miércoles, 2 de junio de 2010

La existencia de los átomos (1)

Cuando explico el tema de los átomos siempre me viene a la memoria una frase que leí en un conocido libro de Química Física, el de P.W. Atkins. Concretamente, la primera oración del libro decía lo siguiente:
"Sabemos que los átomos y las moléculas existen porque podemos verlos".

A continuación, para validar la anterior afirmación, proporcionaba una fotografía de una punta de platino obtenida mediante la técnica de microscopìa de campo ionizante:



También incluía una imagen de la densidad electrónica de la molécula de antraceno obtenida mediante la técnica de la difracción de rayos X:


En mi opinión esta afirmación de P.W. Atkins no estaba exenta de cierto triunfalismo, y explico el porqué.

A nosotr@s, profesor@s de ciencias, nos resultan familiares este tipo de imágenes, así como su significado. Sin embargo, a un alumno de secundaria, estas fotografías les recuerdan más a un cuadro abstracto que a un conjunto de átomos.

En mi caso, trato siempre de que mis alumnos comprendan que la idea de la existencia de los átomos no tuvo una singladura fácil a lo largo de la historia de la ciencia. A ellos les parece la cosa más normal del mundo el hecho de que toda la materia esté constituida por átomos, por la simple razón de que desde pequeños dicha idea les ha sido inculcada en las clases de ciencias.

Como ya vimos en la entrada dedicada al tema de los modelos atómicos, pese a ser una idea surgida hace más de dos mil años (siglo V a.C.), durante más de dos milenios el atomismo no pasó de ser una mera especulación filosófica. Hasta principios del siglo XX no se dispuso de la primera prueba directa de la existencia de los átomos y de las moléculas, gracias a los trabajos de Jean Perrin sobre el movimiento browniano.

Actualizo la entrada con la contribución del propio saber popular (wikipedia), en la que se justifica la razón que llevó a Demócrito a postular la existencia de los átomos:

Las aporías de Anaxágoras y Demócrito[editar]

Si por ejemplo se parte de la definición de la materia como extensa se tiende a llegar a la conclusión de que la materia es divisible ad infinitum: por más pequeña que sea la fracción que se obtiene de la división, siendo material es entonces extensa y por esto aún siempre divisible ulteriormente, esta era por ejemplo la tesis de Anaxágoras quien sostenía la teoría de "semillas" infinitas, partículas originarias divisibles al infinito.
Pero si se presupone que la característica fundamental de la materia es la extensión (presupuesto que puede ser una petición de principio) y por ende su divisibilidad ad infinitum, se preguntaba Demócrito: ¿cómo es posible que existan objetos finitos? (eso parece antiintuitivo). "Las cosas finitas no pueden derivar del infinito", de ahí la necesidad que tuvo Demócrito en pensar que la materia está compuesta por partículas indivisibles: los átomos ( "ἄ-τομος" significa precisamente in-divisible).
Aquí, pues, los griegos tenían dos conclusiones: o la infinita divisibilidad de la materia o la no infinita divisibilidad de la materia; esta antinomia parecía oponerse a todo pensamiento racionalmente válido, la cuestión era entonces una aporía.

La ciencia es así, ya que un fenómeno tan aparentemente trivial como es el movimiento de las partículas de polvo en suspensión en el interior del agua resultó clave a la hora de demostrar que los átomos y las moléculas existían en realidad. De ahí que resulte de personas necias emitir afirmaciones del tipo: "¿pero eso que están investigando para qué sirve?". Desgraciadamente, este tipo de opiniones es muy común entre la mayoría de la gente.

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