Enseñanza

 

La obra de Galileo y la conformación del experimento en la física

 

J. L. Álvarez G. y Y. Posadas V.

 

Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Circuito Exterior, C. P. 04510, México, D. F., México.

 

Recibido el 20 de junio de 2001.
Aceptado el 6 de septiembre de 2002.

 

Resumen

Es muy frecuente encontrar comentarios y referencias a la obra de Galileo que sugieren que éste basaba sus afirmaciones más en un pensamiento lógico que en observaciones. En este trabajo presentamos un análisis de algunos "experimentos" que realizó) y que permanecieron inéditos en los siglos XVI y XVII; en ellos encontramos una descripción clara de la metodología que siguió el científico italiano para alcanzar los resultados que presenta en sus obras formales, en particular en los Discorsi. A diferencia de la filosofía aristotélica, en estos folios Galileo adopta una metodología con la cual logra grandes contribuciones para la conformación moderna del método experimental, fundando una metodología para el estudio del movimiento. Utilizamos este análisis como ejemplo de las dificultades que se presentan en la conformación de la experimentación moderna y señalamos la necesidad de resaltar la importancia de la metodología científica en la enseñanza de la física.

Descriptores: Folios galileanos; conformación del experimento; Galileo; epistemología galileana.

 

Abstract

It is very frequent to find comments and references to Galileo's work suggesting that he based his affirmations on a logic thought and not on observations. In this paper we present an analysis of some experiments that he realized and were unknown in the XVI and XVII centuries; in they we find a clear description of the methodology that Galileo follows in order to reach the results that he presents in his formal work, particularly in Discorsi. In contrast with the Aristotelian philosophy, in these manuscripts Galileo adopt a methodology with which he obtain great contributions for the modern conformation of the experimental method, founding so a methodology for the study of the movement. We use this analysis as an example of the difficulties that are present in the conformation of the modern experimentation and we point out the necessity to stress the importance of the scientific methodology in the teaching of physics.

Keywords: Galilean manuscripts; conformation of the experiment; Galileo; Galilean epistemology.

 

PACS: 01.70.+w; 01.65.+g

 

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Referencias

1. Véase I. B. Cohen, "A sense of history in science", American Journal of Physics 18 (1950) 143.         [ Links ]

2. Para la reconstrucción del folio 81r véanse: R.H. Naylor, "Galileo's Theory of Proyectile Motion", Isis 71 (1980) 550;         [ Links ] D.K. Hill, "Dissecting Trajectories. Galileo's Early Experiments on Projectile Motion and the Law of Fall", Isis 79 (1988) 646.         [ Links ] Para la reconstrucción del folio 107v véase: S. Drake, "The Role of Music in Galileo's Experiments", Scientific American 233 (1975) 98.         [ Links ] Para la reconstrucción del folio 114 véanse: S. Drake and J. MacLachlan, "Galileo's Experimental Confirmation of Horizontal Inertia: Unpublished Manuscripts (Galileo Gleanings XXII)", Isis 64 (1973) 291;         [ Links ] S. Drake and J. MacLachlan, "Galileo's Discovery of the Parabolic Trajectory", Scientific American 232 (May, 1975) 102;         [ Links ] D.K. Hill, "Dissecting Trajectories Galileo's Early Experiments on Projectile Motion and the Law of Fall", Isis 79 (1988) 646.         [ Links ] Para la reconstrucción del folio 116v véanse: S. Drake and J. MacLachlan, "Galileo's Experimental Confirmation...", op. cit., p.298; S. Drake and J. MacLachlan, "Galileo's Discovery...", op. cit., p. 105; R.H. Naylor; "Galileo: Real Experiment and Didactic Demonstration", Isis 67 406;         [ Links ] D.K. Hill, "Dissecting Trajectories. . . ", op. cit., p. 663 y "Galileo's Work on 116v: A New Analysis", Isis 77 (1986) 285;         [ Links ] W.L. Wisan, "Galileo and the Process of Scientific Creation", Isis 75 (1984) 279.         [ Links ] Para la reconstrucción del folio 152r véanse: S. Drake, Galileo at Works (The University of Chicago Press, Chicago, 1978) p.91;         [ Links ] R.H. Naylor, "Galileo and the Problem of Free Fall", British for the History of Science, 7 (1974) 107.         [ Links ]

3. A Galileo se le atribuyen algunos experimentos que, según la opinión más generalizada, le sirvieron de sólido fundamento a su física. Ellos son, entre los de mayor importancia: 1) el lanzamiento de objetos pesados desde una torre para contradecir la opinión aristotélica de que éstos caen más rápido que los ligeros; 2) la deducción de la isocronía del péndulo con base en sus observaciones de las oscilaciones de un candelabro; y 3) el del plano inclinado que le permitió formular la relación entre los espacios y los tiempos. Respecto al primero, es muy difícil que Galileo lo haya repetido por no ser muy acorde con su posición de académico pisano; además, la formulación de este experimento no pertenece a él sino a Simón Stevin. En el segundo se pierde de vista una propiedad importante de las oscilaciones del péndulo: su anisocronía. De manera que la imagen popular de que con "observar las oscilaciones de un candelabro, Galileo dedujo que, independientemente de la amplitud, aquéllas se realizaban en un mismo tiempo", es simplemente falsa. (La anisocronía fue descubierta por M. Mersenne). En cuanto al tercero, en efecto, llega a dicha relación pero no de la manera como lo haríamos actualmente (midiendo tiempos y espacios en intervalos arbitrarios), sino determinando los espacios a intervalos iguales del tiempo. Véase al respecto: A. Koyré, Estudios de historia del pensamiento científico, 4^a. Edición (Siglo XXI Editores, México, 1982) p. 196.         [ Links ]

4. Para los detalles del experimento sugerido a Galileo por el marqués véase: R.H. Naylor, "The Evolution of an Experiment: Guidobaldo del Monte and Galileo's Discorsi Demonstration of the Parabolic Trajectory", Physics 16 (1974) 323.         [ Links ]

5. Galileo no sólo disponía de un compás, él mismo diseñó uno y lo dio a conocer, gracias a la publicación de un manual en el año de 1606. Véase al respecto: G. Galilei, Le Operazione del Compasso Geométrico et Militare, Padua (1606).         [ Links ]

6. Koyré fue uno de los primeros historiadores en reconocer que "... el movimiento de una bola que rueda a lo largo de un plano inclinado, [Galileo lo hace] equivalente al de un cuerpo que se desliza (sin fricción) sobre el mismo plano...". Tomado de A. Koyré, "An Experiment in Measurement", Proceeding of the American Philosophical Society, 97 (2) (1953) 224.         [ Links ]

7. R.H. Naylor, "Galileo's Theory of Proyectile Motion", Isis 71 (1980) 551.         [ Links ]

8. D.K. Hill, "Dissecting Trajectories. Galileo's Early Experiments on Proyectile Motion and the Law of Fall", Isis 79 (1988) op. cit., p. 646.

9. Galileo Galilei, Consideraciones y demostraciones matemáticas sobre dos nuevas ciencias, (los Discorsi), Tercera Jornada, 2^a. Edición (Edit. Nacional Madrid, 1981) p. 299.         [ Links ]

10. Galileo no sospechó la influencia de la fricción en sus construcciones, pero sí de otros factores como la resistencia del aire. Véase la Jornada cuarta de los Discorsi, op. cit. p.394.

11 . G. Galilei, Consideraciones y demostraciones..., op. cit. (Teorema I, Proposición I) p.384.

12. El padre de Galileo "... Vincenzio Galilei, era un músico cuya originalidad y capacidad polémica fomentaron una revolución en la música al conjugar la práctica y la teoría (...). Experimentando con las longitudes y las tensiones de las cuerdas musicales, había descubierto una ley matemática que contradecía el supuesto fundamental de la teoría musical tradicional. Es muy probable que Galileo fuese testigo de esos experimentos y los tuviese luego presentes cuando buscaba una regla para las velocidades variables de los graves." (Tomado de S. Drake, Galileo at Works, The University of Chicago Press (1978) p. 41).         [ Links ] No es extraño que siendo músico su padre, Galileo heredase el gusto y la aptitud musicales.

13. A pesar de la originalidad del procedimiento para medir el tiempo, en la Jornada tercera de los Discorsi (op. cit. p. 300) propuso otro método. Sobre la factibilidad de este último procedimiento véase Thomas B. Settle, "An Experiment in the History of Science", Science 133 (1961) 19.         [ Links ]

14. G. Galilei, Discorsi, op. cit., p.302.

15. Ibid. Jornada tercera (Teorema II, Proposición II) p. 294.

16. S. Drake, "The Role of Music in Galileo's Experiments", Scientific American 233 (1975) 98.         [ Links ]

17. G. Galilei, Opere, vol. X, p. 115.         [ Links ] Citado en A. Koyré, Estudios galileanos, op. cit., p.76.

18. G. Galilei, Discorsi, op. cit., Jornada tercera, p. 302.

19 . Ibid. Jornada tercera, p. 276.

20. La única referencia explícita de Galileo, en los Discorsi, sobre este principio de conservación del movimiento aparece en la Jornada tercera, Escolio de la Proposición XXIII, p.346. En esta formulación Galileo se aproxima al moderno principio de inercia. Sin tomar en cuenta los experimentos de los folios 81r, 107v, 114 y 116v, la afirmación galileana parece gratuita o resultado de una feliz especulación filosófica-matemática.

21. P. Gassendi, De motu impreso a motore translato, París (1642), cap. X, p.38. Citado en A. Koyré, Estudios galileanos, op. cit., p.296.

22. G. Galilei, Le Opere di Galileo Galilei, Ed. a. Favaro & G. Vassura, Firenze, vol. VII, p.233.         [ Links ]

23. Galileo es consciente de la influencia que puede presentar la resistencia del aire. Véase Discorsi, op. cit., Jornada cuarta, Proposición I, p.394.