Breve historia de la Física
La Física es una de las ciencias
naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre, porque
gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar en muchos casos,
una explicación clara y útil a los fenómenos que se presentan en nuestra vida
diaria.
La
palabra física proviene del vocablo griego physiké cuyo
significado es naturaleza.
Es la Ciencia que se encarga de
estudiar los fenómenos naturales, en los cuales no hay cambios en la
composición de la materia.
La
Física ha experimentado un gran desarrollo gracias al esfuerzo de notables
científicos e investigadores, quienes al inventar y perfeccionar instrumentos,
aparatos y equipos han logrado que el hombre agudice sus sentidos al detectar,
observar y analizar fenómenos.
Al
nacer la filosofía de los griegos, nace propiamente la física. La palabra filosofía (del griego Philos amante y de sophia
sabiduría) significa amor a la sabiduría,
este término se aplicó por primera vez a la actividad de ciertos pensadores
griegos, que en el siglo VI a.C., reflexionaban sobre los fenómenos naturales,
el origen y naturaleza de la vida, de los seres y las cosas.
La Filosofía nace en Jonia
en la costa del Asia Menor, y son Mileto, Efeso y Samos, algunos de los pueblos
donde encontramos a los primeros pensadores, con su filosofía, llamada filosofía
de la naturaleza o filosofía
de la física, ya que física significa naturaleza. En
ésta filosofía de la naturaleza, la observación de la naturaleza, los cuerpos y
el ser ocupaban el primer plano de estudios, aunque piensan también en el
espíritu y en el ser como un todo.
En
el siglo IV a.C. aparece Aristóteles quien empieza a estudiar la caída de
los cuerpos.
En
el siglo segundo de nuestra era aparece Ptolomeo que hace estudios sobre la
reflexión de la luz. A
partir de éste periódo, la física avanza lentamente a travéz de cientos de
años.
Casi
1,500 años después aparece Galileo Galilei que estudia el movimiento del péndulo
y reafirma la Teoría Planetaria heliocéntrica junto con Nicolás
Copérnico. En
el siglo XVI aparece William Gilbert que realiza estudios sobre electricidad
y magnetismo.
En el
siguiente siglo aparece Isaac Newton que descubre la Ley de
Gravitación Universal, así como las leyes sobre el movimiento de los
cuerpos; con éste gran científico nace la Física Clásica.
En el siglo
XVIII, hay grandes aplicaciones como la electricidad, las máquinas
eléctricas, la invención del pararrayos. En el siglo XIX, Alejandro
Volta inventa la pila eléctrica; Avogadro explica la diferencia
entre átomos y moléculas, Roentgen los rayos x y Becquerel la
radioactividad.
Hacia 1880
la física presentaba un panorama de calma: la mayoría de los fenómenos podían
explicarse mediante la mecánica de Newton, la teoría electromagnética de
Maxwell, la termodinámica y la mecánica estadística de Boltzmann. Parecía que
sólo quedaban por resolver unos pocos problemas, como la determinación de las
propiedades del éter y la explicación de los espectros de emisión y absorción
de sólidos y gases. Sin embargo, estos fenómenos contenían las semillas de una
revolución cuyo estallido se vio acelerado por una serie de asombrosos
descubrimientos realizados en la última década del siglo XIX: en 1895, Wilhelm
Conrad Roentgen descubrió los rayos X; ese mismo año, Joseph John Thomson
descubrió el electrón; en 1896, Antoine Henri Becquerel descubrió la
radiactividad; entre 1887 y 1899, Heinrich Hertz, Wilhelm Hallwachs y Philipp
Lenard descubrieron diversos fenómenos relacionados con el efecto
fotoeléctrico. Los datos experimentales de la física, unidos a los inquietantes
resultados del experimento de Michelson-Morley y al descubrimiento de los rayos
catódicos, formados por chorros de electrones, desafiaban a todas las teorías
disponibles.
El siglo XX
estuvo marcado por el desarrollo de la física como ciencia capaz de promover el
desarrollo tecnológico. A principios de este siglo los físicos consideraban
tener una visión cuasi completa de la naturaleza. Sin embargo pronto se
produjeron dos revoluciones conceptuales de gran calado: El desarrollo de la
teoría de la relatividad y el comienzo de la mecánica cuántica.
En los primeros años del siglo Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr y otros desarrollaron
la teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre
la radiación de los cuerpos. En esta teoría, los niveles posibles de energía
pasan a ser discretos.
En 1911
Ernest Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente
a partir de experiencias de dispersión de partículas. A los componentes de
carga positiva de este núcleo se les llamó protones. Los neutrones, que también
forman parte del núcleo pero no poseen carga eléctrica, los descubrió James
Chadwick en 1932.
En 1925
Werner Heisenberg y en 1926 Erwin Schrödinger y Paul Dirac formularon la
mecánica cuántica, en la cual explican las teorías cuánticas precedentes. En la
mecánica cuántica, los resultados de las medidas físicas son
probabilidad|probabilísticos; la teoría cuántica describe el cálculo de estas
probabilidades.
La mecánica cuántica suministró las herramientas teóricas para la
física de la materia condensada, la cual estudia el comportamiento de los
sólidos y los líquidos, incluyendo fenómenos tales como estructura cristalina,
semiconductividad y superconductividad. Entre los pioneros de la física de la
materia condensada se incluye Felix Bloch, el cual desarrolló una descripción
mecano-cuántica del comportamiento de los electrones en las estructuras
cristalinas (1928).
La teoría
cuántica de campos se formuló para extender la mecánica cuántica de manera
consistente con la teoría especial de la relatividad. Alcanzó su forma moderna
a finales de los 1940s gracias al trabajo de Richard Feynman, Julian Schwinger,
Tomonaga y Freeman Dyson. Ellos formularon la teoría de la electrodinámica
cuántica, en la cual se describe la interacción electromagnética.
La
teoría cuántica de campos suministró las bases para el desarrollo de la física
de partículas, la cual estudia las fuerzas fundamentales y las partículas
elementales. En 1954 Yang Chen Ning y Robert Mills desarrollaron las bases del
modelo estándar. Este modelo se completó en los años 1970 y con él se describen
casi todas las partículas elementales observadas.