La física de Aristóteles y su evolución

La Cosmovisión Aristotélica y la Estructura del Cosmos

Aristóteles, el eminente filósofo de la antigua Grecia, propuso una estructura del universo basada en dos reinos distintos: el mundo sublunar y el mundo supralunar. El mundo sublunar, que comprendía la Tierra y su atmósfera, era el escenario de fenómenos naturales y cambios constantes, como el clima y los ciclos biológicos de nacimiento y muerte. Aquí, los elementos tierra, agua, aire y fuego se combinaban y descomponían en un proceso continuo de generación y corrupción. En contraposición, el mundo supralunar, que se extendía más allá de la esfera de la Luna, era el dominio de los cuerpos celestes, que se movían en órbitas circulares perfectas y eternas, gobernados por el éter, un quinto elemento incorruptible. Esta división del cosmos reflejaba una jerarquía de perfección, con la Tierra en el centro y los cielos como la máxima expresión de orden y divinidad.

La Distinción Aristotélica entre Movimientos Naturales y Violentos

Aristóteles diferenciaba entre movimientos naturales, que eran aquellos inherentes a la naturaleza de un objeto y dirigidos hacia su lugar natural, y movimientos violentos, que resultaban de fuerzas externas. Los movimientos naturales seguían una trayectoria recta hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de si el objeto era ligero, como el fuego, que ascendía, o pesado, como la tierra, que descendía hacia el centro del universo. Los movimientos violentos, por otro lado, eran impuestos y contrarios a la tendencia natural del objeto, como cuando una piedra es lanzada al aire. Esta conceptualización era esencial para la comprensión aristotélica de la física y la mecánica en el mundo sublunar, donde cada elemento buscaba su lugar predeterminado en el universo.

Desafíos a la Física Aristotélica y el Movimiento de los Cuerpos

A lo largo de la historia, la física de Aristóteles ha sido objeto de críticas y revisiones. Pensadores como Juan Filopón y Simplicio en la antigüedad tardía, y más tarde filósofos islámicos como Avempace y Averroes, cuestionaron la afirmación aristotélica de que los cuerpos más pesados caen más rápido que los más ligeros. Estos críticos argumentaron en contra de la correlación directa entre el peso y la velocidad de caída, sentando las bases para una comprensión más precisa de la gravedad. Además, la incapacidad de la física aristotélica para explicar adecuadamente fenómenos como el vuelo de los proyectiles, el magnetismo o las mareas, que no parecían requerir un contacto directo entre la causa y el efecto, indicaba la necesidad de una nueva teoría que pudiera abordar la causa del movimiento sin la presencia constante de un motor.

La Teoría del Ímpetu y el Desarrollo de la Artillería

En el siglo XIV, la Teoría del Ímpetu, formulada por Jean Buridan, ofreció una explicación alternativa al movimiento de los proyectiles. Según esta teoría, una fuerza inicial, o ímpetu, se impartía al objeto, permitiéndole continuar su movimiento incluso después de que la causa externa había cesado. Este ímpetu se disipaba gradualmente, lo que explicaba la eventual caída del proyectil. Aunque no explicaba completamente la forma de la trayectoria, esta teoría fue un paso adelante en la comprensión del movimiento proyectil. Paralelamente, el desarrollo de la artillería y el uso de la pólvora transformaron la guerra, haciendo esencial el conocimiento preciso de las trayectorias de los proyectiles para mejorar la efectividad en el campo de batalla.

Análisis de las Trayectorias en la Artillería Renacentista

El deseo de entender y predecir las trayectorias de los proyectiles llevó a avances significativos en la artillería renacentista. Niccolò Tartaglia, en su obra "La Nueva Ciencia", propuso que la trayectoria de un proyectil se componía de tres fases distintas: un tramo recto inicial, seguido de una curva descendente y una caída vertical final. A pesar de su innovación, Tartaglia no logró romper completamente con la tradición aristotélica, manteniendo la noción de que los movimientos en el mundo sublunar debían ser rectilíneos o circulares. Sin embargo, su trabajo marcó un progreso importante en la comprensión de la balística y la mecánica del movimiento.

Galileo Galilei y la Trayectoria Parabólica de los Proyectiles

Galileo Galilei revolucionó la física al demostrar que los proyectiles seguían una trayectoria parabólica, resultado de la combinación de un movimiento horizontal uniforme y un movimiento vertical acelerado por la gravedad. En su obra "Discursos y demostraciones matemáticas en torno a dos nuevas ciencias", Galileo aplicó un enfoque matemático riguroso para describir el movimiento de los proyectiles, prescindiendo de las explicaciones basadas en cualidades subjetivas y enfocándose en la cuantificación precisa de las trayectorias. Este enfoque matemático y experimental permitió predecir con exactitud el alcance y la altura de los proyectiles, satisfaciendo las necesidades prácticas de la artillería y estableciendo las bases de la dinámica moderna.