Naturaleza de la Ciencia para Todos. Waldo Quiroz Venegas

A la izquierda tenemos un ecosistema terrestre, en el centro un sistema de juego futbolístico y a la derecha un sistema cristalino. (Fotografías de http://commons.wikimedia.org)

      Finalmente en un diamante hablamos de un sistema, puesto que los átomos que lo componen interaccionan dándole una geometría especial que le entrega una alta dureza, elevados puntos de fusión y una alta rigidez.

      Por otra parte, si analizamos un objeto individual independiente del sistema donde este se encuentre, nos damos cuenta que el objeto material es en sí mismo un sistema también. Por ejemplo usted y yo no sólo formamos parte de los sistemas anteriormente descritos sino que nuestro cuerpo humano es un sistema por sí solo. Somos un sistema compuesto de órganos como el corazón, pulmones, hígado, riñones, cerebro. Estos órganos deben intercambiar energía, gases, nutrientes, impulsos eléctricos, hormonas, etc., para sustentar nuestro ser. Evidentemente que este sistema maravilloso como el cuerpo humano debe interaccionar con el exterior para nutrirse, pero el punto es que distintos objetos materiales estrechamente relacionados conforman nuestro cuerpo.

      Los órganos del cuerpo por sí solos también son sistemas, específicamente estamos hablando de sistemas celulares, los cuales al interaccionar generan las propiedades del órgano en cuestión. Por ejemplo el tipo de células que conforman al corazón le dan la capacidad de bombear sangre, el tipo de célula del cerebro le da la capacidad de transmitir impulsos eléctricos y generar el aprendizaje, la creatividad, la memoria. Lo mismo podemos afirmar para los pulmones, hígado y riñones.

      Aunque parezca majadero podemos seguir con este jueguito de analizar sistemas de sistemas. Las células son sistemas macromoleculares tales como capas de lípidos, proteínas y estas mismas moléculas son sistemas atómicos y estos átomos son sistemas de partículas sub-atómicas como electrones, protones, neutrones.

      ¿Hasta dónde podemos seguir con el tema de los sistemas? Los últimos adelantos de la ciencia nos dicen que los protones y neutrones están formados de sistemas de quarks y que estos estarían formados a su vez por cuerdas, aunque tengo entendido que aún no hay evidencias de que estas últimas existan. Los que no somos físicos de partículas podemos entender esto mucho mejor a través de animaciones computacionales.

      A continuación dejo un enlace el cual espero que se mantenga activo cuando lea este libro, de lo contrario búsquelo en la red con el nombre “la escala del universo”

       http://htwins.net/scale2/

      Además que la realidad es un sistema de objetos materiales que interaccionan entre sí, esta realidad tiene, como se muestra en la Figura 2, varios niveles, todos ellos estrechamente conectados. Por ejemplo, las interacciones de los sistemas atómicos y moleculares a escala microscópica, generan propiedades macroscópicas que se observan en sistemas a escala humana, así la interacción de las moléculas de agua a escala microscópica generan que un vaso de agua en condiciones normales sea líquida, incolora, buen solvente, muy estable, entre otras características.

      Cuando usted ve un fenómeno natural como un arcoiris, esos colores son el producto de las interacciones que presentan los fotones de la luz del sol con los gases y agua atmosférica, generando un cambio en el ángulo de propagación y dependiendo del “color” que porta el fotón este cambio de ángulo genera una dispersión de los “colores” por el fenómeno de la refracción”. Tanto fotones como las moléculas de gas y de agua están en una escala micro y el arcoiris está en una escala humana.

      Todos los objetos materiales que nos rodean y sus propiedades son el efecto de interacciones de objetos en general a escala microscópica. Los objetos de los sistemas a escala microscópica interaccionan para dar efectos a escalas mayores, y el hecho que usted pueda leer este libro se debe a interacciones de células, con fotones, los cuales generan estímulos eléctricos que van a incidir con su cerebro para generar en última instancia la capacidad de poder ver y leer, tal como se intenta graficar en la Figura 4, en donde el flujo de fotones es regulado por el Iris y la pupila en donde los impulsos eléctricos son conducidos por el nervio óptico.

      Todo lo anterior parece una locura y una maravilla a la vez, espero que de ahora en adelante vea la realidad con otros ojos.

      Figura 4. El ojo y su estructura al interactuar con fotones. (Fotografías de http://commons.wikimedia.org, National Eye Institute requested. Original source)

      En resumen: la realidad es un sistema de objetos materiales, sistema compuesto de sub-sistemas a distintos niveles, todos ellos conectados. Desde los sistemas microscópicos de los átomos a los sistemas de escalas más grandes como las galaxias, en ese escalamiento emergen y desaparecen propiedades, una conclusión que quizás usted o yo lo veamos exclusivamente desde un punto de vista científico, que tiene grandes connotaciones filosóficas, las cuales si les interesan puede usted profundizar consultando literatura pertinente (M. A. Bunge & Solar, 2004).

II.3 Propiedades fenoménicas

      En los capítulos anteriores nos hemos referido a los objetos materiales y los sistemas que los conforman, en este capítulo nos centraremos en las características observables de los objetos naturales, es decir, sus propiedades fenoménicas.

      Si comparamos los objetos materiales de la naturaleza que se pueden observar de forma directa, nos encontramos con similitudes y diferencias entre ellos. Así, por ejemplo, si comparamos una piedra con un árbol las diferencias “saltan a la vista”, tanto, por lo que nos llega desde nuestra visión, olfato o tacto, porque claramente una roca posee propiedades muy diferentes a la de un árbol. La dureza de una piedra es claramente una propiedad que podemos percatarnos a través de nuestros sentidos al igual que su forma, podemos ver que esta no es capaz de flotar por sí sola en agua y que resiste el fuego sin fundirse, que es capaz de destruir la madera, que es en general impermeable y así sucesivamente. Por otra parte podemos observar que un árbol es más dócil, que este crece y envejece, que genera frutos, resina, que alberga vida, etc. Esto es lo que salta a “simple vista” y eso que salta a simple vista le llamamos propiedad fenoménica.

      Las propiedades fenoménicas o propiedades secundarias se distinguen de las trans-fenoménicas o primarias por cuanto en que estas últimas están fuera del alcance de nuestros sentidos, aspecto que profundizaremos más adelante. Por lo pronto, la sensación térmica por ejemplo es una propiedad fenoménica, así la sensación fría que da el tocar un metal es algo que caracteriza a estas sustancias. Por el contrario, la temperatura es una propiedad transfenoménica y se requiere de un termómetro para poder acceder a ella. Por otra parte, la nubosidad atmosférica podemos visualizarla, pero la baja presión atmosférica se debe registrar con un barómetro. Las diferencias de temperatura de un objeto sumado a la conductividad térmica de estos son la causa de la sensación térmica que percibimos al tocarlo, como también la baja presión atmosférica es la causa de una mayor nubosidad.

      Como podemos ver, ambos tipos de propiedades están intrínsecamente relacionadas, pero mientras que en las propiedades fenoménicas existe un sujeto que percibe, en las propiedades transfenoménicas este no está presente. Por ejemplo, el color amarillo del sol no existiría si no existe un ojo que perciba ese color, esto por cuanto a que el color es el efecto de la interacción de los fotones con las células del ojo y las neuronas cerebrales. Ahora bien, el sentido común y la ciencia no dicen que a pesar de que nadie mire el Sol, este de todas maneras existe, de hecho la cosmología nos plantea que el sol existió mucho antes que apareciera ser vivo alguno, por lo que la frase “existir es ser percibido” del filósofo George Berkeley (Munoa Roiz, 2007) es falsa. Ahora bien, lo mismo podemos decir del olor de un melón o el sabor de un limón. El sabor ácido de un limón es ácido para la persona que lo percibe, sin esa persona no existiría esa propiedad fenoménica, pero el limón, claro que existe, independiente del sujeto que lo saboree.

      El color rojo de una estrella como Aldebarán de la constelación