La convicción filosófica del investigador: el caso de Mijail Lomonósov

Catalina II de Rusia visita el estudio de Lomonósov

En las últimas semanas ha venido desarrollándose un (acalorado) debate sobre el papel que pueda tener la filosofía en la comprensión real del universo o, visto desde el otro lado, sobre cuáles son los límites de la comprensión física del universo. Uno de los puntos álgidos fue la publicación de una entrevista a Lawrence Krauss en The Atlantic en la que éste venía a afirmar, en la línea de Richard Feynman o Steven Weinberg, que filosofía y teología son unas pérdidas de tiempo completamente inútiles.

Nosotros no vamos a entrar (hoy) en el fondo de la cuestión. Pero sí creemos que es conveniente que recalquemos la necesidad de ser conscientes de cómo nuestras creencias más íntimas, que surgen de convicciones filosóficas y/o religiosas muchas veces no expresadas de forma explícita, conforman nuestra visión del mundo y que, por eso mismo, influyen en como abordamos su estudio y qué resultados tendemos a aceptar y cuáles no. Esas convicciones son las gafas con las que vemos el universo, nuestro objetivo hoy no es dilucidar qué gafas son las mejores sino llegar a ser conscientes que esas gafas existen estudiando un caso concreto.

Para que nuestra aproximación sea útil es conveniente tener en mente que nuestra época, nuestro tiempo, no es mejor ni peor que cualquier otro histórico: los humanos no hemos cambiado tanto. Es por esto por lo que los ejemplos que nos ofrece la historia son útiles.

Sin duda un caso paradigmático de la influencia de las convicciones filosóficas en el desarrollo de una carrera científica es el de Einstein. Lo hemos tratado extensamente en este blog, por lo que invitamos al lector interesado que visite la serie Einstein y..., especialmente Einstein y ...Ernst Mach  , Einstein y...Niels Henrik David Bohr  y Einstein y... Paul Ehrenfst. 

Lomonósov

Hoy vamos a tratar de otro caso si cabe más espectacular. Se trata de uno de los mayores genios científicos de la historia moderna y, sin embargo, un desconocido fuera de su Rusia natal, Mijaíl Vasílievich Lomonósov (1711-1765). El enlace anterior dirigido a la Wikipedia en español nos dará idea de la imagen que se proyecta de Lomonósov fuera de Rusia: escritor, gramático, poeta, ferviente cristiano que hizo algo de ciencia.

Lomonósov fue escritor, geógrafo, gramático y poeta, efectivamente. Pero él decía de sí mismo que su profesión era la física y que su entretenimiento era la poesía. Simplemente la sociedad podía valorar la segunda pero no estaba preparada para la primera.

A efectos de lo que nos ocupa la afirmación más importante de las que vierte la Wikipedia es la de ferviente cristiano. Lomonósov no lo era. No vamos a entrar en una argumentación prolija, bastarán un par de ejemplos, para ilustrar que era un cristiano de conveniencias; en ningún caso “ferviente”. En 1761, previamente a la observación del tránsito de Venus, Lomonósov predijo la aparición de un halo en el contorno del planeta al comienzo y al final del tránsito en caso de que el planeta tuviese una atmósfera densa. Este halo fue observado y en la memoria que Lomonósov escribió al respecto especulaba con la posibilidad de que existiese vida y que, en el caso de existir los venusianos no tendrían necesariamente que ser cristianos. Una afirmación mayor en un país en el que el sínodo de obispos había condenado como herético el modelo heliocéntrico copernicano tan sólo 20 años antes.

En otra ocasión, Lomonósov tuvo un roce con el conde Iván Shuvalov, que lo apoyaba financieramente. El conde quería que Lomonósov apareciese por la corte imperial más a menudo, ante lo que Lomonósov respondió: “No sólo no deseo ser el bufón de la corte delante de la mesa de los señores y gobernantes de la tierra, ni siquiera del señor Dios mismo, que me dio las entendederas hasta que vea oportuno quitármelas”. Lomonósov sabía a quien le decía eso, Shuvalov era un aristócrata ilustrado, y no tuvo consecuencias para él, pero no suena muy fervorosamente cristiano.

Lomonósov era un deísta, no un cristiano en el sentido habitual del término. Creía en un dios que era fundamentalmente un relojero sabio más que ninguna otra cosa. Sus posiciones eran muy similares a las de su contemporáneo Benjamin Franklin.

Lo anterior casa estupendamente con la posición filosófica más definitoria de la física de Lomonósov basada en explicaciones cartesianas de modelos mecánicos. Una posición en contraposición a la preponderante en Europa en esa época basada en razonamientos newtonianos que se fundamentaban en fluidos imponderables: éter, electricidad o calórico. Esto conllevó , junto con otros factores de tipo personal y geopolítico, a que grandes descubrimientos no fuesen reconocidos en el resto de Europa. A su muerte el mundo olvidó por completo a Lomonósov, sólo la mentalidad de la segunda mitad del siglo XIX estuvo ya preparada para reconocer sus aportaciones.

Efectivamente, los razonamientos de Lomonósov se basaban siempre en la convicción de que los fenómenos físicos y químicos se podían explicar exclusivamente en términos mecánicos, por la interacción de “partículas diminutas e insensibles”. Él llamó a esta filosofía “química física” en 1752 (no se confunda con el campo actual). Pero veamos esta filosofía en acción.

Principio de conservación de la materia/energía.

Aunque en los libros de texto habituales no aparezca, Lomonósov fue la primera persona en confirmar experimentalmente la ley de conservación de la materia.

Es de todos sabido que los metales ganan peso cuando se calientan (hoy día sabemos que ello se debe a la oxidación). La mentalidad que comenzaba a imperar a finales del XVII, llevó a Robert Boyle, contemporáneo y amigo de Newton, a concluir erróneamente en 1673 que el “calor” era algún tipo de materia.

En 1756 Lomonósov demostró que la idea de calórico era falsa calentando placas de plomo en un recipiente hermético y comprobando que el peso del conjunto era el mismo antes y después de calentar. En una carta a Leonhard Euler en la que explicaba el experimento enmarcó las conclusiones en un principio general de conservación:

“Todos los cambios que encontramos en la naturaleza proceden de tal manera que […] no importa cuanta materia se añada a cualquier cuerpo que una cantidad igual ha sido tomada de otro[...] y ya que esta es la ley general de la naturaleza también se encuentra en las leyes del movimiento: un cuerpo pierde tanto movimiento como da a otro”.

Cero absoluto.

Experimentos análogos llevados a cabo por Antoine Lavoisier diecisiete años más tarde fue un paso más allá, demostrando que el incremento de peso del metal se correspondía exactamente con la reducción del peso de oxígeno en el aire. Pero a diferencia de Lavoisier, que seguía considerando el calor como un “sutil líquido calórico”, Lomonósov lo interpretaba como una medida del movimiento lineal y rotacional de corpúsculos.

Tan convencido estaba que el calor se correspondía con la energía mecánica de los corpúsculos que veintiocho años antes del resultado de Lavoisier, en 1745, y casi un siglo antes de que Lord Kelvin introdujese la escala absoluta de temperaturas, Lomonósov propuso la idea de frío absoluto, la temperatura a la que los corpúsculos ni se desplazan ni rotan, lo que hoy llamaríamos el cero absoluto.

Teoría cinética de los gases.

El convencimiento de Lomonósov de que la realidad eran corpúsculos también le llevó a predecir correctamente una desviación en la ley de Boyle de los gases. Dado que las partículas no son puntos matemáticos, sino que ocupan un volumen, la presión del aire no podría mantenerse inversamente proporcional al volumen de gas a grandes presiones. Las deducciones de Lomonósov sentaban las bases de lo que después sería la teoría cinético molecular, que no se desarrollaría (independientemente) hasta bien entrado el siglo XIX.

Mercurio sólido.

El siglo XVII fue el siglo de los salones cultos e ilustrados en los que se podía encontrar a un famoso poeta recitando sus últimos versos o a un científico haciendo experimentos. En estos salones las propiedades del mercurio, el hecho de que fuese un metal líquido, lo rodeaban de cierto misticismo. Pero no para Lomonósov.

Estaba convencido de que su comportamiento era igual al de cualquier otro metal solo que con rangos de temperaturas diferentes. Durante el invierno particularmente severo de 1759, Lomonósov con la ayuda de Joseph Adam Braun, consiguió con una mezcla de nieve y ácido nítrico llevar un termómetro por debajo de los -38ºC obteniendo por primera vez mercurio sólido. Golpeando la masa obtenida con un martillo encontraron que era a la vez elástica y dura, “como el plomo”. Fue el hallazgo más famoso de Lomonósov durante su vida.

Vemos en estos ejemplos como unos principios rectores de tipo filosófico son capaces de guiar a un científico a descubrimientos sobresalientes que le adelantan a su tiempo. Sin embargo su falta de sintonía, digamos filosófica, con el resto de colegas (salvo Euler) hacía difícil que sus progresos fuesen apreciados.

Pero también estos principios filosóficos, como casi dos siglos después también le ocurriría a Einstein, hicieron que Lomonósov se metiese en callejones sin salida.

Gravedad.

Convencido en su cartesianismo de la mecánica corpuscular Lomonósov no terminaba de aceptar la gravedad Newtoniana y su acción a distancia porque sí. Empleó los últimos años de su vida en llevar a cabo sistemáticos experimentos con péndulos, rellenando cientos de páginas de libros de notas, en un intento inútil de encontrar un error en las ideas de Newton.

En su desconfianza de Newton, Lomonósov nunca usó el cálculo diferencial en sus textos, a pesar de tener una excelente formación matemática.