"La física no trata de cómo es el mundo,
sino de qué podemos decir sobre el mundo"
(Niels Bohr, 1885-1962)
En nuestro universo todo lo que podemos observar e imaginar como fenómenos reales, es decir, que verdaderamente existen, corresponden a eventos físicos. En existe identidad entre los conceptos existente, físico y real. De nuevo nos aparece el tema recurrente de la diferencia entre una “imagen” y un “fenómeno real”. Una imagen es un fenómeno real, un evento físico, entonces, ¿cómo podemos diferenciarla de otros tipos de realidad? Por sus distintas cualidades. Existen dos tipos de características en los fenómenos físicos, las que llamaremos características sustantivas y las características adjetivas. Ambas existen pero no de la misma manera, ya que las del primer tipo corresponden a las características propias del fenómeno tal y como es mientras las del segundo corresponden a las características de la imagen, esto es, de la información que podemos obtener de ella. Así como en nuestro primer capítulo pudimos diferenciar el
conocimiento objetivo del subjetivo, ahora nos corresponde diferenciar el objeto en si mismo de la información que tenemos de el. El objeto en si mismo conserva sus características sustantivas independientemente de nuestra observación, no así sus características adjetivas, que son derivadas de las primeras, seleccionadas específicamente por nosotros para obtener una imagen que nos sea útil o significante. El mundo de la información corresponde al mundo de las imágenes.
Existen características sustantivas comunes a todo lo que existe. La primera ellas corresponde a la estructura. Es imprescindible poseer estructura para poder existir, y es esta estructura lo que convierte todo fenómeno existente en un fenómeno físico. Existen infinidades de estructuras, resultante de la combinatoria de las estructuras básicas del universo. Estas estructuras son extremadamente específicas, y del tipo de estructura depende qué tipo de fenómeno es.
Ilustremos estas características con un ejemplo: unas nubes que forman en la atmósfera la figura de un gato. Ese es un fenómeno real, aunque distinto al fenómeno del animal gato como tal. Uno tiene la estructura de un gato, mientras el otro tiene sólo la forma, la imagen. La forma es una característica adjetiva, pues corresponde a la información de tenemos de ella, más que al fenómeno como tal. La imagen, para poder existir, necesita una estructura. En nuestro ejemplo de gato de nube su estructura está hecha de distintas concentraciones de partículas de agua en suspensión, vista desde muy lejos. Lo mismo ocurre con una fotografía del gato o de un gato disecado, corresponden a distintas estructuras ordenadas en nuestro cerebro por una misma forma. La forma y la imagen son características adjetivas pues corresponden más que al fenómeno mismo a una selección de la información que obtenemos de el. No consideramos su estructura, corresponde
a una abstracción.
La estructura es muchísimo más que la sola imagen o forma. Abarca el contenido total del fenómeno o cosa que existe mientras la forma se aplica más a los límites superficiales y sus diferencias con el medio externo y a lo que nosotros podemos observar.
Es importante recordar que la estructura diferencia una abstracción de un fenómeno real, pues si lo olvidamos incurriremos en el error de confundir la imagen con el fenómeno que representa. Un ejemplo de esto podría ser el asunto de las dimensiones. En geometría se consideran reales las abstracciones llamadas puntos, planos, rectas, etc. Sin embargo a veces nos olvidamos de la estructura subyacente a estas figuras o formas, lo que ocurre sobre todo con las unidades más pequeñas que conforman nuestro universo. Nos preguntamos si tienen masa, estructura, si son uni o multidimensional, o no tienen dimensión. Esto se relaciona directamente con el tamaño de la estructura y la dificultad para obtener información. Es decir, el problema está en que no tenemos una imagen clara de sus características sustantivas, nos falta información. Sin embargo, esto no implica en absoluto que sus condiciones verdaderas cambien. Veamos una analogía:
Desde un lugar lejano del universo un sistema de referencia enorme está recibiendo información acerca del planeta Tierra, que se observa como un punto prácticamente invisible del polvo estelar de una galaxia. Para este sistema, debido a la insignificancia de su tamaño, tal vez nuestro planeta ni siquiera exista. Tal vez lo consideren un punto, sin dimensión. Sin embargo, no es tirado de los pelos que ellos piensen que aún cuando ellos no la conozcan, este planeta posea una estructura tridimensional, en la cual hay una superficie, que a su vez representa a un estrato o capa, que es una estructura tridimensional. Lo mismo podríamos decir de las estructuras básicas que forman nuestro universo.
(El asunto de las dimensiones lo retomaremos mas adelante, en relación con la “complejidad”)
Las estructuras poseen asociadas características sustantivas, que son:
-Volumen: todo fenómeno físico posee volumen pues posee una estructura y esta ocupa necesariamente espacio tridimensional. Esto vale para lo más grande hasta lo más pequeño de los fenómenos del universo.
- Tamaño: existe un rango de tamaño para las estructuras, que permiten que se mantengan como tal. Esto no significa que la estructura necesariamente sea rígida, puede tener elasticidad y cambios de tamaño, hasta un rango de reversibilidad.
- Configuración: son distintas posiciones que adopta una estructura no rígida. Estas posiciones son reversibles, permitiendo a la estructura conservarse como tal. También corresponde a la estructura interna y su ordenamiento, vista a un nivel de tamaño menor.
Agrupación de Estructuras, cohesión y discontinuidad
A menos que se trate de estructuras límites, es decir, las más pequeñas o mas grandes del universo, todas las estructuras forman parte de otras mas grandes, y a su vez estan formadas por otras menores. ¿De qué depende de cuál estructura formen parte? De la posición en la cual la estructura esté ubicada y de la cohesión que tenga con otras para formar otra estructura mayor. Esta cohesión permite a la estructura mantener equilibrios estables en el tiempo y resistir fuerzas que incurran sobre ellas. Esto forma estructuras muy complejas y describir u observar completamente incluso una parte infinitesimal de cualquier estructura, incluso las más simples como los electrones, están más allá de nuestra posibilidad. Es por eso que necesariamente debemos seleccionar la información para formar imágenes significantes y útiles que nos permitan obtener conocimiento y comprensión. Una de estas abstracciones es la idea de cuerpo.
Un cuerpo corresponde como idea a una estructura formada por una sola pieza separada de lo demás. Existe un límite que, a la vez que cohesiona ciertos elementos, los separa de los demás.
De aquí viene la idea de discontinuidad, que procederemos a analizar. Es una idea bastante coherente, puesto que podemos observar a simple vista que tales cuerpos, es decir objetos con una gran cohesión interna y separados unos de otros, existen. Sin embargo, si observamos un poco más, surgirá naturalmente la pregunta: ¿Y por qué están separados? Y entonces surge el concepto de “medio”. Volvemos a nuestro gato de nube. Un medio es una estructura cuyos límites no son tan evidentes pues los elementos que la forman no tienen gran cohesión, no forman bloque. Es decir, sí forman bloques, pero estos son de un tamaño tremendamente menor al que observamos los “cuerpos” a nuestra escala, los cuerpos de estos medios son de tamaño molecular. Nuestros medios más cotidianos son líquidos y gaseosos.
Desde este lugar obtenemos dos parámetros distintos de continuidad/ discontinuidad, que llamaremos “por conformación” y “por contacto”.
Si utilizamos el parámetro de la conformación, observaremos los cuerpos separados unos de otros, ya que más allá de cierto límite la composición de lo observado cambia de una manera drástica. En cambio, si utilizamos el parámetro del contacto, llegamos a la conclusión de que nunca se pierde el contacto con alguna estructura existente, siempre hay “algo” rellenando un vacío (uno de los axiomas básicos de nuestras musas es el principio de inexistencia de vacío).
Por ejemplo, un vaso con agua sobre una mesa, tenemos cuatro tipos de elementos distintos: el agua, el vaso, el aire y la mesa. Estos objetos tienen conformación disferente y sin embargo están continuos por contacto entre sí. La cohesión de los objetos sólidos, es mucho más fuerte que la del líquido y el gas, que resultan de algún modo “circunstancial”. La “circunstancia” es, sin embargo, inevitable, ya que no existe en nuestra naturaleza el “vacío”, cualquier movimiento afecta el entorno en que se encuentra, en este caso un movimiento “succionante” causa una tracción alrededor. Al mismo tiempo que, por ejemplo, levantamos el vaso con agua, en el preciso momento que lo levantamos ocurre un movimiento de aire que rellena el espacio que nuestro movimiento dejó. Lo mismo ocurre en cualquier situación: se forma, por contacto, una continuidad. Los objetos no necesitan ser homogéneos para formar un sólo cuerpo, por contacto se
forma una unión circunstancial. Tal vez los planetas y galaxias del universo están separados por espacios vacíos, pero los que vivimos en la capa más profunda de la atmósfera, tenemos discontinuidad por conformación, y tenemos además continuidad de fases. En conclusión, esta paradoja es aparente pues utilizamos las mismas palabras (continuo o discontinuo) con diferente acepción, al especificar de qué tipo se trata, si por conformación o por contacto, esta paradoja se resuelve: consideramos que los objetos del mundo son continuos por contacto y discontinuos por conformación.
Homogeneidad Relativa
Un cuerpo puede imaginarse como, un conjunto de campos con un poco de materia en medio de una gran cantidad de espacio, ordenada por medio de una gran complejidad estructural y dinámica. Esta estructura, organizada en todos sus niveles, posee características distintas dependiendo del tamaño de observación; puede parecer impermeable a un nivel de observación, mientras a otro nivel más pequeño tener agujeros, permeables para estructuras del tamaño igual o menor a ellos. A diferentes escalas, podemos observar distintas figuras: un cuerpo que a simple vista nos parece muy homogéneo, al mirar con más detalle podremos observar diferencias relacionadas con la diferencia de tamaño.
Cuando decimos que la materia ocupa un volumen, hacemos una afirmación relativa, que según cómo se interprete podrá ser mentira o verdad: sí, ocupa realmente un volumen, pero no todo el volumen que parece ocupar, sino que en forma parcial. Este volumen talvez puede ser ocupado entero en casos muy particulares, como un agujero negro, formando una bola de increíble densidad. Sin embargo, lo normal en nuestro mundo es que la materia ocupe un espacio ínfimo en comparación a lo que parece ocupar, con enormes espacios vacíos, en el nivel atómico. A niveles microscópicos, es normal que contenga agujeros de diferentes tamaños y formas, que permiten el paso de ciertos cuerpos y otros no. A niveles macroscópicos, la tremenda variedad de materiales hace que recorramos un amplio espectro de características, entre los cuales hay muchos ejemplos de sólidos porosos penetrables a simple vista, como las esponjas y el chocolate aireado, el ejemplo más delicioso de todos.
Antiguamente sólo teníamos como referencia lo que podíamos ver a nuestra escala, por lo tanto no podíamos imaginar, por ejemplo, que si observamos nuestros objetos más sólidos a una escala aumentada, éstos estarían en su mayor parte, vacíos. Los considerábamos “impenetrables”, y esa idea se ha mantenido hasta hoy. La impenetrabilidad de los objetos corresponde a casos particulares que sólo se aplica a relaciones de estructuras de tamaño parecido, que no pueden interpenetrarse por una traba mecánica. En general, las estructuras poseen un grado de interacción mucho mayor, superponiéndose, interpenetrándose, relacionandose de muchas maneras distintas y complejas, además de los casos particulares clásicos donde dos cuerpos no pueden ocupar el mismo espacio y se rechazan entre sí.
Cuerpos, Espacios y Medios
Consideraremos el concepto “cuerpo” como el objeto formado por una sola estructura. Esta se caracteriza por una gran cohesión interna que lo separa de otras estructuras, lo que hace que se mueva en bloque. Los objetos sólidos forman cuerpos enormes, tan enormes que los podemos observar a nuestra escala, son las “cosas” de nuestro mundo cotidiano. Líquidos y gases también forman cuerpos, sin embargo estos son mucho más pequeños que los objetos de nuestro mundo macroscópico. Es un asunto de tamaño y cantidad de energía cinética. Aparentemente a simple vista, líquidos y gases no poseen estructura y tampoco forman cuerpos, formando lo que nosotros llamamos un “medio”. Sin embargo objetivamente debemos reconocer que éstas sí poseen estructuras, las moléculas que los conforman, y que sí forman cuerpo, pues se mueven en bloque con la Tierra, por ejemplo.
Un objeto ocupa volumen, ocupa un espacio y en definitiva es un espacio también, penetrable por otras estructuras, lo que nosotros llamamos un medio. sirve de medio a otras estructuras de tamaño menor.
Lo que diferencia un cuerpo de un medio es el tamaño y cohesión de las estructuras que lo conforman. Esta diferencia puede llegar a ser enorme. El cuerpo es parte del medio, está adentro de él, inmerso, por lo tanto tiene un tamaño menor al volumen total del medio; además puede moverse a través de él, ya que el medio es más blando y los elementos que lo conforman son más pequeño y en conjunto tienen menos cohesión el cuerpo, se mueven adaptándose a él. Cuando un cuerpo se mueve, éste mueve la estructura que estaba allí a la vez que va ocupando su lugar. Por ejemplo, las moléculas de agua son extremadamente pequeñas en comparación a un submarino, pero éste a su vez es muy pequeño en comparación al mar que forman dichas moléculas. Para una bacteria, nuestro cuerpo es un medio, para un rayo x, también, exceptuando nuestros huesos, para un neutrino, casi cualquier cosa será un medio.
El hecho de que una estructura sea cuerpo, espacio o medio, corresponden a características adjetivas. Sustantivamente, podemos decir que cualquier objeto es cuerpo, espacio y medio a la vez. Un mismo cuerpo puede tomarse de dos maneras distintas, si consideramos sus relaciones exteriores o interiores:
A) Como cuerpo inmerso en un medio externo
B) Como medio de otros cuerpos internos
Esta dualidad cuerpo-medio ocurre en todos los cuerpos, con excepción de los impenetrables que en su interior no se mueve - que no sirven de medio- a ninguna estructura menor. Esta información depende de la escala de observación.
Unidad primaria o básica
Una unidad básica será aquella que sólo tenga relaciones externas, homogénea e indivisible en su interior. El resto de las unidades será compleja, con espacios de diferentes tamaños que permiten interacciones tanto externas internas. Puesto que toda estructura posee tridimensionalidad, volumen, debemos considerar que esta clasificación corresponde a una característica adjetiva, una abstracción, a una selección de datos para formar una imagen útil o significante y depende de la escala en que queramos observar. Podemos considerar cualquier estructura como primaria para relacionarla con su medio externo, tomar cualquier nivel como unidad basal, sin olvidar, eso sí, que la elección de esta unidad basal es arbitraria y que, a menos que sea el real componente último del universo, posee también componentes interiores que se pueden estudiar.
Niveles
Un cuerpo existe estructurado completamente, desde cada uno de sus niveles, a partir de sus elementos básicos. Estos elementos, que ya están estructurados, determina el volumen que ocupa, el tipo de espacio que conforma, y las relaciones con los elementos del medio. Los cuerpos, dependiendo de la cantidad de energía y espacio disponibles y de las conformaciones anteriores, se ordenan para tener los equilibrios más estables. Esto ocurre a varios niveles generando estructuras grandes y complejas. En todos los niveles las estructuras necesitan adoptar una forma estable, valores discretos determinados, de tamaños y formas que permitan su conservación. Cuando un sistema se sale del equilibrio, inmediatamente la energía busca su mejor adecuación en el espacio, un nuevo equilibrio, nueva estabilidad.
Los siguientes son principios aplicables a relaciones de cuerpos en grupos, por lo que los denominaremos principios colectivos y son:
1- Jerarquía y superposición
Las estructuras se ordenan agrupándose en niveles y ocupando distintas posiciones y relaciones con las cosas a su alrededor, en unidades de distintos tamaños que pueden superponerse en un mismo espacio. Las estructuras más grandes tienen espacios que se rellenan con estructuras de tamaño más pequeño. Distintas unidades pueden compartir un mismo espacio, y sobreponerse entre sí.
Superposición
Se pueden confundir los límites e incluso sobreponerse. Un ejemplo de esta superposición es el aire que respiramos, en rápido cambio y que según cómo lo consideremos, puede estar fuera o dentro de nosotros, en una interfase o todo a la vez.
Pongamos el plástico en agua, será impermeable a ella. La esponja, en cambio, absorbe el agua. Luego, saquémoslo; estará en contacto con el aire. Los límites del plástico son fácilmente visibles, en cambio, ¿cuáles son los límites de la esponja? El aire y el agua que quedan en lo profundo de esta estructura, ¿están adentro o están afuera? Nuestro lenguaje es ambiguo, según cómo interpretemos la pregunta y dónde pongamos los límites será verdadera una u otra respuesta. También podemos decir, también interpretando de cierta manera, que ocupan espacios comunes, se superponen. Es decir, la esponja mojada la esponja seca, la esponja húmeda, puede considerarse como espacios distintos, limitados por una superficie simple, una figura geométrica que abarque la capa más superficial de la complicada estructura de la esponja.
Hay una superposición de espacios y de dimensiones que se contienen unos con otros. las estructuras reales tienen posiciones muy complejas donde lo interno y lo externo se mezcla
Un cuerpo material puede tener, cientos de millones de estructuras superpuestas en múltiples niveles. Contienen en su interior espacios complejos, que a modo de redes, pueden incluir otras conformaciones en su profundidad.
Sin embargo, esto es sólo una intepretación. Si decidimos considerar la estructura en su complejidad, podremos decir que las estructuras quedan unas afuera de otras, y nuestra interpretación depende del sistema de referencia inercial.
2- Topologia: habrán distintas regiones topológicas en un mismo cuerpo cuando observamos a niveles de tamaño menores.
El hecho de que las estructuras posean un tamaño y ocupen volumen implica que poseen ordenamiento espacial. Incluso aunque el objeto sea muy simple , monocomponente y cuya división no tenga mucho sentido a primera vista porque sus partes aparentemente son iguales, como por ejemplo, una bola de hierro, las partes más superficiales están en contacto con otros elementos mientras las más profundas ocupan su centro; están sometidas a distintas fuerzas según la posición en la que están. Por ejemplo, sólo las partes superficiales expresan la tensión superficial, aunque es el resultado del cuerpo total.
Formas y Límites
El hecho de que las estructuras posean un tamaño y ocupen volumen implica que poseen ordenamiento espacial. Las partes más superficiales están en contacto con otros elementos mientras las más profundas ocupan su centro. Esto es fácil de entender cuando el objeto es simple, como por ejemplo, una bola de hierro. Sin embargo, cuando la estructura es más compleja, los espacios se confunden, y los límites también. Cuando la diferencia entre una estructura y otra es grande, esto no supone gran problema. Incluso aunque la superficie presente tremendas irregularidades, nuestro cerebro tenderá a simplificar, y para nosotros el límite será una forma simple, de trazos lineales. Por ejemplo, cuando dibujamos la piel, no consideramos nuestro vello, cuando dibujamos los pulmones no consideramos sus ramificaciones, o cuando dibujamos una playa mientras más detalles dibujamos más aumenta su superficie... tenemos límites de percepción y de representación,
y la mayoría de ellos corresponden a una simplificación, una reducción. Esta reducción nos permite trabajar con el concepto de superficie y límite y otorgar a los objetos una forma, que podemos imaginar y ver.
2- Principio de Continuidad, Complemento o Ausencia de Vacío: Todo lo que existe está compuesto por cosas que existen y rodeado por cosas que existen. Este principio tiene una variación llamada “ausencia de vacío”, que indica que todo lo que no ocupa un volumen o no entrega información no existe. Entre lo que no existe está el vacío.
3- Principio de Información o de ausencia de ruido
Todo lo que existe interactúa con el medio de formas determinadas, generando determinados campos dinámicos totalmente ordenados, que transmiten totalmente información. El ruido o información desordenada se deriva de la complejidad de información, y de nuestra limitación para percibirla, no de la falta de ella.
Principio de Complejidad:
Un fenómeno real cualquiera reviste tal complejidad, las trayectorias conjuntas de los componentes de cualquier cosa real son tan complejas, que en conjunto resulta imposible determinar un sólo fenómeno e
n su totalidad. Para hacerlo, habría que controlar completamente cada una de sus unidades interiores. La vía de inferencia estadística, que refiere el camino más probable, no se refiere a falta de causalidad, sino a una falta de conocimiento nuestro de las mismas.
No hay comentarios:
Publicar un comentario