donde no tengamos experiencias diarias. Decimos, los objetos est�n hechos de materia. S�, pero qu� es la materia. La definici�n es recursiva; materia es todo aquello que compone a los cuerpos. Nada mas absurdo que esto, porque la l�gica se ha perdido. Para que no suceda tal cosa hay que cortar en alg�n punto, y tomar como evidente -es decir, sin demostraci�n- alguna proposici�n. La mec�nica cl�sica toma como evidente la idea de materia, en el sentido de que es todo lo que constituye a los cuerpos. No se define mas. Porque no se puede, adem�s no se necesita mas. Luego veremos que podemos calar mas hondo cuando tengamos experiencias con cuerpos microsc�picos y adem�s enfoquemos las cosas desde una perspectiva diferente.

Un ejemplo mas: Energ�a es otro paradigma de concepto cl�sico, su definici�n dice que es la propiedad que poseen todos los cuerpos para realizar un trabajo; trabajo es la energ�a almacenada o gastada por un cuerpo, o en un cuerpo. No comentamos mas sobre este concepto.

Al margen de la teor�a cl�sica, al menos en principio, quedan discusiones como, que es el vac�o, cual es el prop�sito de la mec�nica cl�sica, y otras cuestiones; m�s cerca estas de los objetivos de la filosof�a que de la mec�nica cl�sica.

Si bien la mec�nica cl�sica, no esta dispensada de problemas de consistencia, nadie puede negar u omitir los grandes logros aquilatados. Con toda justicia podemos decir que es una teor�a autoconsistente, es una teor�a de las llamadas cerradas. Las inconsistencias surgen cuando forzamos las autoevidencias supuestas para que se revelen en evidencias. �Esto es equivalente a pretender construir el conocimiento de la nada! Pretensi�n completamente absurda. Tenemos que suponer algo, para empezar. Como una primera aproximaci�n en la descripci�n del mundo externo, la mec�nica cl�sica es v�lida. En realidad ninguna teor�a axiom�tica esta libre de estos problemas. La misma geometr�a de Euclides los tiene; empero estos no le restan ning�n m�rito, excepto el de ser una teor�a absoluta. Basten, para ejemplificar, recordar las interminables discusiones sobre la autoevidencia de sus postulados. Discusiones que llevaron a la formulaci�n de otras geometr�as igualmente verdaderas y autoconsistentes conocidas como geometr�as noeuclideanas, y posteriormente a todo un programa para la construcci�n de todo tipo de geometr�a posible.

Las discusiones sobre la autoevidencia de los postulados y de las definiciones de la mec�nica cl�sica, junto con la abrumadora evidencia experimental no explicada por los primeros, desembocaron en nuevas mec�nicas.

Pero antes de pasar a revisar esas nuevas mec�nicas, echemos un vistazo a los principios que aun estas preservan. En la mec�nica cl�sica se supone, por principio, la conservaci�n de la cantidad de movimiento -ya sea lineal, ya sea angular-; tambi�n la conservaci�n de la masa; y la conservaci�n de la energ�a, cualquier tipo de energ�a. Dentro de la interpretaci�n sem�ntica de la mec�nica cl�sica est�n como principios:

i) La objetividad. Esto es, la postulaci�n de un mundo externo al observador y que es factible de ser descrito por leyes naturales independientes de toda intervenci�n de la voluntad del hombre.

ii) La localidad. Esto es, todo fen�meno natural es de tipo local; quiere decir que los resultados de un experimento en la luna, por ejemplo, o en el laboratorio vecino no afectan los resultados de otro en la tierra o en otro laboratorio.

iii) La causalidad. Esto es, a todo fen�meno antecede una causa o raz�n.

iv) El determinismo. Esto es, la suposici�n de que podemos predecir el futuro, si conocemos con todo detalle las condiciones iniciales y las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos involucrados. En mec�nica cl�sica, en principio, podemos hacerlo; conocemos las leyes que rigen y podemos conocer las condiciones iniciales con toda la precisi�n que querramos; no existen limitaciones a la precisi�n, por principio. La teor�a cl�sica no presupone una incertidumbre inherente al proceso de medici�n. Si bien existen las incertidumbres en los procesos de medici�n, las presupone tan peque�as como se deseen, sin que por ello nuestras mediciones queden afectadas. Dicho de otra manera, los efectos del observador sobre el fen�meno son tan p�quenos que no le alteran en su naturaleza, y se pueden reducir tanto como se quiera. No existen incertidumbres en el proceso de medici�n, y las obtenidas est�n dadas por las limitaciones experimentales.

v) Completez. Esto es, a cada elemento de la realidad f�sica le corresponde un elemento de la teor�a; si en una teor�a esto se cumple, decimos que la teor�a es completa. Tomemos como ejemplo la electrodin�mica cl�sica. En el mundo externo existe una propiedad de la materia -puede ser observada- la electrodin�mica se refiere a esta como "carga el�ctrica". De esta forma a un elemento de la realidad f�sica, se le asocia un elemento o concepto de la teor�a. La teor�a cl�sica sobre el mundo externo es objetiva, es local, es causal, es determinista, y es completa. Los principios antes numerados no son recuperados por la mec�nica cu�ntica.