Prévia do material em texto
\
I. Bernard Cohén
La revolución newtoniana
y la transformación
de las ideas científicas
Alianza Universidad
I. Bemard Cohén
La revolución newtoniana
y la transformación
de las ideas científicas
Versión española de
Carlos Solís Santos
Alianza
Editorial
I. Bernard Cohén
La revolución newtoniana
y la transformación
de las ideas científicas
Versión española de
Oírlos Solís Santos
Alianza
Editorial
Título original:
The Newtonian Revolution
Cambridge University Press, 1980
Ed cast.: Alianza Editorial, S. A., Madrid, 1983
Caile Milán, 38; ® 2000045
ISBN: 84-206-2360-1
Depósito legal: M. 16.010-1983
Compuesto en Fernández Ciudad, S. L .
Impreso en LAVEL. Los Llanos, nave 6. Humanes (Madrid)
Printed in Spain
INDICE
Prefacio 13
Parte primera: La revolución newtoniana y el estilo de
N ew ton ....................................................................................... 19
1. La revolución científica de N ew ton .................................... 21
1.1. Algunos aspectos básicos de la Revolución Científica, 21.—
1 2 . Una revolución científica de Newton: variedades de la ciencia
newtoniana, 27.— 1.3. Las matemáticas en la nueva ciencia (1): un
mundo de números, 33.— 1.4. Las matemáticas en la nueva cien
cia (2): las leyes exactas de la naturaleza y la jerarquía de las
causas, 39.— 1.5. La ciencia matemática causal en la Revolución
Científica, 51.
2. La revolución científica y la revolución newtoniana como
conceptos históricos.................................................................. 58
2.1. El concepto de revolución, 58.—2 2 . La introducción del con
cepto de revolución para describir el progreso científico, 61.—
2.3. La revolución newtoniana en las ciencias, 68.
3. La revolución newtoniana y el estilo de N ew ton............... 71
3.1. Algunos aspectos básicos de la ciencia exacta newtoniana: las
matemáticas y la disciplina de la imaginación creadora, 71.—2.3. Las
matemáticas y la realidad física en la ciencia exacta de Newton, 81.
9
10 Indice
3.3. El uso newtoniano de sistemas imaginarios y constructos ma
temáticos en los Principia, 88.— 3.4. Gravitación y atracción: la
reacción de Huygens ante los Principia, 98.—3.5. La trayectoria
de Newton desde los sistemas imaginarios o constructos y prin
cipios matemáticos a la filosofía natural: el sistema del mun
do, 103.—Suplemento a 3.5. La primera versión del Sistema del
Mundo de Newton y su «modo matemático» en los hechos y en
la ficción, 113.—3.6. Los sistemas o constructos matemáticos y la
reseña de los Principia en el Journal des Sçvans, 116.— 3.7. El
funcionamiento del procedimiento newtoniano en tres pasos: com
paración de los constructos de Newton con los modelos de Des
cartes y con los que hoy día se emplean, 119.—3.8. El tercer paso
de Newton y su secuela: la causa de la gravitación, 129.—3.9. La
revolución newtoniana tal como la vieron algunos de sus suceso
res: Bailly, Maupertuis, Clairaut, 140.—3.10. La revolución newto
niana en perspectiva histórica, 147.—Suplemento a 3.10. Estilo
newtoniano o galileano, 152.—3.11. La Optica y el estilo newto
niano, 154.—3.12. El desarrollo de la revolución newtoniana y el
estilo de Newton: las matemáticas y la experiencia, 162.
Parte segunda: Las transformaciones de las ideas científicas. 175
4. La transformación de la sideas científicas ........................ 177
4.1. ¿Una síntesis newtoniana?, 177.— 4.2. Las transformaciones
de las ideas científicas, 182.— 4.3. Algunos ejemplos de transfor
maciones de ideas científicas: Darwin y la competencia intraespe-
dfica, Franklin y el fluido eléctrico, 186.— 4.4. Algunas trans
formaciones de ideas debidas a Newton, especialmente la transfor
mación de las fuerzas impulsivas en fuerzas continuamente actuantes
y la formulación de la tercera ley de Newton, 192.— 4.5. La inercia
newtoniana como ejemplo de transformaciones sucesivas, 203.—
4.6. Algunos aspectos generales de las transformaciones, 215.—
4.7. La transformación de la experiencia, 225.— 4.8. El carácter
único de la innovación científica: la originalidad según Freud, 238.
4.9. Transformaciones y revoluciones científicas, 240.
5. Newton y las leyes de Kepler: los estadios de la transfor
mación que llevan a la gravitación universal...................... 244
5.1. Las leyes de Kepler y los principios newtonianos, 244.—
5.2. E1 carácter de las leyes de Kepler en la época de Newton, 247.—
5.3. Las primeras ideas de Newton sobre el movimiento orbital
y la tercera ley de Kepler, 253.—Suplemento a 5.3. Una primera
computación de la «tendencia a alejarse» de la luna y una ley
planetaria del inverso del cuadrado, 260.—5.4. Newton y la astro
nomía dinámica en los años anteriores a 1684: la correspondencia
con Hooke en 1679-1680, 264.—5.5. El descubrimiento newtoniano
del significado dinámico de la ley de áreas de Kepler: la idea de
Indice 11
fuerza, 270.—5.6. De las leyes de Kepler a la gravitación univer
sal, 281.— 5.7. La función de la masa en la mecánica celeste de
Newton, 294.—5.8. Las leyes de Kepler, el movimiento de la luna,
los Principia y la revolución científica de Newton, 296.
Suplemento: Historia del concepto de transformación: una
explicación personal.................................................................. 303
N o ta s .................................................................................................. 313
Bibliografía........................................................................................ 384
PREFACIO
Los orígenes de este libro se retrotraen a 1966, año en que tuve
el honor de pronunciar las Conferencias Wiles en la Queen’s Uni-
versity de Belfast, patrocinadas por la fundación establecida por
Mrs. Janet P. Boyd en memoria de su padre. Dicha fundación posee
una organización notable, ya que no sólo asegura la participación de
un conferenciante para tratar algún aspecto de la historia, sino que
además promueve que cada una de las conferencias sea discutida
por los historiadores e investigadores de Belfast, así como por un
grupo invitado de historiadores procedente de otras universidades.
Las discusiones vespertinas que seguían a cada conferencia me resul
taron muy valiosas a fin de precisar algunas cuestiones básicas. De
este modo, me siento especialmente agradecido por haber podido
ensayar algunos de mis primeros puntos de vista con un auditorio
formado por colegas e historiadores generales, beneficiándome de
las reacciones que suscitaron en Rupert y Mane Boas Hall, John
Herivel, Michael Hoskin, George Huxley, D. T. Whiteside y
W. P. D. Wightman. Tengo una deuda contraída con mi huésped
académico, el profesor J . C. Becket, con Mrs. Janet P. Boyd, con
el Vicecanciller y con Mrs. Michael Grant por su gran amabilidad
personal.
La terminación de una versión publicada de estas conferencias
tiene lugar una década aproximadamente más tarde de lo que sería
de esperar, debiéndose tal retraso, en primer lugar, al absorbente
trabajo de completar la Introducción a los «Principia* de Newton
13
14 Prefado
y de editar los Principia de Newton con sus variaciones (emprendido
a medias con Alexandre Koyré y con ayuda de Anne Whitman).
La preparación de la mencionada edición se convirtió en una em
presa mucho más onerosa de lo que en un principio se pensó, debido
a la desafortunada muerte del profesor Koyré, lo que nos privó de
su directa ayuda, sabiduría y experiencia durante las últimas etapas
de la tarea. Sólo tras la publicación de dicha edición (1971, 1972)
me vi libre de retornar al compromiso de preparar las Conferencias
Wiles para la publicación.
Con todo, había yo publicado entre tanto una versión de dos
de las conferencias en una edición distribuida privadamente, impri
miéndose una versión de ambas en revistas especializadas. Un tema
central de las conferencias y de este libro basado en ellas (la «trans
formación» de las ideas científicas) se vio ulteriormente desarrollado
en algunos artículos y puesto a prueba enmis clases y seminarios
de la Universidad de Harvard. Esta parte de mi historia personal
se narra como parte del suplemento que aparece al final del ca
pítulo 5.
Como las propias conferencias, este libro se centra sobre la vida
científica de Isaac Newton, pero lo hace como medio para compren
der un aspecto de la ciencia newtoniana y del cambio científico en
general. Así pues, el libro trata de la revolución científica newto
niana al modo en que considero que los contemporáneos e inmedia
tos predecesores de Newton en ciencias exactas pensaban que había
llevado a cabo una «revolución». Mediante esta expresión no trato
de imponer un juicio histórico anacrónico basado en las ideas del
siglo xx acerca del cambio científico, sino que me limito más bien
a retrotraerme a las expresiones efectivamente usadas por los cien
tíficos creadores y los analizadores del cambio científico de la época
de Newton. Por consiguiente, este libro es una parte de una serie
de estudios generales que he estado realizando en tomo a la historia
e idea de revolución en las ciencias, así como en tomo a los aspectos
principales de los Principia de Newton.
Me he centrado en los Principia de Newton porque es en dicha
obra donde se ha desarrollado plenamente lo que he dado en llamar
el «estilo newtoniano», cuya esencia era la capacidad de separar en
dos partes el estudio de las ciencias exactas; a saber, el desarrollo
de las consecuencias matemáticas de sistemas o constructos imagi
nados y la subsiguiente aplicación de los resultados matemáticamente
derivados a la explicación de la realidad fenoménica. He decidido
dar a este aspecto de la ciencia de los Principia la denominación de
«estilo de Newton», siendo consciente de que no fue inventado
Prefacio 15
por Newton a partir de cero y de que es muy semejante a lo que
se ha denominado el estilo galileano.
£1 estilo newtoniano consta de tres pasos. El primero comieda
usualmente simplificando e idealizando la naturaleza, lo que lleva
a un constructo imaginativo en el dominio matemático, un sistema
en el espacio geométrico, en el que las entidades matemáticas se
mueven en un tiempo matemático según determinado conjunto de
condiciones que tienden a ser expresables como relaciones o leyes
matemáticas. A continuación, se deducen consecuencias por medio
de procedimientos matemáticos, a fin de transferirlas luego al mundo
observable de la naturaleza física, en el que, en la segunda fase, se
lleva a cabo una comparación y contrastación entre los datos de la
experiencia y las leyes o reglas derivadas de tales datos. Todo ello,
por lo común, produce una alteración del sistema o constructo ma
temático original; esto es, produce una nueva primera fase que, a
su vez, conduce a una nueva segunda fase. Así, Newton comienza
con una masa puntual en un campo con una fuerza central y deduce
una ley de áreas. Más adelante, añadirá condiciones para un segundo
cuerpo que interactúa mutuamente con el primero y, después, aun
otros cuerpos de este tipo. Más adelante, terminará por tomar en
consideración cuerpos de tamaño finito y forma y constitución es
pecíficas, en lugar de limitarse esencialmente a puntos de masa,
llegando incluso a considerar las diferentes posibilidades de diversos
tipos de medios resistentes a través de los que puedan moverse los
cuerpos. En el tercer paso, Newton aplica los resultados obtenidos
en los dos anteriores (que se corresponden aproximadamente a los
libros uno y dos de los Principia) a la filosofía natural, a fin de
elaborar su «Sistema del Mundo» (libro tres). Para Newton, el in
tento de hallar cómo es que puede existir una fuerza como la de
la gravitación universal, actuando según las leyes que él había des
cubierto, no formaba parte de los Principia publicados, sino que
eran una secuela de ellos. Una de las explicaciones que llegó a pro
poner incorporaba un modelo en el que había un éter que variaba
de densidad en función de la distribución de la materia, pudiendo
producir efectos como los de la gravedad.
La gran potencia del estilo newtoniano consistía en su posibilidad
de estudiar fuerzas de diversos tipos en relación con movimientos en
general y en relación con aquellos movimientos observados en el mun
do exterior, sin necesidad de verse coartado por consideraciones del
tipo de si esas fuerzas pueden existir o existen de hecho en la natura
leza. E l estilo de Newton tuvo éxito en los Principia, por más que hu
biese notables fallos a la hora de lograr soluciones completas (como
en el caso del movimiento de la luna). En sus estudios de óptica,
16 Prefacio
Newton trató de seguir esa misma línea de desarrollo, mas el tema
resultó no ser plenamente tratable al estilo newtoniano. De ahí que
para descubrir cómo intentó Newton desarrollar el tema de la óptica
al estilo newtoniano sea preciso atender a las Lecciones de Optica
o Lectiones opticae, publicadas postumamente, y a determinados ma
nuscritos ópticos (tal y como ha hecho D. T. Whiteside en los Matbe-
matical Papers; véase especialmente, Newton, 1967, vol. 3, pp. 450-
454; vol. 6, pp. 422-434). Tan sólo se pueden discernir vagos trazos
del estilo newtoniano en la Optica publicada por Newton, obra que
fundió en un molde distinto, de modo que se convirtió en un libro
de experimentos de estilo popular más bien que en una ilustración
del método de elaboración, mediante técnicas matemáticas, de las
propiedades de constructos imaginarios. De hecbo, no siempre está
claro qué experimentos se realizaron efectivamente o cuáles se reali
zaron exactamente tal y como allí se dice. Del mismo modo que el
estilo newtoniano no tuvo realmente éxito en óptica en el mismo
sentido en que lo tuvo en dinámica y mecánica celeste, también re
sultó estéril en relación con la teoría newtoniana de la materia.
Según este análisis, creo que resultará inmediatamente evidente que
en las ciencias biológicas o ciencias de la vida no podría tener lugar
en los siglos xvn y xvin nada semejante a la revolución científica
de Newton.
Aunque este libro se centra en la ciencia de los Principia, toma
remos algunos ejemplos de otros aspectos de la ciencia newtoniana,
de la ciencia de otras épocas y de ramas de la física distintas de la
dinámica y la mecánica celeste. En efecto, en mi concepto, el análisis
del cambio científico como una serie de transformaciones resulta uni
versalmente aplicable, pudiendo ayudamos a comprender con detalle
cada uno de los pasos que en su conjunto forman las grandes revolu
ciones del pensamiento científico.
La segunda parte del libro se ocupa de las transformaciones que
se producen en la historia del pensamiento científico. Consiguiente
mente, este aspecto del cambio científico se ejemplifica mediante el
examen del tratamiento que las leyes de Kepler recibieron de manos
de Newton. Esta segunda parte del libro se relaciona con la primera
en más de un modo. La discusión de las revoluciones producidas en
la ciencia mediante sucesivas transformaciones arroja luz sobre la
discusión anterior sobre las revoluciones en la ciencia. La elaboración
de la función desempeñada por las leyes de Kepler en la formación
de la dinámica celeste y en el sistema del mundo de Newton basado
en la gravitación universal completa la anterior presentación del
estilo newtoniano. He dedicado un libro completo al tema general,
relacionado con éste, de la Revolución en la ciencia: Historia, aná
Prefacio 17
lisis y significado de un nombre y un concepto. [ Revolution in Scien
ce: History, Analysis, and Significance of a Ñame and a Concept.]
He dividido en secciones cada uno de los capítulos, de modo
que el lector que no desee seguir todos y cada uno de los pasos de
la argumentación pueda descubrir cuáles son aquellas partes que
pueden satisfacer sus intereses y necesidades. Por más que haya toda
una serie de referencias que unen unos capítulos con otros, he in
tentado además, incluso algunas veces al precio de repetir resumi
damente unaidea plenamente desarrollada en otro capítulo, que cada
uno de ellos fuese independiente, pudiendo ser leído sin depender
demasiado de lo que ha venido antes.
Estoy muy agradecido a mis amigos, colegas y estudiantes con
quienes he discutido estas ideas. Tengo una deuda especial con quie
nes han echado un vistazo al original mecanografiado, distinguién
dome con sus útiles sugerencias: Lorraine J . Daston, Joel Genuth,
Ernán McMullin, Simón Schaffer, Michael Shank y en especial
D. T. Whiteside. He de expresar las gracias a la National Science
Foundation que ha apoyado económicamente la investigación sobre
el pensamiento científico de Isaac Newton y sus Principia, sobre lo
que se centra básicamente este libro. Estoy asimismo agradecido a
la Spencer Foundation (Chicago), que ha financiado mi investigación
sobre las relaciones históricas entre las ciencias naturales y físicas,
por un lado, y las sociales y de la conducta por otro. En efecto, ha
sido esta investigación la que me ha hecho comprender la historia
y la naturaleza de las revoluciones en la ciencia en general y, por
ende, la revolución científica asociada con el nombre de Isaac
Newton.
Cambridge, Mass. I. B. C.
Julio de 1980.
En esta segunda impresión he corregido unos cuantos errores y
erratas de poca monta, la mayoría de los cuales me fueron señalados
por el más minucioso y crítico de los lectores, Libero Sosio de Milán.
Este estudioso comprobó meticulosamente cada una de las líneas del
texto, las notas y la bibliografía con ocasión de la traducción italia
na, publicada con el título La Rivoluzione newtoniana (Milán: Fel-
trinelli, 1982).
Quisiera expresar mi reconocimiento, llamando de paso la aten
ción sobre él, por el penetrante ensayo crítico de Horace Freeland
Judson sobre mi libro y su tema de estudio, aparecido en The
Sciences, vol. 22, n. 1 (Academia de Gendas de Nueva York, enero
18 Prefacio
de 1981), pp. 21-37. Este ensayo, titulado «On the Shoulders of
Giants» [«Sobre hombros de gigantes»], discute también la redente
biografía de Newton debida a R. S. Westfall, Never at Rest [Sin
reposo] (Cambridge: at the University Press, 1980). En concreto,
Judson contrapone mi libro a otros que tratan de temas similares
(debidos, por ejemplo, a Popper, Kuhn y Feyerabend), ponderándolo
por hacer que el discurso progrese, y espedalmente por conducir
«a un modo realmente nuevo de concebir el proceso mediante el que
los conceptos emergen y se desarrollan en la denda».
I. B. C.
Cambridge, Mass.
Agosto de 1982.
Parte primera
LA REVOLUCION NEWTONIANA Y EL ESTILO
DE NEWTON
Capítulo 1
LA REVOLUCION CIENTIFICA DE NEWTON
1.1. Algunos aspectos básicos de la Revolución Científica
Un estudio sobre la revolución científica de Newton implica la
suposición básica de que en la ciencia se dan de hecho revoluciones.
Otra suposición adicional es que los logros de Newton fueron de
tal calibre o magnitud como para representar una revolución que
habría que poner aparte de otras revoluciones científicas de los si
glos xvi y xvii. Nada más afirmar estas cosas, nos vemos inmersos
en una controversia. Por más que haya pocas expresiones más fre
cuentes en los escritos acerca de la ciencia que la de «revolución
científica», hay un permanente debate relativo a la adecuación de
aplicar al cambio científico el concepto y el nombre de «revolución» 1.
Además, se da una amplia diversidad de opiniones por lo que atañe
a lo que constituye una revolución, y por más que casi todos los
historiadores estarían de acuerdo en que tuvo lugar en las ciencias
una genuina alteración de naturaleza excepcionalmente radical {la
Revolución Gentífica 2) en algún momento entre finales del siglo xv
(o comienzos del xvi) y el final del xvn, el problema de cuándo
tuvo lugar exactamente dicha revolución despierta el mismo des
acuerdo entre los estudiosos que el problema emparentado con éste
de cómo fue exactamente. Algunos estudiosos situarían sus comien
zos en 1543, el año de la publicación tanto de la magna obra de
Vesalio sobre la estructura del cuerpo humano como del tratado
de Copémico sobre las revoluciones de las esferas celestes (Copér-
21
22 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
nico, 1543; Vesalio, 1543). Otros pensarían que la revolución se
inauguró con Galileo, quizá en conexión con Kepler, mientras que
unos terceros verían en Descartes al primer revolucionario genuino.
Por el contrario, hay toda una escuela de historiadores que declaran
que los aspectos más significativos de la denominada revolución ga-
lileana habían aparecido ya durante el final de la Edad Media 3.
Sin embargo, el análisis histórico de la revolución newtoniana en
la ciencia no exige que participemos en los usuales debates tanto
filosóficos como sociológicos en torno a estas cuestiones, dado que
en realidad el concepto de revolución científica, en el sentido en
que entenderíamos hoy día el término, surgió en la época de Newton,
aplicándose en primer lugar (véase S 2.2) a una parte de las matemá
ticas a la que hizo la mayor de sus contribuciones, el cálculo, exten
diéndose luego a sus trabajos de mecánica celeste. Consiguientemente,
es legítimo restringir la tarea del historiador a la determinación de
los rasgos de la ciencia newtoniana que en la época de Newton pa
recieron tan extraordinarios como para merecer la designación de
revolucionarios. No es preciso indagar aquí los diversos significados
del término «revolución», estimando sobre la base de tales signi
ficados la corrección de hablar de una revolución científica newto-
niana.
La nueva ciencia que cobró forma durante el siglo xvil se puede
distinguir tanto mediante criterios externos como mediante criterios
internos de la ciencia y el estudio filosófico o contemplación de la
naturaleza de los períodos anteriores. Tal criterio externo viene dado
por la emergencia en el siglo xvn de una «comunidad» científica;
esto es, un conjunto de individuos unidos entre sí por objetivos y
métodos más o menos comunes y entregados al descubrimiento de
conocimientos nuevos sobre el mundo externo de la naturaleza y del
hombre consistentes (y, por tanto, contrastables) con la experiencia
bajo la forma de experimentos directos y observación controlada.
La existencia de semejante comunidad científica se caracterizaba por
la organización de los científicos en sociedades formales permanentes,
normalmente de ámbito nacional, con algún grado de dependencia o
financiación por parte del estado4. El objetivo fundamental de tales
sociedades era la promoción del «conocimiento natural»5. Uno de
los medios de los que se servían para tal fin era la comunicación,
y por consiguiente el siglo xvn es testigo de la fundación de revistas
científicas y eruditas que con frecuencia eran el órgano de las so
ciedades científicas, tal como ocurría con las Philosophical Transac-
tions de la Royal Society de Londres, el Journal des Sçavans y las
Acta eruditorum de Leipzig*. Otro signo visible de la existencia
de una «nueva ciencia» es la fundación de instituciones para la in-
1. La revolución científica de Newton 23
vestigadón, como el Observatorio Real de Greenwich, que celebró
el tercer centenario de su fundadón en 1975. La carrera dentífica
de Newton muestra aspectos de estas diferentes manifestaciones de
la nueva dencia y de la comunidad dentífica. Asi, dependía del
astrónomo real, John Mamsteed, para la obtención de pruebas ob-
servacionales de que Júpiter podía perturbar el movimiento orbital
de Saturno en las proximidades de la conjunción, y más tarde le
hideron falta las posidones lunares obtenidas por Mamsteed en el
Observatorio de Greenwich a fin de comprobar y desarrollar su teo
ría lunar, espedalmente en los años de la década de 1690. Su pri
mera publicación fue el famoso artículo sobre la luz y los colores,
que apareció en las páginas de las Pbilosopbical Transactions, mien
tras que sus Prinápia los publicó oficialmente la Royal Society, de
la que llegóa ser presidente en 1703, conservando el cargo hasta
su muerte en 1727. Por más que la Royal Society fuera de consi
derable importanda en la vida científica de Newton, no se puede
afirmar que sus actividades en relación con esa organizadón o su
revista fuesen en absoluto revoludonarias.
Los signos de la revoludón pueden verse también en los aspectos
internos de la dencia, como sus objetivos, métodos y resultados.
Bacon y Descartes coinddían en uno de los objetivos de la nueva
cienda, como era el que los frutos de la investigadón científica hu
biesen de ser la mejora de la condición humana aquí en la tierra7,
atendiendo a la agricultura, la medicina, la navegadón y los trans
portes, la comunicadón, las técnicas bélicas, las manufacturas y la
minería'. Muchos dentíficos del siglo x v ii eran partidarios de una
perspectiva más arcaica, según la cual la prosecudón de la compren
sión científica resultaba de utilidad en la medida en que fuese capaz
de promover la comprensión humana de la sabiduría y poder divinos.
Tradicionalmente, d aspecto práctico de la denda residía en servir
a la causa de la religión, siendo un rasgo revoludonario de la nueva
ciencia d objetivo pragmático adidonal consistente en mejorar aquí
y ahora la vida diaria mediante la dencia aplicada. La convicdón
que se había venido desarrollando en los siglos xvi y xvn, en d
sentido de que d verdadero objeto de la búsqueda de la verdad
dentífica debía de ser incidir sobre las condiciones materiales de la
vida, se tomó progresivamente fuerte y ampliamente compartida,
constituyendo un aspecto nuevo y aun característico de la nueva
denda.
Newton manifestaba con frecuenda su adhesión a la más arcaica
de las metas prácticas de la denda, como cuando escribía a Bentley
mostrando su satisfacdón por haber contribuido a la causa de la
verdadera religión con sus descubrimientos dentíficos. Cinco años
24 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
después de la publicación de los Principia, escribía a Bentley que
mientras componía el libro («mi tratado acerca de nuestro sistema»),
«tenía la mirada puesta en aquellos principios que pudiesen contribuir
a que los hombres creyesen en la divinidad» (Newton, 1958, p. 280;
1959-1977, vol. 3, p. 233). Unas dos décadas más tarde, en 1713,
declaraba en el escolio general con que se cierran los Principia que
el sistema del mundo «no podría haberse formado sin la planifica
ción y dominio de un ser inteligente y poderoso». Posiblemente
Newton estuviese también comprometido hasta cierto punto con
los nuevos fines prácticos de la ciencia; al menos actuó como con
sejero del equipo oficial que se ocupaba del problema del descubri
miento de métodos para la determinación de la longitud en alta mar.
Con todo, no fue el propio Newton, sino otros científicos como
Halley, quienes intentaron ligar la teoría lunar de Newton con las
necesidades de los navegantes y, por otro lado, la única innovación
práctica importante que inventó fue un instrumento científico (el
telescopio reflector) y no otros instrumentos al servicio de las nece
sidades humanas más mundanas*.
Otro aspecto de la revolución era la atención prestada al método.
Los intentos de codificar un método, desarrollados por figuras tan
diversas como Descartes, Bacon, Huygens, Hooke, Boyle y Newton,
significan que los descubrimientos se habrían de realizar mediante
la aplicación de un nuevo instrumento de investigación (un novum
organum, como decía Bacon) que habría de dirigir la mente sin error
al desvelamiento de los secretos de la naturaleza. E l nuevo método
era en gran medida experimental y se ha dicho que se basaba en la
inducción; también era cuantitativo y no meramente observacional,
por lo que podía desembocar en principios y leyes matemáticos.
Creo que la evaluación que en el siglo xvn se hacía de la importan
cia del método se relacionaba directamente con la función que la
experiencia (experimentos y observaciones) tenía en la nueva ciencia.
En efecto, parece haberse aceptado el postulado implícito de que
cualquier hombre o mujer medianamente hábil debería de ser capaz
de reproducir un experimento u observación, supuesto que dicho
experimento u observación se expusiese honestamente y con sufi
cientes detalles. Como consecuencia de ello, cualquiera que compren
diese los verdaderos métodos de la investigación científica y hubiese
adquirido la necesaria preparación para realizar experimentos y ob
servaciones podría haber realizado el descubrimiento original, supo
niendo, como es natural, que hubiese tenido la astucia y la perspi
cacia de plantearse la pregunta adecuada t0.
Este aspecto experimental o experiencia! de la nueva ciencia tam
bién se pone de manifiesto en la nueva costumbre de comenzar una
1. La revolución científica de Newton 25
investigación repitiendo o reproduciendo un experimento u observa
ción que había llamado la atención del investigador por medio de
un rumor o un informe oral o escrito. Cuando Galileo oyó hablar
de un invento óptico holandés que permitía al observador ver ob
jetos distantes con la misma claridad que si se hallasen al alcance
de la mano, se puso inmediatamente a reconstruir dicho instrumen
to u. Newton nos cuenta cómo había comprado un prisma «a fin
de ensayar con él los famosos Fenómenos de los Colores» c . Desde
entonces, ¡ay del investigador cuyos experimentos y observaciones
no se puedan reproducir o que dé informes falsos! Tal actitud se
basaba en la convicción básica de que los acontecimientos naturales
son constantes y reprodudbles, estando por ello sujetos a leyes uni
versales. Esta doble exigencia de realizabilidad y reproducibilidad
imponía un código de honestidad e integridad a la comunidad cien
tífica que constituye otro de los aspectos característicos de la nueva
ciencia.
El carácter empírico de la nueva ciencia era tan significativo res
pecto a los resultados obtenidos como respecto a los fines y medios.
La ley de la caída de los graves propuesta por Galileo describe cómo
caen de hecho los cuerpos reales sobre la tierra, prestando la debida
consideración a las diferencias entre el caso ideal de la caída en el
vacío y la situación real de un mundo lleno de aire con viento, re
sistencia y los efectos de la rotación. Algunas de las leyes del movi
miento uniforme y acelerado expuestas por Galileo se pueden encon
trar también en los escritos de algunos filósofos-científicos de finales
de la Edad Media, si bien éstos (con una única excepción conocida
sin importancia real u) ni siquiera llegaron a preguntarse nunca si
tales leyes podrían corresponder tal vez a algún movimiento real
u observable del mundo externo. En la nueva ciencia, las leyes que
no se aplicaban al mundo de las observaciones y los experimentos
no podían poseer ningún significado real, excepto como ejercicios
matemáticos. Este punto de vista queda claramente expresado por
Galileo en la introducción al tema del «movimiento naturalmente
acelerado» de su libro Dos nuevas ciencias (1638). Galileo explica
que el objeto de su investigación era «buscar y aclarar la definición
que mejor encaje con aquél [movimiento acelerado] que utiliza la
naturaleza» (Galileo, 1974, p. 153 * ; 1890-1909, vol. 8, p. 197).
Desde este punto de vista, nada hay de «malo en inventar a volun
tad algún tipo de movimiento y teorizar acerca de sus propiedades
consiguientes, a la manera en que algunos han derivado líneas espi
rales y concoides a partir de determinados movimientos, por más
* Véase la traducción castellana citada en la bibliografía, p. 276. (N . T .)
26 La revolución nevrtoniana y el estilo de Newton
que la naturaleza no recurra a éstas [trayectorias]». Mas ello difiere
del movimiento en la naturaleza, ya que al explorar los fenómenos
del mundo externo real, es preciso buscar una definición que corres
ponda a la naturaleza tal y como muestra la experiencia:
No obstante, y desde el momento en que la naturaleza se sirve de una determinada forma de aceleración para hacer descender a los graves, hemos decidido
estudiar sus propiedades, para poder estar seguros de que la definición de
movimiento acelerado que vamos a proponer sea conforme a la esencia de]
movimiento naturalmente acelerado. Esta correspondencia estamos seguros
de haberla conseguido al fin tras largas reflexiones, especialmente si tenemos
en cuenta que las propiedades que hemos ido demostrando sucesivamente
corresponden y coinciden exactamente con lo que los experimentos físicos
[naturalia experimenta] nos ofrecen a los sentidos [ ibid.] .
Galileo describe su modo de proceder como si «al estudio del
movimiento naturalmente acelerado nos ha llevado como agarrados
de la mano la observación de los hábitos y reglas que sigue la propia
naturaleza».
Como Galileo, Newton el físico vio que la importancia funda
mental de los conceptos y reglas o leyes estaba en relación con la
experiencia, surgiendo directamente de ella. Mas Newton el mate
mático no podía evitar sentirse interesado por otras posibilidades.
Aun reconociendo que determinadas relaciones poseen un significado
físico (como que «los tiempos periódicos son como la potencia 3 /2
de los radios» o tercera ley de Kepler), su mente saltó inmediata
mente a la condición más general (como es que «el tiempo periódico
es como cualquier potencia R" del radio R » ) 14. Aunque Newton
estaba dispuesto a explorar las consecuencias matemáticas de las
atracciones entre esferas según cualquier función racional de la dis
tancia, se centró en las potencias de índice 1 y — 2, puesto que son
las que tienen lugar en la naturaleza. Así, la potencia de índice 1 de
la distancia al centro se aplica a una partícula dentro de una esfera
sólida y la potencia de índice — 2, a una partícula del exterior de
una esfera sea hueca o sólida “ . £1 objetivo que se había impuesto
en los Principia era mostrar que los «principios matemáticos» o
abstractos de los dos primeros libros podían aplicarse al mundo
de los fenómenos, tarea que emprendió en el libro tercero. Semejante
tarea, después de Galileo, Kepler, Descartes y Huygens, no era en sí
misma revolucionaria, si bien lo abarcado por los Principia y el grado
de aplicación confirmada se podría designar perfectamente con tal
nombre, pasando así a formar parte de la revolución científica de
Newton.
1. La revolución científica de Newton 27
En ocasiones, una excesiva insistencia en los fundamentos abso
lutamente empírico de la ciencia del xvn ha llevado a algunos estu
diosos a incurrir en exageraciones “ . Los científicos de la época no
exigían que todos y cada uno de los enunciados se sometiesen a la
prueba del experimento u observación y ni siquiera exigían esa posi
bilidad, pues tal condición habría conseguido bloquear la producción
del conocimiento científico tal y como hoy lo conocemos. Sin em
bargo, se insistía en que el objetivo de la ciencia era comprender
el mundo externo real, lo que exigía la posibilidad de predecir re
sultados contrastables y de retrodecir los datos de la experiencia
presente, esto es, los resultados acumulados de experimentos y ob
servaciones controladas. Este desarrollo continuo del conocimiento
fáctico, acumulado a partir de las investigaciones y observaciones
realizadas en todo el mundo, unido a un igual y continuo avance
de la comprensión de la naturaleza, constituía otro aspecto impor
tante de la nueva ciencia, habiéndose constituido desde entonces en
característica distintiva de la empresa científica en su conjunto. No
cabe la menor duda de que Newton contribuyó notablemente a au
mentar la cantidad de conocimientos. En la variedad y notable ca
lidad de dichas contribuciones podemos ver la inequívoca señal de
su gran genio creador, si bien eso no es lo mismo que haber creado
una revolución.
1.2. Una revolución científica de Newton: variedades
de la ciencia newtoniana
En el campo de las ciencias, se conoce a Newton por sus contri
buciones al campo de las matemáticas puras y aplicadas, por sus
trabajos en el campo general de la óptica, por sus experimentos y
especulaciones relativos a la teoría de la materia y la química (in
cluyendo la alquimia) y por sus sistematización de la mecánica ra
cional (dinámica) junto con su dinámica celeste (incluyendo el «sis
tema del mundo» newtoniano). Tan sólo una pequeña parte de estos
logros habría bastado para asegurarle un puesto indiscutible entre
los científicos inmortales. En su propia época, como veremos más
adelante en el capítulo 2, la palabra «revolución» comenzó a aplicarse
a las ciencias en el sentido de un cambio radical, y una de las pri
meras áreas en las que se detectó una revolución fue en el descu
brimiento o invención del cálculo dando lugar a una revolución en
m atem áticasE xisten también abundantes pruebas de que, en la
época de Newton y con posterioridad, sus Principia se tuvieron por
el inicio de una revolución en las ciencias físicas, siendo precisa
mente esta revolución aquella cuyos rasgos característicos me pro
pongo elucidar.
Los estudios de Newton sobre química y teoría de la materia
produjeron algunos resultados útiles2 y numerosas especulaciones.
Estas últimas se pusieron fundamentalmente de manifiesto en las
cuestiones del final de la Optica, especialmente las últimas3, y
en un opúsculo como el De natura acidorum *. El alcance de estos
escritos y su influencia se han visto acrecentados (desde la época
de Newton hasta la nuestra) por el lugar extraordinario que su autor
ha ocupado en la ciencia. En el mejor de los casos, resultan incom
pletos y programáticos, incoando a lo sumo una posible revolución,
si bien dicha revolución nunca fue llevada a cabo por Newton y ni
siquiera se realizó según las líneas por él trazadas. El programa y
sugerencias de Newton tuvieron una notable influencia sobre la cien
cia del siglo XVIII, especialmente sobre el desarrollo de las teorías
del calor y la electricidad (con sus sutiles fluidos elásticos) (cf. Cohén,
1956, caps. 7 y 8). Newton tuvo unas cuantas intuiciones brillantes
acerca de la estructura de la materia y el proceso de reacción quími
ca, por más que la verdadera revolución química no haya tenido
lugar hasta los trabajos de Lavoisier, quien no era directamente
newtoniano (véase Guerlac, 1975).
El objetivo fundamental de las ideas de Newton acerca de la
materia se fundaba en la esperanza de derivar «el resto de los fenó
menos de la naturaleza con el mismo tipo de razonamiento a partir
de principios mecánicos» que habían operado en la deducción de
«los movimientos de los planetas, cometas, luna y mar». Como decía
en el prefacio (1686) a la primera edición de los Principia, estaba
convencido de que todos esos fenómenos «pueden depender de cier
tas fuerzas mediante las cuales las partículas de los cuerpos... o bien
se ven impelidas [atraídas] mutuamente unas hacia otras de manera
que se unan en figuras regulares» o bien «se repelen y se apartan
unas de otras»s. De este modo, como señaló en otra ocasión, la
analogía de la naturaleza sería completa: «Todos los razonamientos
que se apliquen a los movimientos mayores deberían aplicarse tam
bién a los menores. Los primeros dependen de las mayores fuerzas
atractivas de los cuerpos mayores, y sospecho que los últimos de
penden de las fuerzas menores, aún inobservadas, de las partículas
insensibles.» Dicho brevemente, Newton querría de este modo que
la naturaleza fuese «en extremo simple y conforme consigo m ism a»6.
Este programa concreto resultó un claro fracaso, pero con todo
resultaba novedoso y puede decirse que poseía aspectos revolucio
narios, de manera que en el mejor de los casos se puede tener por
una revolución fracasada o al menos nunca realizada. Mas, puesto
28 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
1. La revolución científica de Newton 29
que lo que aquí nos ocupa es la revolución positiva de Newton,
nuestro tema principal de estudio no incluye su deseo de des
arrollaruna micro-mecánica análoga a su macro-mecánica coro
nada por el éxito. Sin embargo, no podemos pasar por alto este
tema, dado que se ha argüido que el modo en que Newton atacó
el problema de la física de los cuerpos grandes y su inmenso éxito
en la mecánica celeste era el resultado de sus investigaciones sobre
las fuerzas de rango corto, y eso a pesar del hecho de que el propio
Newton afirmó (y lo hizo reiteradamente) que había sido su éxito
en el campo de la gravitación el que le había llevado a creer que
las fuerzas de las partículas podrían tratarse de la misma manera.
R. S. Westfall (1972, 1975) ni siquiera se detendría en este punto,
sino que añadiría que «las fuerzas atractivas entre partículas de
materia», así como también «la atracción gravitatoria que sería pro
bablemente la última [de dichas fuerzas] en aparecer» constituirían
«fundamentalmente el resultado de principios activos alquímicos».
Esta tesis particular resulta interesante, por cuanto que dotaría de
unidad a los esfuerzos intelectuales de Newton, si bien no pienso
que se pueda establecer con pruebas directas (véase Whiteside, 1977).
En cualquier caso, los escritos no publicados de Newton sobre al
quimia y sus escritos tanto publicados como no publicados sobre
química y teoría de la materia difícilmente merecen el calificativo
de «revolucionarios», en el sentido del influjo radical que ejerció
sobre la ciencia la aparición de los Principia.
En óptica, la ciencia de la luz y de los colores, las contribuciones
de Newton resultaron sobresalientes, mas sus trabajos publicados
sobre «Las reflexiones, refracciones, inflexiones [i. e., la difracción]
y colores de la luz», como se subtitulaba la Optica, no fueron revo
lucionarios en el mismo sentido que los Principia. Quizá ello se deba
al hecho de que los escritos y el libro de óptica publicados por New
ton durante su vida no muestran audazmente las propiedades mate
máticas de las fuerzas que actúan (según creía) en la producción de
la dispersión y otros fenómenos ópticos, por más que de pasada se
apunte en la Optica una pista sobre un modelo matemático al estilo
newtoniano (véase $ 3.11), desarrollándose más plenamente un mo
delo en la sección 14 del libro primero de los Principia. El primer
artículo que publicó Newton versaba sobre óptica, concretamente
sobre sus experimentos prismáticos relativos a la dispersión y com
posición de la luz solar y la naturaleza de los colores. Tales resultados
se ampliaron en su Optica (1704; edición latina 1706; segunda edi
ción inglesa 1717/1718), que también contiene sus experimentos y
conclusiones sobre otros aspectos de la óptica, incluyendo una gran
variedad de lo que hoy se conoce como fenómenos de difracción e
30 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
interferencia (a algunos de los cuales Newton daba el nombre de
«inflexión» de la luz). Gracias a mediciones y experimentos cuanti
tativos, exploró la causa del arco iris, la formación de los «anillos
de Newton» con luz solar y con luz monocromática, los colores y
otros fenómenos producidos por «placas» finas y gruesas, y un sin
número de otros efectos ópticos7. También explicó cómo los cuer
pos exhiben colores en función del tipo de iluminación y sus capa
cidades selectivas de absorción y transmisión o reflexión de diversos
colores. La Optica, incluso dejando de lado las cuestiones, es un
brillante despliegue del arte del experimentador, donde podemos
asistir, como muy bien dijo Andrade (1947, p. 12), al «placer de
crear» de Newton. Algunas de sus mediciones fueron tan exactas,
que un siglo más tarde le proporcionaron a Tomas Young los va
lores correctos, con un error inferior al 1 por ciento, de las longi
tudes de onda de la luz de diferentes colores*. Sin embargo, por
más que los estudios de Newton sobre la luz y el color, así como
su Optica, se citen a menudo como modelo de cómo realizar expe
rimentos cuantitativos y de cómo analizar experimentalmente un
problema difícil9, no crearon una revolución y nunca se tuvieron
por revolucionarios ni en la época de Newton ni más tarde. En este
sentido, la Optica no hizo época.
Desde el punto de vista de la revolución newtoniana en la cien
cia, hay con todo un aspecto de la Optica muy significativo, como
es el hecho de que, en ella, Newton desarrollase la explicación pú
blica más completa que nunca haya dado de su filosofía de la ciencia
o de su concepción del método científico experimental. De hecho,
esta declaración metodológica ha sido desde entonces la fuente de
cierta confusión, dado que se ha interpretado como si se aplicase
a toda la obra de Newton, incluyendo los Principia w. El último pá
rrafo de la cuestión 28 de la Optica comienza discutiendo el rechazo
de cualquier «fluido denso» que supuestamente hubiera de llenar
el espacio, procediendo luego a fustigar a «recientes filósofos» (esto
es, cartesianos y leibnizianos) por «inventar hipótesis para explicar
mecánicamente todas las cosas, relegando a la metafísica las otras
causas». Con todo, Newton afirma que «el principal objetivo de la
filosofía natural consiste en argumentar a partir de los fenómenos
sin inventar hipótesis, deduciendo las causas de los efectos hasta
llegar a la primerísima causa que ciertamente no es mecánica»11. La
tarea fundamental no sólo es «desentrañar el mecanismo del mundo»,
sino también «resolver» problemas tales como ¿qué hay en los lu
gares casi vacíos de materia...?, ¿de dónde procede que la natura
leza nada haga en vano y de dónde sale todo ese orden y belleza
que observamos en el mundo?, ¿qué «impide a las estrellas fijas
1. La revolución científica de Newton 31
precipitarse unas sobre otras»?, «¿acaso el ojo se ha diseñado sin
conocimientos de óptica o el oído sin conocimiento de los sonidos?»,
o «¿de qué modo se siguen de la voluntad los movimientos corpo
rales y de dónde procede el instinto de los animales?».
En la cuestión 31, Newton expresa sus principios generales de
análisis y síntesis o resolución y composición, así como el método
de la inducción:
Como en las matemáticas, en la filosofía natural la investigación de las cosas
difíciles por el método de análisis ha de preceder siempre al método de com
posición. Este análisis consiste en realizar experimentos y observaciones, en
sacar de ellos conclusiones generales por inducción y en no admitir otras
objeciones en contra de esas conclusiones que aquéllas salidas de los experi
mentos u otras verdades ciertas, pues las hipótesis no han de ser tenidas en
cuenta en la filosofía experimental. Y , aunque los argumentos a partir de
observaciones y experimentos por inducción no constituyan una demostración
de las conclusiones generales, con todo es el mejor modo de argumentar que
admite la naturaleza de las cosas y ha de considerarse tanto más fuerte cuanto
más general sea la inducción.
Así pues, el análisis nos permite
pasar de los compuestos a sus ingredientes y de los movimientos a las fuerzas
que los producen; en general, de los efectos a las causas y de estas causas
particulares a las más generales, hasta que el argumento termine en la más
general.
A continuación, se relaciona este método de análisis con el de sín
tesis o composición:
El de la síntesis, por su parte, consiste en suponer las causas descubiertas
y establecidas como principios y en explicar con ellos los fenómenos, proce
diendo a partir de ellos y demostrando las explicaciones12.
El largo párrafo en que aparecen los tres extractos precedentes es
uno de los que más frecuentemente se citan, junto con el Escolio
General con que finalizan los Principia, donde aparece la conocida
frase Hypotbeses non fingo.
Newton querría hacernos creer que él mismo habría procedido
según este «tinglado» u: en primer lugar, desvelar mediante el «aná
lisis» algunos resultados simples que se generalizarían por inducción,
pasando así de los efectos a las causas y de las causas particulares
a las generales; y, a continuación, basándose endichas causas toma
das como principios, explicar por «síntesis» los fenómenos de obser
vación y experimentación que pudieran derivarse o deducirse de ellas,
32 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
«demostrando las explicaciones». De esto último, Newton dice haber
dado un «Ejemplo... al final del libro primero», donde los «Des
cubrimientos demostrados experimentalmente se pueden dar por su
puestos en el método de composición para explicar los fenómenos
que surgen de ellos». Un ejemplo procedente del final del libro
primero, parte 2, viene dado por las proposiciones 8-11,'con las
que concluye la mencionada parte 2. La proposición 8 reza: «Expli
car los colores producidos por los prismas mediante las propiedades
de la luz que se han descubierto». Las proposiciones 9-10 también
contienen la frase: «Explicar... a partir de las propiedades descu
biertas de la luz», donde los puntos suspensivos están ocupados
(proposición 9) por «los colores del arco iris» y (proposición 10)
por «los colores permanentes de los cuerpos naturales». A conti
nuación, la última proposición, que lleva el número 11, reza: «For
mar, con la mezcla de luces de colores, un haz de luz del mismo
color y naturaleza que el haz de la luz directa del sol».
La apariencia formal de la Optica podría haber sugerido que se
trataba de un libro de síntesis más bien que de análisis, dado que
comienza (libro uno, parte 1) con un conjunto de ocho «definicio
nes» seguidas de ocho «axiomas». Sin embargo, la elucidación de las
proposiciones que siguen a continuación no hace referencia explícita
a dichos axiomas, y muchas de las proposiciones aisladas se estable
cen por un método que se tilda sencillamente de «PRUEBA expe
rimental». El propio Newton señala claramente al final de la cues
tión 31 que en los libros primero y segundo ha «procedido por...
análisis» y que en el libro tercero (dejando aparte las cuestiones)
tan sólo «ha comenzado el análisis». Superficialmente, la estructura
de la Optica es semejante a la de los Principa, dado que éstos tam
bién comienzan con un conjunto de «definiciones» (ocho también),
seguidas de tres «axiomas» (tres «axiomata sive leges motus»), sobre
los que han de construirse, según el modelo de la geometría eudídea,
los dos primeros libros. Ahora bien, en el libro tercero de los Prin
cipia, que versa sobre el sistema del mundo, hay un conjunto auxi
liar formado por los denominados «fenómenos» que media en (a
aplicación de los resultados matemáticos de los libros primero y
segundo a los movimientos y propiedades del universo físico M. Frente
a lo que ocurre en la Optica, en los Principia se hace uso de los
axiomas y definicionesIS. Lo confundente de la exposición que New
ton hace del método de análisis y síntesis (o composición) en la
cuestión 31 de la Optica es que se introduce mediante la frase «Como
en las matemáticas, en la filosofía natural...», que aparecía ya cuan
do se publicó por vez primera (como cuestión 23) en la versión la
tina, Optice, de 1706, «Quemadmodum in Mathematica, iía etiam
1. La revolución científica de Newton 33
in Physica...». No obstante, un examen cuidadoso muestra que el
uso newtoniano en la filosofía natural experimental es exactamente
el inverso del modo en que el «análisis» y la «síntesis» (o «resolu
ción» y «composición») se habían empleado tradicionalmente en re
lación con las matemáticas y, por tanto, en los Principia. Se trata
de un aspecto de la filosofía newtoniana de la ciencia que compren
dió plenamente Dugald Stewart hace siglo y medio, aunque se les
ha escapado a los comentadores actuales del método científico de
Newton, quienes llegarían incluso a ver en la Optica el mismo estilo
que se encuentra en los Principia16 (discutiremos más ampliamente
este punto en § 3.11).
El «método» de Newton, tal como se desprende de sus dichos
más bien que de sus hechos, se ha resumido como sigue: «AI pa
recer, los aspectos principales del método de Newton son el rechazo
de las hipótesis, el hincapié sobre la inducción, el procedimiento
secuencial (la inducción precede a la deducción) y la inclusión de
argumentos metafísicos en la física» (Turbayne, 1962, p. 45). Así
pues, Colín Turbayne pensaría que «el procedimiento deductivo»
sería la característica definitoria del «modo matemático» y del « more
geométrico» de Newton y de Descartes, respectivamente: «Las 'largas
cadenas de razonamiento’ de Descartes estaban unidas deductivamen
te, mientras que las demostraciones newtonianas se reducían a Ta
forma de proposiciones al modo matemático’». Este autor criticaría
a aquellos analistas que no reconociesen que la propiedad definitoria
del «'método geométrico* cartesiano o del 'modo matemático* new
toniano no tienen por qué ser, por paradójico que parezca, ni geo
métrica ni matemática. Su propiedad definitoria es la demostración,
y no la naturaleza de los términos usados en ella» >7. Hay que tener
en cuenta que la expresión aquí usada, «la 'vía matemática’ newto
niana» o «la 'vía matemática’ de Newton», tan frecuentemente citada
en las exposiciones filosóficas o metodológicas de la ciencia newto
niana, procede de la traducción inglesa del Sistema del Mundo [Syr-
tem of the W orld] '* de Newton, sin que se encuentre en ninguna
de las versiones manuscritas de dicho opúsculo, incluyendo la que
aún se encuentra entre los papeles de Newton (véanse Dundon,
1969; Cohén, 1969<í, 1969c).
No obstante, la revolución científica de Newton no residía en
su uso del razonamiento deductivo ni en una forma puramente ex
terna de argumento presentado como una serie de demostraciones
a partir de los primeros principios o axiomas. El logro newtoniano
más sobresaliente fue mostrar cómo introducir el análisis matemático
en el estudio de la naturaleza de una manera bastante novedosa y
particularmente fructífera, de manera que pudiese descubrir los Prin-
34 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
apios matemáticos de la filosofía natural, tal y como se titulaban
los Principia: Philosopbiae naturalis principia mathematica. No sólo
mostraba Newton unos poderosos métodos de aplicación de las ma
temáticas a la naturaleza, sino que además recurría a unas nuevas
matemáticas que él mismo había estado forjando y que pueden esca
par a la atención de un observador superficial, debido al disfraz
externo de lo que parece ser un ejemplo del uso de la geometría
al estilo griego tradicional (véase la nota 10 a $ 1.3).
En los Prinápia, la ciencia del movimiento se desarrolla de un
modo que he tildado de estilo newtoniano. En el capítulo 3 se verá
que dicho estilo consiste en un intercambio entre la simplificación
e idealización de las situaciones que se dan en la naturaleza y sus
análogos en el dominio matemático. De este modo, Newton pudo
producir un sistema matemático y unos principios matemáticos que
se podrían luego aplicar a la filosofía natural, esto es, al sistema del
mundo y sus reglas y datos tal y como se determinan por la expe
riencia. Este estilo le permitía a Newton tratar problemas de las
ciencias exactas como si fuesen ejercicios de matemática pura, ligan
do los experimentos y las observaciones a las matemáticas de un
modo notablemente fructífero. El estilo newtoniano también per
mitía dejar de lado, para un tratamiento independiente, el problema
de la causa de la gravitación universal y el modo de su acción y
transmisión.
La revolución científica de Newton se elaboró y expuso en los
Principia, y durante más de dos siglos este libro constituyó la piedra
de toque cotra la cual se evaluaban todas las demás ciencias, convir
tiéndose en el modelo al que tendían los científicos de campos tan di
versos como la paleontología, la estadística y la química, a fin de
elevar sus propios campos de estudio a un alto estadio de desarrollo19.
De acuerdo con ello, en las páginas que siguen me he propuesto explo
rar y precisar las cualidades de los Principia de Newton que hacen
de esta obra algo tan revolucionario.La más importante de ellas,
tal como yo veo cosas, es el estilo newtoniano, un procedimiento
claramente diseñado para combinar los métodos matemáticos con
los resultados de la experimentación y observación de un modo que
desde entonces ha sido seguido en mayor o menor medida por los
practicantes de las ciencias exactas. Este estudio se centra funda
mentalmente en los Principia, debido a la inmensa y singular impor
tancia de dicho tratado en la Revolución Científica y en la historia
intelectual de la humanidad. En los Principia, el papel desempeñado
por la inducción es mínimo y apenas hay algún rastro de ese análisis
que, según Newton, debería preceder siempre a la síntesis®. Tam
poco hay indicio alguno de que Ñewton descubriese primero las
1. La revolución científica de Newton 35
proposiciones más importantes de los Principia de un modo signifi
cativamente distinto de aquél según el cual se publicaron con sus
demostraciones21. Los estudios de Newton sobre los fenómenos
ópticos, la química, la teoría de la materia, la psicología fisiológica
y de la sensación, y otras áreas de la filosofía experimental, no
muestran con fortuna el estilo newtoniano. Como es natural, todo
lo que Newton decía acerca del método, la inducción, el análisis y
la síntesis o la función propia de las hipótesis cobraba un signifi
cado adicional debido a la posición científica dominante del autor.
Tal posición la alcanzó como resultado de la revolución científica
que en la época de Newton (así como después de ella) se pensaba
que se centraba en sus principios matemáticos de la filosofía natural
y en sus sistema del mundo (véase en Capítulo 2). Los temas filosó
ficos generales acerca de la inducción y el análisis y síntesis cobraron
importancia una vez que Newton hubo mostrado el sistema del
mundo gobernado por la gravitación universal, si bien no desempe
ñaron función alguna significativa en el modo en que el estilo
newtoniano se usa para la elaboración de dicho sistema o para el
descubrimiento de dicha fuerza universal.
1.3. Las matemáticas en la nueva ciencia (1 ): un mundo
de números
Una vez que la ciencia moderna hubo salido del crisol de la Re
volución Científica, Stephen Hales, con frecuencia tenido por el
fundador de la fisiología vegetal *, caracterizó de manera típica uno
de sus aspectos. Clérigo anglicano y newtoniano ardiente, Hales es
cribió (1727) que «tenemos la seguridad de que el omnisciente crea
dor ha observado las más exactas proporciones de número, peso y
medida en la constitución de todas las cosas», por lo que «el modo
más plausible... de llegar a comprender la naturaleza de aquellas
partes de la naturaleza que nos es dado observar tiene que ser pre
cisamente numerar, pesar y medir» (Hales, 1969, p. xxxi). Los dos
campos más importantes a los que Hales aplicó dicha regla fueron
los de la fisiología vegetal y animal, principalmente la medición de
las presiones de la savia y las raíces en diversas plantas bajo una
gran diversidad de condiciones, así como la medición de la presión
sanguínea en los animales. Hales dio a su método el nombre de
«estática», derivado de la versión latina de la palabra griega que
significa pesar, en el sentido que parece haber sido introducido en el
l>cnsamiento occidental por Nicolás de Cusa en el siglo xv en un
tratado titulado De statid s experimentis (cf. Guerlac, 1972, p. 37;
y Viets, 1922).
36 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
En el siglo xvil, dos famosos ejemplos de este método «es
tático» fueron los experimentos de Santorio sobre los cambios de
peso que tienen lugar en el ciclo diario del hombre (Grmek, 1975)
y el experimento de van Helmont sobre el sauce. Este último con
sistía en llenar una maceta de barro con un peso dado de tierra
que había sido secada en un homo, y en la cual Helmont planté
un «tronco o vástago» de sauce previamente pesado. Cubrió «la
boca del recipiente con una placa de hierro recubierta de estaño»,
a fin de que el polvo ambiente no se «comezclase con la tierra» del
interior del recipiente. Regó regularmente la tierra con agua de
lluvia o agua destilada durante cinco años y descubrió que el árbol
original, que pesaba 5 libras, había crecido hasta alcanzar ahora un
peso de «169 libras y unas tres onzas» (sin contar «el peso de las
hojas caídas en los cuatro otoños»). Dado que la tierra del recipien
te, una vez secada al finalizar el experimento, era tan sólo «unas
dos onzas» inferior al peso original de 200 libras, Helmont concluía
que 164 libras de «madera, corteza y raíces» tenían que haberse
formado a partir tan sólo de agua2. Helmont no sabía (ni sospe
chaba) que el propio aire podría suministrar parte del peso del
árbol, descubrimiento realizado por Hales, quien repitió el experi
mento de Helmont con una mayor precisión consistente en pesar el
agua añadida a la planta y en medir la tasa de «tranpiración» de
la planta (Hales, 1969, Cap. 1, experimentos 1-5). El experimento
original había sido propuesto por el Cusano, aunque no hay seguri
dad acerca de si lo llegó a realizar de hecho.
He elegido adrede estos primeros ejemplos de las ciencias de la
vida o biológicas, dado que normalmente se supone que en la Re
volución Científica el procedimiento numérico era una prerrogativa
de las ciencias físicas. Uno de los razonamientos numéricos más
famosos de la Revolución Científica se da en el análisis que hace
Harvey del movimiento de la sangre. Un argumento central de la
demostración de Harvey de la circulación es cuantitativo, basándose
en la estimación de la capacidad del corazón humano. Descubre que
el ventrículo izquierdo, cuando está lleno, puede contener «ó 2 ó 3
ó 1 Vi onzas; he encontrado en un hombre muerto más de 4 onzas».
Sabiendo que «el corazón da en media hora más de mil latidos, si
bien en algunos da en ciertas ocasiones dos, tres o cuatro mil», un
simple cálculo indica cuánta sangre descarga el corazón en las arte
rias en media hora, cantidad que equivale al menos a 93 libras y
4 onzas, «lo que representa una cantidad superior a la que se halla
en todo el cuerpo». Repitió los mismos cálculos con un perro y
una oveja, mostrando las cifras obtenidas «que a través del corazón
se transmite continuamente más sangre de la que pueda suministrar
1. La revolución científica de Newton 37
la comida que tomamos y de la que puedan contener las venas»3.
Podemos ver aquí cómo los cálculos numéricos suministraron un
argumento a favor de la teoría, lo que constituye un excelente
ejemplo del modo en que los números aparecían en las discusiones
teóricas de la nueva ciencia.
No obstante, a pesar de la fuerza de los ejemplos precedentes,
sigue siendo cierto que el uso fundamental del razonamiento nu
mérico en la ciencia del siglo xvn se daba en las ciencias físicas
exactas, como la óptica, la estática, la cinemática y la dinámica, la
astronomía y algunas partes de la química4. Las relaciones numé
ricas de un tipo especial tendían a hacerse tanto más prominentes
en las ciencias exactas del siglo xvn por cuanto que en esa épo
ca las leyes científicas aún no se escribían en forma de ecuacio
nes. Así, por ejemplo, hoy día escribimos la ley galileana del mo
vimiento uniformemente acelerado como v — A t y S = Vi A ?, si
bien Galileo expresaba la esencia del movimiento naturalmente ace
lerado (la caída libre, por ejemplo, o el movimiento a lo largo de un
plano inclinado) en un lenguaje que suena mucho más a teoría de
números que a álgebra: «los espacios atravesados en tiempos iguales
por un móvil que descienda partiendo del reposo están entre sí en
la misma proporción [rationem ] que los números impares a partir
de la unidad»3. La regla galileana según la cual las primeras dife
rencias (o «la progresión de los espacios») concuerdan con los nú
meros impares, le condujo a otra versión de esta regla, según la cual
los «espacios recorridos en tiempos cualesquiera» por un cuerpo
uniformemente acelerado que parto del reposo «estánentre sí en
la razón doble de los tiempos [o como los cuadrados de los tiem
pos]» en los que se atraviesan dichos espacios. Esta versión de su
regla, expresada en el lenguaje de las proporciones, se aproxima
más a nuestro modo algebraico de hablar6. Así pues, mientras que
las velocidades aumentan con el tiempo según los números naturales,
las distancias totales o los espacios atravesados aumentan (según
las unidades de medida) de acuerdo con los números impares o los
aladrados7 de los números naturales6.
En la ciencia exacta del siglo xvn, junto con reglas numé
ricas, se encuentran consideraciones relativas a la forma o la geome
tría. En una famosa declaración acerca de las matemáticas de la
naturaleza, escribía Galileo:
La filosofía [esto es, la filosofía natural o ciencia] está escrita en ese
Inmenso libro por siempre abierto ante nuestros ojos, me refiero al universo.
Con todo, no se puede leer si no se aprende el lenguaje y se familiariza uno
con los caracteres con los que está escrito. Está escrito en lenguaje matemático,
38 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
y las letras son triángulos, circuios y otras figuras geométricas, sin cuyos medios
resulta humanamente imposible comprender una sola palabra9.
No es ésta la filosofía de Newton, en la que las matemáticas su
gieren inmediatamente un conjunto de ecuaciones o proporciones
(que pueden ser verbales), series infinitas y pasos al límite10. De
hecho, la cita que acabamos de hacer casi parece de Kepler más
bien que de Galileo, ya que fue Kepler quien descubrió en la geome
tría numérica una de las razones para preferir el sistema copernicano
al ptolemaico. En uno de esos sistemas, el ptolemaico, hay siete
«planetas» o errantes (el Sol y la Luna; Mercurio y Venus; y Marte,
Júpiter y Saturno), mientras que en el otro hay tan sólo seis planetas
(Mercurio y Venus; la Tierra; y Marte, Júpiter y Saturno). Supon
gamos que cada uno de los planetas esté asociado a una cáscara
esférica gigante en la que se mueve (o que contiene su órbita). En
tal caso, habría cinco espacios entre cada pareja de tales esferas
sucesivas. Kepler conocía la demostración de Euclides de que sólo
hay cinco sólidos regulares construibles con reglas geométricas sim
ples (el cubo, el tetraedro, el dodecaedro, el icosaedro y el octaedro).
Poniéndolos en el orden señalado, Kepler descubrió que encajaban
exactamente en los espacios que mediaban entre las esferas de las
órbitas planetarias, apareciendo tan sólo un error de alguna im
portancia en el caso de Júpiter. De ahí que los números y la geo
metría mostrasen que tenía que haber seis planetas, como en el
sistema copernicano, y no siete, como en el ptolemaico 11.
Rhético, el primer y único discípulo de Copérnico, había pro
puesto un argumento puramente numérico en favor del sistema
copernicano. En el universo centrado sobre el Sol hay seis planetas,
señalaba, y 6 es el primer número «perfecto» (esto es, es la suma
de sus divisores, 6 = 1 + 2 + 3) u. Sin embargo, Kepler rechazó
el argumento sacado de los números perfectos por Rhético, prefi
riendo basar su defensa del sistema copernicano en los cinco sólidos
perfectos, señalando:
Pretendo probar que Dios, al crear el universo y regular el orden del cos
mos, tenía ante sí los cinco cuerpos regulares de la geometría, conocidos desde
la época de Pitágoras y Platón, habiendo fijado de acuerdo con tales dimen
siones el número de los délos, sus proporciones y las relaciones entre sus
movimientos ° .
Por consiguiente, no carece de interés el hecho de que, cuando
Kleper se enteró de que Galileo había descubierto algunos «pla
netas» nuevos mediante el telescopio, se viese muy afectado, no
fuese que su argumento se viniese por tierra (cf. Kleper, 1965,
p. 10). Cuán feliz se sintió, confiesa, cuando los «planetas» descu-
1. La revolución científica de Newton 39
biertos por GaliJeo resultaron ser «planetas» secundarios y no pri
marios; esto es, satélites de planetas.
Hay dos reacciones frente al descubrimiento de Galileo de los
cuatro «planetas» que nos pueden mostrar que el uso de los nú
meros en las ciencias exactas del siglo xvii era muy distinto de
lo que hubiéramos podido imaginar. Frente a Galileo, Fracesco
Sizi señalaba que tenía que haber siete y sólo siete «planetas», por
lo que el descubrimiento de Galileo resultaba ilusorio. Su afirma
ción relativa al número siete se basaba en su aparición en unas
cuantas situaciones físicas y fisiológicas, entre las que se encontra
ban el número de orificios de la cabeza (dos oídos, dos ojos, dos
agujeros en la nariz y una boca),4. Kepler, que apoyaba a Galileo, le
propuso que buscase a continuación satélites de Marte y Saturno,
dado que la sucesión numérica de los satélites (uno para la Tierra
y cuatro para Júpiter) parecía exigir dos para Marte y ocho (o quizá
seis) para Saturno: 1, 2, 4, 8 1S. Este tipo de razonamiento numé
rico tuvo efectos deletéreos sobre la astronomía de al menos un
científico de primera línea, Christiaan Huygens, ya que cuando
éste descubrió un satélite en Saturno, no se preocupó por buscar
más, dado que estaba convencido, tal y como declaró con audacia
en el prefacio a su Sistema Satumium (1659), de que no podía
haber otros (Huygens, 1888-1950, vol. 15, pp. 212 y ss.). Con su
descubrimiento de un nuevo satélites, deda, el sistema del universo
estaba completo y era simétrico: uno y el mismo número «perfec
to», el seis, en los planetas primarios o los secundarios (o satélites
planetarios). Dado que su telescopio tenía un poder de resoludón
suficiente para mostrar el anillo de Saturno, resolviendo así el mis
terio de su forma extraña y cambiante, podría haber revelado más
satélites de no haber conduido que Dios había creado el universo
mediante dos conjuntos de cuerpos planetarios, seis en cada lote,
según el prindpio de los números «perfectos» 14. Todos los ejemplos
de este tipo ilustran algunas variantes de la asociación de los nú
meros con las observaciones reales. El hecho de que nosotros no
aceptemos hoy día tales argumentos es probablemente menos sig
nificativo que el hecho de que quienes los aceptaron contaban entre
sus filas a algunos de los más importantes fundadores de la denda
moderna, como es el caso de Kepler, Huygens y Cassini17.
1.4. Las matemáticas en la nueva ciencia (2 ): las leyes exactas de
la naturaleza y la jerarquía de las causas
Además de buscar números espedales (impares, primos, perfec
tos, el número de los sólidos regulares), lo que no siempre conduda
40 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
a resultados útiles, los científicos del siglo xvii —como todos los
científicos desde entonces— buscaban también relaciones exactas
entre los números obtenidos de las mediciones, experimentos y
observaciones. Un ejemplo de ello es la tercera ley (o ley «armó
nica») de Kepler. En el sistema copernicano, cada uno de los planetas
posee una velocidad que parece estar relacionada con su distancia
al Sol, de modo que cuanto más lejos se encuentra del Sol, más
lenta es su velocidad. Tanto Galileo como Kepler estaban conven
cidos de que las velocidades y distancias no podía ser arbitrarias,
debiendo existir alguna relación exacta entre ambas cantidades, dado
que Dios tenía que tener un plan, una ley, al crear el universo. El
esquema kepleriano de los cinco sólidos regulares engastados en un
nido de esferas mostraba un aspecto de la «necesidad» matemática
en la distribución de los planetas por el espacio, pero no incluía los
datos relativos a sus velocidades. De esta manera tan sólo satisfacía
en parte el objetivo que Kepler se había impuesto como copernicano
y que expresaba como sigue: «Había tres cosas en particular, a
saber, el número, las distancias y los movimientos, respecto a las
cuales yo [Kepler] buscaba celosamente las razones por las cuales
eran como eran y no de otro modo» '.
En el Mysterium cosmographicutn (1596), donde había recurrido
a los cinco sólidosregulares para mostrar por qué había seis
y sólo seis planetas espaciados como muestra el sistema copernicano,
Kepler había tratado también de hallar «las proporciones de los
movimientos [de los planetas] respecto a las órbitas». La velocidad
orbital de un planeta depende de su distancia media al Sol (y por
tanto de la circunferencia de la órbita) y de su período sideral de
revolución, ambos valores dados por Copérnico en su De revolu-
tionibus (1543) con un grado de precisión razonablemente elevado.
Kepler decidió que el «anima motrix» que actúa sobre los planetas
pierde fuerza a medida que aumenta la distancia al Sol. Pero en lugar
de suponer que dicha fuerza disminuye con el cuadrado de la distan
cia (lo que querría decir que se extiende uniformemente en todas
direcciones, como ocurre con la luz), Kepler consideró más probable
que dicha fuerza disminuyese en proporción al círculo u órbita por
la que se expande, dependiendo directamente del aumento de la
distancia más bien que del cuadrado del aumento de la distancia. La
distancia al Sol, según Kepler, «actúa dos veces para aumentar el
período» de un planeta, ya que actúa una vez para hacer más lento
el movimiento del planeta, según la ley mediante la cual la fuerza
que mueve al planeta se debilita en proporción al incremento de
la distancia, y actúa otra vez, dado que la trayectoria total por la
que ha de moverse el planeta para completar una revolución aumenta
1. La revolución científica de Ncwton 41
con el incremento de la distanda al Sol. O , «a la inversa, la mitad
del aumento del período es proporcional al aumento de la distan
cia» 2. Esta relación, observa Kepler, se aproxima a la verdad, pero
tuvo que buscar en vano durante más de dos décadas la reladón
exacta entre las distandas medias (a) de los planetas y sus perío
dos (T ). Finalmente, se le ocurrió utilizar potendas mayores de
a y T, y el 15 de mayo de 1618 descubrió que los «tiempos perió
dicos de dos planetas cualesquiera se hallan en razón sesquiáltera
[3 /2 ] de sus distancias medias»; esto es, la razón entre los cuadra
dos de los períodos es la misma que la razón entre los cubos de sus
distandas medias, reladón que nosotros expresamos como ¿ = T4,
denominándola tercera ley de Kepler J. Hay que señalar que el des
cubrimiento de Kepler resultó aparentemente de un ejercido pura
mente numérico y, en esa medida, difiere de su descubrimiento
de la ley de áreas y de la de las órbitas elípticas, ambas presentadas
originalmente (e induso pueden haber sido descubiertas) en asocia
ción con una idea incuestionablemente causal de la fuerza solar
y con un prindpio sobre la fuerza y el movimiento *.
El ataque de Galileo a este problema se basaba en una ley
cinemática más bien que en consideradones puramente numéricas.
Se trata del prindpio del movimiento naturalmente acelerado que
había descubierto en sus estudios acerca de los cuerpos en caída
libre1. Tanto le gustó su soludón del problema cósmico que la
incluyó tanto en su Diálogo (1632), cuyo título completo es Diálogo
sobre los dos máximos sistemas del mundo, como en los Discorsi
(1638) o Consideraciones y demostraciones matemáticas sobre dos
nuevas ciencias (Galileo, 1953, pp. 29 y ss. * ; 1890-1909, vol. 7, pá
ginas 53 y ss.; también 1974, pp. 232-234; 1890-1909, vol. 8,
pp. 283 y ss. * * ) . Aunque atribuía la idea básica a Platón, en ninguna
de las obras platónicas se puede encontrar nada que ni de lejos
se le asemeje; ni tampoco se puede encontrar en ninguna de las
composiciones o comentarios conocidos de carácter neoplatónico,
sean antiguos, medievales o modernos6. Galileo decía que había
un punto en d espado exterior desde el que Dios había dejado caer
todos los planetas, de manera que cuando cada uno de ellos hubiese
llegado a su propia órbita, habría alcanzado su velocidad orbital
adecuada y sólo habría precisado verse desviado hacia su trayectoria
para concordar con los valores conoddos de las distandas y veloci
dades planetarias. Galileo no especificaba dónde se hallaba situado
semejante punto y, como mostró el análisis de Newton, tal punto
* Traducción española: G alileo, 1975, pp. 70 y ss. (N. del T .)
* * Traducción española: G alileo, 1976, pp. 405-407. (N. del T .)
42 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
debería de estar de Hecho infinitamente alejado7. Además, Galileo
no se dio cuenta de que tal descenso hacia el Sol habría de exigir
una aceleración constantemente cambiante, lo que dinámicamente
correspondería a una fuerza planeta-sol que cambia constantemente,
siendo inversamente como el cuadrado de la distancia. En este ejem
plo podemos ver que Galileo no tenía idea de la existencia de una
fuerza solar gravitatoria. Sus comentarios no contienen la menor
pista de la existencia de una relación entre fuerza y aceleración que
pudiera dar pie a pensar que contenía el germen de la segunda ley
de Newton *.
Galileo tuvo éxito sobre todo en la aplicación de las matemáticas
a áreas tales como la estática y la cinemática, en ninguna de las
cuales se necesita tener en cuenta las causas físicas, como son las
fuerzas cuantificables. Como él mismo dice en sus Dos nuevas
ciencias:
No me parece éste el momento más oportuno para investigar la causa de
la aceleración del movimiento natural, en tomo a la cual diversos filósofos han
proferido distintas opiniones... Por el momento... basta con... investigar y
demostrar alguna* propiedades del movimiento acelerado (sea cual sea la causa
de tal aceleración), de tal modo que los momentos de su velocidad vayan
aumentando... según aquella simplicfsima proporción con la que aumenta
la continuación del tiempo... [Galileo, 1974, pp. 158 y ss.; 1890-1909, vol. 8,
p. 202 * .]
En parte, aunque sólo en parte, este modo de proceder se asemeja
al de los cinemáticos de finales de la Edad Media. Como ellos, define
el movimiento uniforme para pasar luego al movimiento unifor
memente acelerado. Casi inmediatamente descubre la ley de la
velocidad media, según la cual, en el movimiento uniformemente
acelerado un tiempo t, la distancia atravesada es la misma que
si hubiese tenido lugar un movimiento uniforme con el valor medio
de las velocidades cambiantes y durante el mismo tiempo (Gali
leo, 1974, p. 165; 1890-1909, vol. 8, p. 2 0 8 **) . Dado que el
movimiento es uniforme, el valor medio es la semisuma de las
velocidades inicial y final. Si, un tanto anacrónicamente, se nos
permite traducir las afirmaciones verbales de Galileo acerca de ra
zones a sus ecuaciones equivalentes, podemos mostrar que lo que
ha demostrado es que s = Vt, donde V = (i/i + Vi)/2. Ya que
V2 = v\ + At, se sigue inmediatamente que s = tnt + Vi.APt y en
el caso especial del movimiento que parte del reposo, en el que
v\ = 0 , tenemos que s = YiAt1.
* Traducción española citada en la bibliografía, pp. 284-285. (N. del T.)
* * Traducción española citada en la bibliografía, p. 292. (N. del T.)
1. La revolución científica de Newton 43
Hasta aquí, excepción hecha del resultado final (en el que la
relación s = [t>i + tn)/2] t lleva a s = vt + YiA.?), Galileo po
dría proceder a la manera de sus predecesores del siglo x iv 9. Mas
se dan diferencias significativas del suficiente calibre como para que
podamos discernir con facilidad en las Dos nuevas ciencias de Ga
lileo los comienzos de nuestra propia ciencia del movimiento, as
pecto que se halla ausente en los tratados medievales. La mayor
diferencia estriba en que los autores del xiv no se preocupaban
de la física del movimiento, esto es, de la naturaleza tal y como
se pone de manifiesto en los experimentos y observaciones. De
este modo, construyeron una «latitudo formarum», un análisis ló
gico-matemático de cualquier cualidad cuantificable, un ejemplo
de las cuales es el movimiento, en el sentido de movimiento «local»
de un lugar a otro, junto con otras cualidades cuantificables de la
índole del amor, la virtud, la gracia, la blancura,lo caliente, y de
más. Incluso en el caso del movimiento se enfrentaban al «movi
miento» aristotélico, definido en términos muy generales como la
transición de la potencia al acto. Durante dos siglos, no hay datos
de que ningún escolástico aplicase nunca los principios del movi
miento uniforme y acelerado a los movimientos reales tal y como
se observan en la tierra y en los cielos. Antes de Galileo, tan sólo
el español Domingo de Soto hizo tal aplicación, por lo que aparece
como un lusus naturae sin importancia real (véase S 1.1, nota 13).
Cuán diferentes son las cosas con Galileo, quien basaba sus
definiciones en la propia naturaleza. Su fin no era el estudio en
abstracto del movimiento, sino los movimientos observados de los
cuerpos. La verdadera prueba de sus leyes matemáticas (como s =
= ViAt) no consistía en su coherencia lógica, sino en su confor
midad con los resultados de pruebas experimentales efectivas. Todo
esto aparece en sus obras publicadas10, si bien ahora sabemos ade
más, gradas a los estudios de los manuscritos de Galileo realizados
por Stillman Drake, que aquél realizaba experimentos no sólo para
reladonar las leyes por él descubiertas con el mundo de la naturaleza,
sino también como parte del propio proceso de descubrimiento.
Las leyes galileanas del movimiento uniforme y uniformemente
acelerado de los cuerpos físicos se derivaban matemáticamente a par
tir de definidones adecuadas, dirigidas en derto grado por los expe
rimentos, aunque sin tener en cuenta la naturaleza de la gravedad
o la causa del movimiento. Con todo, la idea de causa física entraba
en sus análisis del movimiento de los proyectiles, aunque tan sólo
con el objetivo limitado de establecer que la componente horizontal
del movimiento no es acelerada, frente a lo que ocurre con la com-
iwnente vertical. Galileo aceptaba la existenda de una fuerza de gra-
44 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
vedad que producía una aceleración hacia abajo, mientras que, en
la dirección horizontal, la única fuerza que puede afectar al movi
miento del proyectil es la resistencia del aire, que resulta pequeña
(Galileo, 1974, pp. 224-227; 1890-1909, vol. 8, pp. 275-278*). Sin
embargo, no analizó la causa de la aceleración más que en el grado
preciso para señalar que la aceleración exige una causa bajo la for
ma de algún tipo de fuerza hacia abajo. Esto es, no investigó la
posibilidad de que la fuerza gravitatoria aceleradora pudiese tener
como causa la atracción de la tierra sobre el cuerpo o el empuje que
algo ejerciese sobre el cuerpo dirigiéndolo hada la tierra. Tampoco
se ocupó del problema de si dicha causa o fuerza es externa o in
terna al cuerpo, ni el de si el alcance de la fuerza es limitado y, en
tal caso, a qué distancia se extiende (hasta la Luna, por ejemplo).
Asimismo, no investiga si tal fuerza es constante en toda k super
ficie de la tierra ni si la gravedad varía con la distancia respecto al
centro de la tierra. Galileo evitaba la búsqueda de causas, tildando
de «fantasías» a la mayoría de las causas atribuidas a la gravedad
y señalando que «poco podría sacarse en limpio» de su «análisis
y examen». Decía que se daría por satisfecho «si se hallase que
las propiedades... que serán demostradas más adelante se dan en
el movimiento de los graves que caen naturalmente acelerados» (Ga
lileo, 1974, p. 159; 1890-1909, vol. 8, p. 202 * * ) . A este respecto,
como sabiamente ha señalado Stillman Drake, Galileo iba contra
corriente de la principal tradición de la física, que se había conce
bido como «el estudio del movimiento natural (o más correctamente,
del cambio) en términos de sus causas». Así pues, Drake vería en
«la madura negativa de Galileo a entrar en debates acerca de causas
físicas» la quintaesencia de «su desafío básico a la física aristoté
lica» (Galileo, 1974, introducción del editor, pp. xxvi-xxvii). Como
veremos más abajo, existe con todo un término medio entre el es
tudio de las causas físicas e incluso metafísicas y la elucidación
matemática de sus acciones y propiedades. El reconocimiento de esta
jerarquía y la exploración de las propiedades de la gravedad como
causa de los fenómenos (sin ningún compromiso franco con la causa
de la gravedad) constituyó un notable avance respecto a la física
de Galileo y puede considerarse como el rasgo fundamental de la
revolución científica newtoniana (véase el capítulo 3).
Así pues, podemos observar en las ciencias exactas del siglo xvii
una jerarquía de leyes matemáticas. En primer lugar, hay leyes ma
temáticas deducidas de determinadas suposiciones y definiciones,
* Traducción española citada en la bibliografía, pp. 394-398. (N. del T.)
* * Traducción española citada en la bibliografía, p. 285. (N. del T.)
1. La revolución científica de Newton 45
capaces de llevar a resultados experimentalmente contrastables. Si,
como ocurre en el caso de Galileo, las suposiciones y definiciones
son consonantes con la naturaleza, entonces los resultados deberán
ser verificables por la experiencia. Cuando Galileo formula el pos
tulado de que la velocidad adquirida en el movimiento naturalmente
acelerado es la misma en todos los planos de igual altura, sea cual
sea su inclinación, declara que la «verdad absoluta» de este postu
lado «se establecerá más adelante al ver que otras conclusiones
basadas en esta hipótesis corresponden y se conforman exactamente
con los experimentos». Se trata de una afirmación que parecería
un enunciado clásico del método hipotético-deductivo, aunque habrá
que observar que carece de toda referencia a la naturaleza física
de la causa de la aceleración. Tal nivel de discurso no difiere esen
cialmente en sus resultados de otro método del siglo xvii para des
cubrir leyes matemáticas de la naturaleza, sin necesidad de entrar
en la consideración de las causas, como es el servirse del análisis
directo de los datos de los experimentos y observaciones. Hemos
visto que ha sido éste casi con toda seguridad el procedimiento uti
lizado por Kepler para descubrir su tercera ley (o ley «armónica»)
del movimiento planetario. Otros ejemplos vienen dados por la ley
de los gases de Boyle o por la ley de Snel de la refracción (véase
Mach, 1926, pp. 32-36; Sabra, 1967; Hope, 1926, pp. 33 y ss.).
E l segundo nivel de la jerarquía consiste en ir más allá de la
descripción matemática, en busca de algún tipo de causa. La ley
de Boyle, por ejemplo, constituye una formulación matemática de
proporcionalidad entre dos variables, cada una de las cuales consti
tuye una entidad física relacionada con una magnitud observable
o medible. Así, el volumen (V) del gas encerrado en un recipiente
se mide por el nivel del mercurio según determinada escala volu
métrica, y la presión de dicho gas se determina por la diferencia
entre dos niveles de mercurio (h) más la altura de la columna de
mercurio en un barómetro {b\). Los experimentos de Boyle mostra
ron que el producto de V y h + b\ es constante. La suma b + bt
es la altura (en pulgadas) de una columna de mercurio equivalente
a una presión total ejercida sobre y por el gas aislado. Ahora bien,
lo que en este caso se mide directamente no es la presión, sino una
magnitud (la altura de mercurio) que es a su vez una medida de
la presión (por lo que puede ponerse en su lugar). Sin embargo,
nada se dice sobre la causa de la presión en un gas encerrado en
un recipiente, ni de la razón por la cual dicha presión habría de
aumentar a medida que el gas se mete en volúmenes progresivamente
menores, fenómeno que Boyle conocía antes de emprender sus expe
rimentos y que denominaba el «muelle» del aire. Pues bien, el
46 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
segundo grado de la jerarquía consiste en investigar la causa de ese
«muelle». Boyle sugiere dos modelos físicos que podrían servir para
explicar el fenómeno. Uno de ellos consiste en concebir cada una
de las partículas como siendo a su vez compresible, al modode un
muelle enrollado o un copo de lana, de manera que el aire sería «un
montón de pequeños cuerpos puestos unos sobre otros, a la manera
de un vellón de lana». E l otro consiste en pensar que las partículas
se hallan en constante agitación, en cuyo caso «su poder elástico
no depende de su forma o estructura, sino de la agitación vehemen
te». En esta ocasión, Boyle no quiso tomar partido por una de ambas
explicaciones ni proponer otras (véanse Cohén, 1956, p. 103; Boyle,
1772, vol. 1, pp. 11 y ss.). Con todo, el ejemplo pone de manifiesto
que en las ciencias exactas o cuantitativas del siglo xvn se observaba
cuidadosamente la distinción entre el enunciado puramente matemá
tico de una ley y el mecanismo causal que habría de explicar dicha
ley; es decir, entre esa ley en cuanto descripción matemática de los
fenómenos y la investigación física y matemática de su causa.
En ciertos casos, la investigación de la causa no precisaba de tal
modelo mecánico o explicación de la causa, como es el caso de los
dos modelos de Boyle que hemos mencionado. Por ejemplo, la tra
yectoria parabólica de los proyectiles es un enunciado matemático
de un fenómeno, con las cualificaciones derivadas de la resistencia
del aire. Sin embargo, las propias condiciones matemáticas de una
parábola sugieren las causas, dado que, teniendo una vez más en
cuenta las cualificaciones derivadas de la resistencia del aire, señalan
la existencia de un movimiento uniforme en la componente horizontal
y de un movimiento acelerado en la componente vertical. Puesto
que la gravedad actúa hacia abajo y no posee influencia alguna sobre
la componente horizontal, las propias matemáticas de la situación
pueden orientar al investigador hacia las causas físicas del movimiento
uniforme y acelerado de la trayectoria parabólica de los proyectiles.
De manera semejante, la investigación newtoniana acerca de la na
turaleza física y de la causa de la gravitación universal se vio con
ducida por las propiedades matemáticas de dicha fuerza; a saber,
que varía inversamente al cuadrado de la distancia, que es propor
cional a la masa de los cuerpos que gravitan y no a sus superficies,
que es nula en el interior de una cáscara esférica uniforme, que
actúa sobre una partícula exterior a una capa esférica uniforme
(o un cuerpo formado por una serie de capas esféricas uniformes)
como si su masa (o la del cuerpo formada por esas capas) se hallase
concentrada en su centro geométrico, que tiene un valor proporcio
nal a la distancia al centro en el interior de una esfera uniforme,
etcétera.
1. La revolución científica de Newton 47
Tales especificaciones matemáticas de las causas son distintas de
las explicaciones físicas sobre el origen y modo de actuar de las
causas. Esto nos lleva a reconocer la jerarquía de las causas que
conviene tener presente para comprender las características especí
ficas de la revolución científica de Newton. Por ejemplo, Kepler
descubrió que los planetas se mueven en elipses con el sol en uno
de los focos y que la línea trazada del sol al planeta barre áreas
iguales en tiempos iguales. Ambas leyes encierran las observaciones
en un marco matemático. La ley de áreas permitió a Kepler dar
cuenta de (o explicar) la no uniformidad del movimiento orbital
de los planetas, siendo menor la velocidad en el afelio y mayor en
el perihelio. Esto es algo que se plantea en el nivel de una explicación
matemática del movimiento no uniforme de los planetas. Con todo,
Kepler fue mucho más allá de tal explicación matemática, ya que
asignó una causa física a dicha variación, suponiendo una fuerza
celeste magnética, por más que nunca lograra conectar matemática
mente con éxito dicha fuerza particular con las órbitas elípticas y
con la ley de áreas, ni fuese capaz de hallar una demostración feno-
menológica o empírica independiente de que el sol ejerce efectiva
mente este tipo de fuerza magnética sobre los planetas (véanse
Koyré, 1973, parte 2, sección 2, capítulo 6; Aitón, 1969; Wilson,
1968).
Newton procedió de modo distinto, ya que no comenzó discu
tiendo la índole de la fuerza que pudiera actuar sobre los planetas,
sino que se preguntó por las propiedades matemáticas de una fuerza
capaz de producir la ley de áreas, cualesquiera que fuesen sus causas
y modo de acción o cualquiera que fuese su índole. Mostró que,
para un cuerpo con una componente inicial de movimiento inerdal,
una condición necesaria y suficiente de la ley de áreas es que dicha
fuerza sea centrípeta y se dirija constantemente hacia el punto res
pecto al cual se miden las áreas. Así pues, se demostró que una
ley que describía matemáticamente los fenómenos era matemática
mente equivalente a un conjunto de condiciones causales de las
fuerzas y movimientos. Habría que observar, dicho sea entre parén
tesis, que la situación de una condición necesaria y suficiente resulta
bastante inusual, siendo lo más frecuente que una fuerza u otra
«causa» no sea más que condición suficiente de un efecto dado y
además tan sólo una de las muchas condiciones suficientes posibles.
En los Principia, las condiciones de fuerzas centrales y áreas iguales
en tiempos iguales llevan a considerar órbitas elípticas, consecuencia
a su vez, según demostró Newton, de que la fuerza central varíe
inversamente al cuadrado de la distancia (véase el capítulo 5).
48 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
Por supuesto, el argumento matemático de Newton no muestra
que, en sus movimientos orbitales, planetas y satélites sufran la ac
ción de fuerzas físicas, sino que lo único que Newton demuestra es
que, en el marco conceptual de las fuerzas y la ley de inercia, las
fuerzas actuantes sobre los planetas y satélites deben dirigirse hacia
el centro y deben asimismo variar inversamente al cuadrado de la
distancia. Mas en la jerarquía de la explicación causal, el resultado
de Newton termina por orientarnos a la búsqueda de las posibles
propiedades físicas y modo de acción de dicha fuerza central inversa
del cuadrado de la distancia u. Lo importante en el tipo de análisis
newtoniano es que no hace falta especificar en esta etapa del aná
lisis de qué tipo de fuerza se trata ni cómo actúa. Sin embargo,
Newton pretendía pasar, mediante otro tipo de análisis diferente,
de las propiedades matemáticas de las causas (o fuerzas) a las físicas,
de modo que se ocupaba primordialmente de las «verae causae»,
causas que, como él decía, eran «a la vez verdaderas y suficientes
para explicar los fenómenos» u.
Esta jerarquía de causas matemáticas y físicas se puede ver tam
bién en el análisis que hace Newton de la ley de Boyle, según la
cual en un gas (o «fluido elástico», como entonces se denominaba)
encerrado en un recipiente, la presión es inversamente proporcional
al volumen. Ya hemos visto cómo el propio Boyle sugería dos ex
plicaciones físicas alternativas del muelle del aire en relación con
su ley, aunque renunciaba a decidirse en favor de una u otra de
ellas. Como veremos en la sección § 3.3, Newton mostró que, su
poniendo que haya un tipo especial de fuerza de repulsión mutua
entre las partículas que componen dicho «fluido elástico», la ley de
Boyle es tanto condición necesaria como suficiente de que dicha
fuerza varíe inversamente a la distancia. Se da aquí de nuevo una
jerarquía de análisis matemáticos y físicos de la causa. En el segundo
ejemplo newtoniano, resulta más claro que las condiciones físicas
supuestas como causa de la ley están a su vez sujetas a crítica. El
propio Newton terminaba su discusión de este tema (Principia, libro
segundo, proposición 23, escolio) observando que es «un problema fí
sico» el que «los fluidos elásticos [i. e., los gases compresibles] cons
ten realmente de partículas que se repelan de ese modo entre sí». El se
había ocupado exclusivamente de la demostración matemática, según
decía, a fin de que los filósofos naturales (o científicos físicos) pu
diesen discutir el problema de si los gasespudieran estar formados
por tales partículas dotadas de semejantes fuerzas. Por lo que atañe
a la jerarquía de las causas matemáticas y físicas, no existe de hecho,
como es natural, ninguna diferencia formal real entre el análisis
newtoniano de las leyes de Kepler y el de la ley de Boyle. Con
1. La revolución científica de Newton 49
todo, en el caso de las leyes de Kepler, Newton podía dar por su
puesta la ley de inercia, ya que se trataba de una verdad aceptada
de la nueva ciencia, de modo que tenía que existir alguna causa por
la cual los planetas se desviasen de la trayectoria rectilínea para se
guir una órbita elíptica. Si dicha causa es una fuerza, entonces debe
estar dirigida hacia un punto (el Sol, en el caso de los planetas), ya
que en caso contrario no puede darse la ley de áreas. Sin embargo,
en el caso de los gases compresibles o fluidos elásticos, la situación
es un tanto distinta. En primer lugar, para Newton no había la
menor duda de que tales «fluidos elásticos constaban realmente de
partículas», ya que creía firmemente en la filosofía corpuscular; mas
debe observarse que había muchos científicos en su época quienes,
como los seguidores de Descartes, no creían ni en los átomos ni
en el vacío. Mas, aun en el caso de que pudiera darse por supuesta
la naturaleza particularista de los gases, nos encontraríamos con esa
propiedad adicional atribuida a tales partículas, cual es la de verse
dotadas de fuerzas que les permitan repelerse entre sí. Muchos de
los que creían en la «filosofía mecánica» y aceptaban la doctrina del
carácter particularista de la materia no habrían de convenir necesa
riamente con Newton en atribuir fuerzas a tales partículas, ya fuesen
átomos, moléculas u otro tipo de corpúsculos. Además, como Newton
deja bien claro en el escolio que sigue a su propuesta de un modelo
físico explicativo de la ley de Boyle, «Todo esto ha de entenderse
de partículas cuyas fuerzas centrífugas terminan en aquellas partícu
las que se hallan próximas a ellas, sin que se extiendan mucho más
allá». Por consiguiente, hay una amplia y considerable brecha entre
la suposición de un conjunto de condiciones matemáticas del que
Newton pueda derivar la ley de Boyle, y la afirmación de que se
trata de una descripción física de la realidad natural. Como se expli
cará en el capítulo 3, es justamente la habilidad de Newton para
separar en los problemas los aspectos matemáticos de los físicos la
que le permite lograr en los Principia tan espectaculares resultados.
Precisamente lo que caracteriza al estilo newtoniano es la posibilidad
de elaborar las consecuencias matemáticas de las suposiciones rela
tivas a posibles condiciones físicas, sin tener que discutir la realidad
física de tales condiciones en las primeras etapas de la investigación.
Difícilmente se podría considerar una novedad del siglo xvn el
ideal de crear una ciencia física exacta basada en las matemáticas.
O. Neugebauer nos ha recordado que Ptolomeo, quien escribía en
el siglo n d.C., había proclamado ese mismo ideal en el título ori
ginal de su gran tratado de astronomía que conocemos como el Al-
magesto, aunque él lo llamaba «Composición (o 'Compilación’) ma
temática» (Neugebauer, 1946, p. 20; cf. Neugebauer, 1948, pági-
50 L a revolución nevrtoniana y el estilo de Newton
ñas 1014-1016). Con todo, entre la antigua ciencia física y la mo
derna había una diferencia fundamental que se puede ilustrar con
un aspecto de la teoría planetaria y la de la Luna.
Como se sabe, en el Almagesto Ptoloraeo se ocupaba de produ
cir o desarrollar modelos geométricos que sirvieran para computar
las latitudes y longitudes de los siete «cuerpos planetarios» (los
cinco planetas más el Sol y la Luna), siendo así capaces de suminis
trar informaciones especiales como el momento de los eclipses, pun
tos estacionarios, conjunciones y oposiciones. Se trataba típicamente
de modelos matemáticos que no pretendían gozar de realidad física.
Por consiguiente, no se suponía que el verdadero movimiento de
tales cuerpos planetarios celestes discurriese necesariamente por epi
ciclos que se movían en torno a los deferentes, controlados por un
movimiento angular constante en torno a un ecuante. En concreto,
Ptolomeo era perfectamente consciente de que su orden planearlo
(de menos a más distancia de la Tierra: la Luna, Mercurio, Venus,
el Sol, Marte, Júpiter, Saturno) era un tanto arbitrario para los
cinco «planetas», ya que sus distancias no se pueden determinar
por paralajes. De hecho, Ptolomeo admite que algunos astrónomos
situarían a Mercurio y Venus más allá del Sol, mientras que otros
pondrían a Mercurio a un lado y a Venus al otrou . Igualmente,
en la teoría de la Luna, Ptolomeo introdujo un mecanismo de «ci
güeñal» que habría de aumentar el «diámetro aparente del epiciclo»
a fin de que el modelo concordase con las observaciones posiciona-
les. Como resultado de ello, Ptolomeo pudo llevar a cabo una re
presentación precisa del movimiento de la Luna en longitud, aunque
a costa de introducir una variación ficticia en la distancia de la Luna
a la Tierra, según la cual «el diámetro aparente de la propia Luna
debería alcanzar casi el doble de su valor medio, lo que obviamente
no ocurre» (Neugebauer, 1957, p. 195). Este alejamiento de la rea
lidad fue uno de los puntos más notables criticados por Copémico
en su De revolutionibus (1543). Descartes propuso también modelos
hipotéticos que, según su propio sistema, tenían que ser ficticios.
Newton creía que había demostrado que la gravedad, la causa
del peso terrestre y la fuerza que produce la aceleración descendente
de los cuerpos en caída libre, se extiende hasta la Luna, siendo la
causa de su movimiento. Suministró una serie de argumentos en
favor de que es la misma fuerza la que mantiene a los planetas en
sus órbitas en torno al Sol y a los satélites en sus órbitas en torno
a sus respectivos planetas. Mostró asimismo de qué modo esta fuerza
de gravedad podía dar cuenta de las mareas y de las irregularidades
(así como de las regularidades) del movimiento de la Luna. Se pro
puso explicar el movimiento lunar de un nuevo modo, sin servirse
1. La revolución científica de Newton 51
de modelos y geometría celeste que, como en el caso de Ptolomeo,
no pueden obviamente corresponderse con la realidad. Pretendía
servirse de «causas verdaderas» («verae causae»), cuyas propiedades
pudiesen desarrollarse matemáticamente. De esta manera, la teoría
newtoniana reduciría las características del movimiento lunar a dos
fuentes: las interacciones de la Tierra y la Luna y los efectos per
turbadores del Sol. Hay que percatarse de que este procedimiento
no depende del origen, naturaleza o causa física de la fuerza gravita-
toria, sino tan sólo de ciertas propiedades matemáticamente elucida
das, como es que dicha fuerza sea nula dentro de una capa esférica
(o dentro de una esfera homogénea o una esfera formada por capas
homogéneas), que la acción de una esfera sobre una partícula exte
rior sea igual que si toda la masa de la esfera estuviese concentrada
en su centro geométrico, que en el interior de una esfera sólida, la
fuerza sobre una partícula sea como la distancia al centro, etc. Tales
investigaciones no dependían de si el planeta es atraído o empujado
hacia el centro, de si la gravitación se debe a un éter que cambia de
densidad, a una lluvia de partículas de éter o incluso si se trata
de una acción a distancia. Para Newton, estas cuestiones no eran
ni mucho menos improcedentes para una cabal comprensión del
sistema del mundo y sabemos que les dedicó considerables esfuer
zos. Además, el análisis matemático había desvelado algunas de las
propiedades básicas de la fuerza, tomando así más preciso el aná
lisis de su causa. Ahora bien, en la jerarquía newtoniana de las
causas, la elucidación de las propiedades de la gravedad universal
era distinta, es decir, se hallaba en un nivel diferente al de la bús
queda de la causa dela gravedad. Consiguientemente, expresó un
punto de vista radical en el Escolio General con que terminan los
Principia: Es suficiente (satis est) que la gravedad exista y que
actúe según las leyes que él había demostrado matemáticamente, y
bastante es que esta fuerza de la gravedad sirva para «explicar
todos los movimientos de los cuerpos celestes y de nuestro mar»
(véase supra, la nota 12). En qué medida era revolucionaria esta
propuesta se puede ver por el número de científicos y filósofos que
se negaron a aceptarla y que rechazaron los Principia junto con sus
conclusiones por no aceptar la idea de «atracción».
1.5. La ciencia matemática causal en la Revolución Científica
En la sección precedente hemos hecho un bosquejo de la jerar
quía de la ciencia matemática de la naturaleza. En un nivel inferior
y primitivo, esta expresión no significa más que una mera cuanti-
52 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
ficación y cálculo. Los datos numéricos pueden suministrar argu
mentos para contrastar o apuntalar teorías esencialmente no mate
máticas como la de Harvey. En un nivel simple, primariamente en
los ámbitos de la física y la astronomía, las matemáticas equivalían
no sólo a la medición de posiciones y velocidades angulares aparen
tes (observadas), así como a la aplicación más bien directa de la
trigonometría plana y esférica a la solución de los problemas de la
esfera celeste, sino también a la creciente cuantificación de cualidades
que iban de la temperatura a las velocidades. El ideal consistía en
expresar leyes generales de la naturaleza como relaciones matemá
ticas entre las magnitudes físicas observadas, especialmente en re
lación con la ciencia del movimiento, primero la cinemática y luego
la dinámica. Dichas leyes expresaban relaciones numéricas o propie
dades geométricas y se formalizaban en razones o proporciones, ecua
ciones algebraicas (o sus equivalentes verbales), junto con sus pro
piedades geométricas y relaciones trigonométricas, y en su caso con
el cálculo infinitesimal y otras formas de matemáticas superiores,
especialmente las series infinitas.
Dado que tales leyes matemáticas recurren a magnitudes física
mente observables (volumen, peso, posición, ángulos, distancias, tiem
pos, impacto, etc.), pueden contrastarse en gran medida mediante
ulteriores observaciones y experimentos directos que puedan restrin
gir el ámbito de su aplicación, como ocurre, por ejemplo, con las
leyes de Boyle, de Snel y de Hooke o las versiones de la ley keple-
riana de la re fra c c ió n O bien, la contrastación puede consistir en
la verificación o no de una predicción (como que se produzca o no
un eclipse lunar o solar o una configuración planetaria particular)
o la retrodicción precisa de observaciones pasadas. Como es obvio,
algún tipo de datos numéricos debe suministrar la base para aplicar
o contrastar tales leyes o relaciones matemáticas generales o especí
ficas. Para todo ello no es preciso preocuparse por las causas físicas.
La ciencia galileana constituye un ejemplo preeminente de la feliz
aplicación de las matemáticas a los acontecimientos físicos a este
nivel. La causa aparece en los razonamientos tan sólo en la medida
en que se constata que la resistencia del aire puede provocar una
acción de frenado sobre un movimiento (o componente del movi
miento) rectilíneo, que en otro caso sería uniforme, y que el peso
puede provocar una aceleración descendente. Asi pues, para Galileo,
el movimiento podría continuar uniformemente y en línea recta
sólo en el caso de que no hubiera resistencia d d aire y existiera
un plano extendido horizontalmente para sostener al móvil y sobre
d cual éste pudiese moverse sin fricdón2.
1. La revolución científica de Newton 53
Sin embargo, hemos visto que en el siglo xvn se descubrió la
existencia de leyes cuantitativas importantes que no se podían con
trastar directamente, como es el caso de la ley de la aceleración
para los cuerpos que caen, según la cual las velocidades adqui
ridas son como los tiempos transcurridos ( v i : Vi = ti : ti). Como
hemos visto, Galileo no podía hacer otra cosa que confirmar otra
ley de los cuerpos que caen, como es que las distancias están entre
sí como los cuadrados de los tiempos [ri : si — (/i : fe)2]. Puesto
que la ley de las distancias es una consecuencia de la ley de las
velocidades, suponía que la verdad (verificada mediante experimen
tos) de la ley de las distancias garantizaba la verdad de la de las
velocidades. En nuestro lenguaje moderno, diríamos que la contras-
tabilidad de s ex. ? es la vía mediante la que se confirma v t. Se
trata de un ejemplo sencillo y clásico de lo que se ha dado en llamar
universalmente d método hipotético-deductivo. Galileo contrastó la
relación distancia-tiempo para d movimiento aederado sobre un
plano inclinado de diversos grados de indinadón, mostrando que s
mantiene una propordón constante respecto a l2. Puesto que esta
reladón era una inferencia o deduedón de una suposidón o hipótesis
rdativa a que v es proporcional a /, d método hipotético-deductivo
supone que la confirmadón experimental del resultado deducido,
Si i Si — ti : ti, garantiza la validez de la hipótesis tn : vi = ti : ti,
a partir de la cual se ha deduddo la reladón entre s y t* (véase $ 1.4).
Como señala Ernst Mach (1960, p. 161) en su edebre La Ciencia
de la Mecánica, «La inferencia a partir de la suposidón de Galileo
se vio así confirmada por los experimentos y, junto con ella, la
propia suposidón.» Las limitaciones de este modo de confirmadón
son de dos tipos. Una de ellas es filosófica: «¡se puede estar seguro
de que sólo v oc. t entraña s <x /*? Es decir, supuesto que v<x t es
condición suficiente de s <x r2, ¿es también condidón necesaria? J La
segunda es histórica a la vez que filosófica, como es el que un den-
tífico pueda cometer un error lógico o matemático. Un ejemplo de
ello es que, en una etapa de su carrera, Galileo creyó que la rela
ción verificable si : si = (ti : t i f se seguía de que las veloddades
fuesen proporcionales a las distancias (vi : vi — « : si) más bien
que de que las veloddades fuesen proporcionales a los tiempos
(vi : vi = ti : tz) (véase Galileo, 1974, pp. 159 y ss.; 1890-1909,
vol. 8, p. 203 *).
La denda galileana del movimiento incorpora solamente una
parte de la revoludón en las dencias exactas del siglo xvn, puesto
que, además de la producción de leyes, sistemas y constructos ge
* Traducción española citada en la biblografla, pp. 285-286. (N . del T .)
54 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
nerales matemáticos que pueden ser o no modelos que se adecúen
a la experiencia directa de la naturaleza (experimentación y obser
vación), surgió el ideal de hallar las verdaderas causas físicas de tales
leyes, sistemas, constructos y modelos, en una jerarquía de causas
que comenzaba con la elucidación matemática de las propiedades de
las fuerzas que provocaban los movimientos, procediendo tan sólo
después al análisis de la naturaleza y causa de tales fuerzas4. £1
extremo hasta el que este objetivo se consiguió por vez primera en
los Principia de Newton acuñó una cabal Revolución Científica,
siendo en y por sí mismo revolucionario. A fin de que mis lectores
no piensen que estoy haciendo un juicio anacrónico propio del si
glo xx, aplicándolo a los sucesos del pasado, permítaseme anticipar
aquí un aspecto a tratar en el capítulo siguiente, señalando que se
trata de un juicio inequívoco de la época de Newton. Clairaut, el
inmediato sucesor intelectual de Newton en mecánica celeste, decla
raba sin ambages en 1747, «E l famoso tratado de Principios Mate
máticos de Filosofía Natural [de Isaac Newton] inició una gran
revolución en física», sentimiento reiterado por Lagrange y otros
(Clairaut, 1749; véase S 2.2).
E l programa de esta revolución en la física se propuso clara
mente por vez primera en la astronomía, en el objetivo manifiesto
de dejar de ladotodos los esquemas de cómputo no causales y no
físicos, a fin de descubrir cómo se mueven realmente el Sol, la Luna
y los planetas en relación con las causas físicas («verdaderas») de
sus movimientos. Este aspecto de la revolución encontró a su prin
cipal portavoz en Kepler, cuya Astronomía nova (1609) o Comen
tario sobre el Movimiento de Marte recibió del propio Kepler el
calificativo de «physica coelestis», física celeste (véanse Caspar,
1959, pp. 129 y ss.; Koyré, 1973, pp. 166 y ss., 185 y ss.). Lo que
hizo que esta obra fuese «nueva» fue que no se limitase a ser una
Astronomía nova, sino que constituyese una Astronomía nova
atvioX.o'piToç-, una «astronomía nueva basada en causas», siendo en
este sentido en el que Kepler decía que era una «física celeste» 5.
Esto es, Kepler no se contentaba con el objetivo limitado de los
astrónomos anteriores (incluyendo entre ellos a Ptolomeo, Copémi-
co y Tycho Brahe) de elegir un centro conveniente de movimientos
para determinar luego los movimientos planetarios mediante hábiles
combinaciones de movimientos circulares capaces de «salvar los fe
nómenos» (cf. Duhem, 1969). Deseaba derivar los movimientos pla
netarios de sus causas, de las fuerzas que son causa de los movi
mientos. Consiguientemente, rechazó uno de los aspectos básicos
de la astronomía copemicana, como es que las órbitas planetarias
se computen por respecto a un punto vado del espado que corres
1. La revolución den tífica de Newton 55
ponde al centro de la órbita de la Tierra, en lugar de tomar como
referencia al propio Sol. El razonamiento de Kepler era que las
fuerzas se originan en los cuerpos y no en puntos del espacio, por
lo que el movimiento de los planetas debería ponerse en relación
con el centro de la fuerza planetaria, el cuerpo central, el Sol. Como
resultado de todo ello, Kepler emprendió el desarrollo de una as
tronomía dinámica más bien que cinemática, basada en leyes de
fuerza y movimiento más bien que en geometría y aritmética apli
cadas (véanse Koyré, 1973; Cohén, 1975<r; Beer & Beer, 1975, sec
ción 10). Algunos colegas de Kepler no veían con buenos ojos que
introdujese en la astronomía un conjunto de hipótesis y causas
físicas, considerando preferible, como decía su antiguo profesor Mi-
chael Maestlin, permanecer fiel a la aritmética y geometría tradi
cionales (carta a Kepler del 21 de septiembre de 1616; Kepler,
1937-, vol. 17, p. 187). Evidentemente, era más fácil realizar este
cambio radical en la época de Kepler que en momentos anteriores,
dado que Tycho Brahe había demostrado realmente que los cometas
se mueven atravesando el sistema solar. Como el propio Tycho
señalaba, si hubiesen existido alguna vez las esferas cristalinas a las
que se hallan fijados los planetas, hubieran saltado ahora en pedazos
y ya no existirían. De ahí que, para cualquiera que procediese de
acuerdo con las conclusiones de Tycho, hiciese falta un esquema com
pletamente nuevo capaz de explicar cómo es que los planetas se
pueden mover en sus trayectorias curvas6.
Por tanto, no es de extrañar que también Descartes buscase una
explicación causal de los movimientos celestes, así como algunos
otros astrónomos de principios del xvn, como Bullialdus y Borelli7.
Sin embargo, otros se contentaban con centrar su atención exclusi
vamente en el nivel fenomenológico de predicción y observación, sin
mostrar preocupación alguna por las causas físicas o por la posible
realidad (o falta de ella) de los esquemas geométricos de cómputo.
Desde este punto de vista, uno de los aspectos más asombrosos del
Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo de Galileo es
la ausencia de toda física celeste. De hecho, Galileo no parece ha
berse entregado nunca a especulación alguna en tomo a las posibles
fuerzas que pudieran actuar en el funcionamiento del sistema co-
pemicano*. En este sentido, Galileo no fue en absoluto el pionero
de la mecánica celeste frente al caso de Kepler y Descartes, por
más que sus contribuciones personales a la ciencia del movimiento
hayan ejercido una notable influencia sobre el curso de desarrollo
de la dinámica teórica. Con todo, se ocupó de la verdad y realidad
del sistema copernicano, llegando incluso a proponer una explica
56 La revolución newtoniana y el estilo de Newtor
ción de las mareas que parecía exigir que la Tierra rotase en torno
a su eje mientras giraba en torno al Sol.
E l inmenso avance en las ciencias físicas exactas del siglo XVII
se puede calibrar por la brecha que separa a la cinemática de Ga-
lileo y a la dinámica incorrecta y fallida de Kepler9, por una parte,
del objetivo newtoniano de una dinámica matemática congruente
con las leyes cinemática fenomenológicas y del descubrimiento de
su causa física, por la otra. Kepler, a pesar de su semejanza con
Newton en tantos de sus preceptos, representa un nivel completa
mente distinto de creencias y procedimientos científicos. Kepler parte
de las causas, mientras que Newton concluye en ellas; Kepler acepta
una especie de atracción celeste basada en la analogía con el mag
netismo terrestre, buscando luego sus consecuencias, mientras que
Newton llega a su idea de la gravitación universal tan sólo una vez
que la lógica del estudio de las fuerzas y movimientos le lleva en
esa dirección (véase el capítulo 5). La filosofía de Newton le con
duce de los efectos a las causas y de lo particular a lo general, mien
tras que Kepler estimaba preferible proceder en la dirección inversa.
«No tengo el menor escrúpulo en declarar», escribía, «que todo
lo que Copémico ha demostrado a posteriori y sobre la base de
observaciones interpretadas geométricamente, se puede demostrar a
priori sin ambages de nigún tipo .»10
Newton mostró que las leyes de Kepler, al igual que las leyes
de la caída de los cuerpos de Galileo, eran verdaderas tan sólo en
circunstancias limitadas que él se encargó de especificar, tratando de
determinar nuevas formas de dichas leyes que fuesen más umver
salmente verdaderas. Como veremos en el capítulo 3, la potencia
revolucionaria del método newtoniano provenía de su habilidad para
combinar nuevos métodos de análisis matemático con el estudio de
las causas físicas, controlada constantemente mediante rigurosos ex
perimentos y observaciones. Ahora bien, uno de los ingredientes
esenciales de su modo de proceder era el claro reconocimiento de la
jerarquía de las causas, junto con su capacidad para separar las leyes
matemáticas de las propiedades físicas de las fuerzas en cuanto cau
sas. En tal supuesto, no se limitó a producir meros constructos o
abstracciones de carácter matemático, carentes de todo contenido
o realidad que no fuese el mero «salvar los fenómenos», sino que
creó además lo que consideraba puras contrapartidas matemáticas de
situaciones físicas simplificadas e idealizadas que pudieran ponerse
luego en relación con las condiciones reales desveladas por los ex
perimentos y observaciones. En mi opinión, fue este aspecto de la
ciencia newtoniana el que produjo un resultado tan sobresaliente
como para que sus Principia se tuviesen como la inauguración de
1. La revolución científica de Newton 57
una época revolucionaria en la ciencia, o al menos, como el medio
a través del cual se elevaron al nivel del éxito revolucionario los
objetivos consistentes en crear una ciencia matemática de la natu
raleza que ya hablan expresado, aunque imperfectamente, Galileo
y Kepler.
Capítulo 2
LA REVOLUCION CIENTIFICA Y LA REVOLUCION
NEWTONIANA COMO CONCEPTOS HISTORICOS
2.1. E l concepto de revolución
Muchos historiadores de la ciencia creen que la idea de revolu
ción científica tiene un origen bastante reciente, pero yo he descu
bierto que durantes unos tres siglos se ha dado una tradición más
o menos ininterrumpida (aunque no compartida por todos los cien
tíficos) consistente en considerar el cambio científico como una su
cesión de revoluciones. En el siglo xvm , que es cuando dicha tra
dición parece irrumpirpor vez primera, la palabra «revolución» si
guió usándose, como en el pasado, como un término técnico de las
matemáticas y la astronomía. Sin embargo, cobró además amplia
difusión en un sentido general con dos significados muy distintos,
dándose ambos en los escritos sobre el cambio científico, así como
en las descripciones históricas de acontecimientos políticos. Uno de
ellos, que se convirtió en moneda corriente durante el siglo xvm ,
denota una ruptura de la continuidad o un cambio secular (esto es,
no cíclico) de considerable magnitud, normalmente acompañado de
violencia, al menos en los acontecimientos políticos. El otro es el
sentido más antiguo, empleado en relación tanto con la historia
de la ciencia como con la historia de los sucesos políticos con la
connotación de un fenómeno cíclico, de un flujo y reflujo, de una
especie de ida y vuelta o repetición. A partir de 1789, comenzó a pre
dominar el nuevo significado y, desde entonces, «revolución» ha
implicado usualmente un cambio radical y una ruptura con el modo
58
2. La revolución científica y la newtoniana como conceptos históricos 59
tradicional y aceptado de pensar, creer, actuar, con la conducta social
acostumbrada o con la organización social y política'. Así pues,
en los comienzos de la época moderna, se dio una doble transfor
mación de la palabra «revolución» y del concepto por ella designa
do. En primer lugar, un término científico-tomado de la astronomía
y la geometría empezó a aplicarse al dominio general de actividades
sociales, políticas, económicas e intelectuales o culturales; en segun
do lugar, en su nuevo uso, el término adquirió un nuevo significado
radicalmente distinto, si no diametralmente opuesto al original y
estrictamente etimológico de la palabra «revolución» (révolutiort,
rivoluzione), que deriva del latín medieval revolutio, un retomo o
vuelta con la implicación de retornar en el tiempo2.
Durante el siglo xvtii surgió el punto de vista según el cual
el cambio científico se caracteriza por algo análogo a la revolución
que altera las formas sociales y los asuntos políticos del estado
(véase Cohén, 1976a); algo que ahora se concibe como una serie
de discontinuidades seculares de tal magnitud que constituyen rup
turas definitivas con el pasado. Una revolución ya no implica en
absoluto un proceso cíclico continuo, un flujo y reflujo o un retomo
a un estado anterior mejor o más puro. La idea de revolución cien
tífica, en el nuevo sentido de un único cambio dramático que pro
duce algo nuevo, se ha tomado en algo que forma parte de la his
toriografía de la ciencia desde los primeros años del siglo xvm ,
viéndose constantemente influido por el desarrollo de conceptos y
teorías sobre las revoluciones políticas y sociales (y culturales).
Un posible nexo entre el significado cíclico original y el uso
actual ordinario de «revolución» (utilizado para un «cambio com
pleto» o una «inversión de las condiciones», una subversión, nor
malmente violenta, de las instituciones, la sociedad o el gobierno
establecidos), reside en la estrecha asociación existente entre una
«vuelta» cíclica y una «revuelta» secular. Hoy día, para denotar
un fenómeno cíclico se suele emplear el verbo «retomar» o «volver»,
mientras que una «revuelta» implica un levantamiento contra el
estado político o el orden social. Tanto «vuelta» como «revuelta»
provienen del mismo verbo revolvere, revolutus. En el siglo xvm ,
antes de 1789, ambos sentidos distintos y tan diversos de «revolu
ción» pueden aparecer juntos, incluso en la misma obra, en discusiones
acerca de la historia y la política, no menos que acerca del desarrollo
de la literatura, las artes y las ciencias. Consiguientemente no es
siempre sencillo descubrir si un determinado autor del siglo xvm
está pensando en un retomo cíclico (un flujo y reflujo) o en un
cambio secular de magnitud considerable (frecuentemente, aunque
60 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
no necesariamente, acompañado de violencia). Tal ambigüedad era
un rasgo peculiar de los años que median entre las revoluciones in
glesas del siglo xvii y las revoluciones francesa y americana: la época
de la revolución científica newtoniana y del surgimiento de la idea
de revolución como un modo de cambio científico.
Con todo, existe un término cuyo uso permite en general que
el lector moderno (i. e., posterior a 1789) pueda distinguir entre
ambos sentidos de «revolución» y que es la palabra «época». Así,
no hay ambigüedad alguna en la afirmación directa de Clairaut de
1747, uniendo la palabra «época» a la «revolución» producida por
los Principia de Newton3. Aquí, «época» no se emplea en su sen
tido usual de era o edad, que es el sentido fundamental en caste
llano, sino en su sentido más próximo al etimológico según el cual
denota un acontecimiento que inaugura una nueva edad o que es
el acontecimiento inaugural o más importante de o en una revolu
ción: el comienzo de una nueva era, como cuando se habla de
«hacer época». Frecuentmente, a finales del siglo xvil y en el xviii,
esta palabra aparece en su forma latina tardía como epocba, tanto
en los escritos históricos y políticos como en las obras científicas
(véase $ 2.2).
La Gloriosa Revolución fue, al parecer, de importancia capital
en el desarrollo del concepto de revolución entre 1688 y 1789, dado
que se hizo cada vez más patente que se había producido una revo
lución en Inglaterra, quizá la primera revolución genuina de la
época moderna. En el Diccionario de la lengua inglesa de Samuel
Johnson (1755), esta revolución aparece en la tercera definición
del término: «Cambio en el estado de un gobierno o país. Entre
nosotros se usa... para el cambio producido por la admisión del
rey William y la reina Mary.» Quizá, tras haber asistido a los cata
clismos representados por las revoluciones francesa, rusa y china,
no nos parezca que la Gloriosa Revolución haya sido realmente tan
revolucionaria como les pareció a los hombres y mujeres del si
glo xviii, para quienes constituyó la primera revolución en sentido
moderno. Sin embargo, para personas tan distintas como Joseph
Priestley y David Hume, era ciertamente una revolución y sin duda
gloriosa (véase Cohén, 1976<j, especialmente la p. 263, nota 17).
La palabra «revolución» había alcanzado ya su nuevo sentido
no cíclico en la época de la gran Enciclopedia, donde significa un
cambio político secular de considerable magnitud, aplicándose incluso
específicamente a los avances científicos. En el artículo «Révolution»,
el primer lugar le corresponde a las revoluciones políticas, apare
ciendo tan sólo hacia el final los fenómenos científicos cíclicos:
2. La revolución científica y la newtoniana como conceptos históricos 61
REVOLUCION significa, cuando se usa como término político, un cambio
importante acontecido en un gobierno o estado.
Esta palabra viene del latín revolvere, girar. No hay ningún estado que no
haya sufrido una revolución de uno u otro tipo. El abate Vertot nos ha sumi
nistrado varias historias excelentes de revoluciones en diversos países...
A esto sigue una larga nota (de D. J . = Chevalier de Jaucourt)
sobre la historia británica, con la observación de que «los ingleses
han aplicado este término especialmente a la revolución de 1688,
en la que el Principe de Orange... conquistó el trono»4. Así pues,
la Enciclopedia muestra su modernidad en la prioridad concedida
al nuevo sentido político de la palabra «revolución», a expensas
del sentido cíclico y clásico original, tal como se encuentra en geome
tría y astronomía. Aún más notable, en relación con el concepto de
revolución, es el hecho de que, en sus diferentes contribuciones,
tanto Diderot como d’Alembert escribiesen sobre revoluciones cien
tíficas.
2.2. La introducción del concepto de revolución para describir
el progreso científico
Aunque parecería que el desarrollo de la ciencia, desde los tiem-
|x>s de Copémico y Vesalio hasta el final del sigloxvn, se podría
haber descrito entonces en términos de cambios radicales, si no de
revoluciones, ese no parece haber sido el caso en absoluto. No es
yn sólo que no haya referencias específicas a «revoluciones» en las
ciencias antes de 1700, sino además que quienes escribían acerca
«le las ciencias, aun cuando se referían a la «novedad» de las ciencias
experimentales que entonces se estaban fraguando, no consideraban
en general que sus ciencias hubiesen roto tan radicalmente con la
tradición como para constituir lo que hoy día consideraríamos una
revolución. Muchos científicos, como es natural, eran perfectamente
conscientes de estar haciendo algo nuevo. Así, por ejemplo, el gran
tratado de Galileo se titula Dos nuevas ciencias, mientras que William
Oilbert declaraba que su libro estaba pensado exclusivamente para
>u|uellos «nuevos» filósofos que buscaban la verdad en la propia na
turaleza y no en los libros. Pero incluso estos pioneros tendían a
i tensar con frecuencia que lo que estaban haciendo era retornar a
la ciencia de la antigüedad (circunvalando a los medievales) y no
mibvirtiéndolo todo en el sentido en que esperaríamos que lo hiciese
mi revolucionario. La idea general de revolución social y política
(tal como entendemos nosotros esos términos, en un sentido plena
mente posterior a 1789) no apareció hasta finales del siglo xvn.
62 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
Anteriormente a la época de Newton se habían dado revueltas y
cambios dinásticos, pero no revoluciones del tipo de las que alteran
completamente la estructura de la vida social, económica y aun po
lítica. No es, pues, de extrañar que, a pesar de haber buscado por
todas partes, no haya conseguido encontrar referencia alguna a re-,
voluciones científicas o intelectuales con anterioridad a 1700.
En las primeras etapas de mi investigación, pensaba que una
fuente prometedora de usos posibles de «revolución» eran los es
critos relativos a la Batalla de los Libros (la Disputa entre Antiguos
y Modernos). Uno pensaría que en ciencia la gran superioridad de
los modernos sería tan obvia como para entrañar una ruptura cuali
tativa con el pasado, mas un examen minucioso de los principales
autores mostró que, al parecer, nunca habían usado el término «re
volución» para designar un cambio repentino en las ciencias, ten
diendo más bien a recurrir a la expresión «aumento» del conoci
miento, por más que dos de los protagonistas (Fontenelle y Swift)
escribieran de «revoluciones» en otros contextos y uno de ellos
(Fontenelle) aplicase precisamente ese término al desarrollo de las
matemáticas. Tampoco encontré ninguna referencia explícita a una
revolución científica (en sentido actual) en la defensa que Thomas
Sprat emprendió de la Royal Society de 1667 (véase Cohén, 1977e).
Una clara referencia a una revolución, en el sentido de cambio
radical, aparece en el prefacio de Fontenelle a sus Élements de la
géométrie de Vinfini (1727). El contexto de la discusión de Fonte
nelle es el recientemente descubierto (o inventado) cálculo infinite
simal (le calcul de l’infini) de Newton y Leibniz, y los diversos
modos en que «Bernoulli, el Marqués de FHópital, Varignon, todos
los grandes matemáticos [géométres]» desarrollaron el campo «con
pasos de gigante». Fontenelle dice que las nuevas matemáticas in
trodujeron «un nivel de simplicidad nunca soñado con anterioridad,
con lo que se inició una revolución casi total en matemáticas [géo
m étrie]»1. La conjunción de los términos «época» y «revolución»
no deja duda de que lo que Fontenelle tenía en mente era un cambio
de tal índole que alteraba completamente el estado de las matemá
ticas. Inmediatamente subrayaba que dicha revolución era progresiva
o beneficiosa para las matemáticas, aunque no se hallaba libre de
diversos problemas.
La revolución a la que Fontenelle se refería era el descubrimien
to o invención del cálculo, que atribuía a Newton como primer des
cubridor y a Leibniz como co-descubridor independiente (aunque
fuese el primero en publicar)2. Otra referencia de comienzos del xvm
a Newton y a una revolución científica se encuentra en la afirmación
de Clairaut de 1747, ya citada, en el sentido de que los Principia
2. La revolución científica y la newtoniana como concepto» históricos 63
de Newton habían señalado «Pépoque d ’une grande révolution dans
la Physique» (Clairaut, 1749, p. 329). El hecho de que estas tem
pranas referencias a una revolución se den en relación con el cálculo
infinitesimal y los Principia merece subrayarse, ya que fueron los
logros de Newton en matemáticas puras, unidos a su análisis del
sistema del mundo sobre la base de la dinámica gravitatoria, los
que acuñaron de hecho la Revolución Científica, haciendo que cien
tíficos y filósofos reconociesen que se había producido de hecho
una revolución. En este sentido, los Principia de Newton de 1687
parecerían haber desempeñado la misma función en el reconocimiento
de la existencia de una revolución científica que la Gloriosa Revolu
ción de 1688 por lo que respecta a la revolución política.
La Enciclopedia de Diderot y d ’Alembert contiene diversas re
ferencias a revoluciones científicas (en el sentido de un cambio den-
tífico radical) en el mismísimo comienzo de esta obra colectiva, en
el Discours préliminaire (publicado en 1751). Se trata de un bos
quejo del surgimiento de la cienda moderna o, más bien, de una
filosofía asociada a la dencia moderna. El objeto de estos ensayos
era el de pergeñar un análisis metodológico y filosófico de todo el
conocimiento (incluyendo la dencia, que ocupa un lugar central en
su esquema), sin pretender describir las dendas mismas. D ’Alembert
comienza su presentación histórica con «el Canciller Bacon», quien
ocupa una posidón inaugural, procediendo luego a un breve resumen
de las radicales innovaciones de Descartes. Llama especialmente la
atención sobre la gran «révolte» de Descartes, quien ha enseñado
«¡i los espíritus inteligentes a sacudirse el yugo del escolasticismo,
lu opinión, la autoridad...». D ’Alembert tiene en mente una dara
imagen de la acción de las fuerzas políticas revolucionarias, pintando
ii Descartes como «el cabecilla de los conspiradores quien, más que
ningún otro, tuvo el valor de levantarse contra un poder arbitario
y despótico y, al preparar una resonante revolución, establedó los
cimientos de un gobierno más justo y feliz que él no tuvo ocasión
de ver establecido». La función de Descartes en esta preparadón
de la revoludón (o su «levantamiento») constituyó un «servido a la
filosofía tal vez más difícil de llevar a cabo que todos los demás
desempeñados posteriormente por sus ilustres sucesores». Aunque
d ’Alembert no lo diga explícitamente, da a entender que la revo
lución preparada por Descartes fue llevada a término por Newton,
inicsto que d ’Alembert no sólo procede inmediatamente a explicar
largo y tendido los logros de Newton en física general, mecánica
celeste y óptica en términos encomiásticos, sino que afirma específi-
• amenté que cuando «finalmente apareció» Newton, «fraguó la fi
losofía de una forma que aparentemente se debe conservar» (d’Alem-
bert, 1963, pp. 80-84).
La idea de revolución científica también aparece explícitamente
en el artículo escrito por d ’Alembert para la Enciclopedia, titulado
«Experimental». Tanto aquí como en el Discours préliminaire,
d’Alembert incluye una breve historia del tema. En primer lugar, '
d ’Alembert observa que Bacon y Descartes han introducido « l’esprit
de la physique experimental», tarea tomada luego por la Academia
del Omento, Boyle, Mariotte y otros. Después,
Apareció Newton, siendo el primero en mostrar que sus predecesores tan
sólo habían entrevisto el arte de introducir las matemáticas [géom etrie] en la
física y en crear, mediante la unión de la experimentación y el cálculo [exp¿-
rience et ad cu l], una nueva ciencia exacta, profunda y brillante. Tan grande
al menos por sus experimentosde óptica como por su sistema del mundo,
Newton abrió en todas direcciones una ruta inmensa y segura. Inglaterra
adoptó sus puntos de vista y la Sociedad Real los hizo suyos desde el prin
cipio. Las academias de Francia los adoptaron más lentamente y con más
dificultades... Finalmente prevaleció la luz, y la generación hostil a tales hom
bres ha desaparecido de academias y universidades... Ha surgido una nueva
generación, pues tan pronto como se inicia una revolución, la generación
siguiente la lleva a término.
En este notable pasaje, d’Alembert no sólo expresa una filosofía
del desarrollo histórico de la ciencia según las generaciones, sino
que además centra la gran revolución científica en la obra de Isaac
Newton3.
En la época de publicación de la Enciclopedia, la palabra «re
volución» se había convertido en moneda corriente (al menos en
Francia) con el nuevo significado de un cambio de considerable mag
nitud que no tiene que ser en absoluto de carácter cíclico. A lo largo
de la segunda mitad del siglo xvin, este concepto y la palabra
que lo expresa se aplicaron notablemente al campo del espíritu, es
pecialmente a los escritos acerca de la ciencia. Con todo, diversos
autores dataron las revoluciones en distintos momentos, según fuesen
los campos de su especialidad. Así, en 1764, Joseph Jéróme Le
Français de Lalande [La Lande] vio una revolución astronómica a
partir de Hevelius, cuando «todas las naciones rivalizaban entre sí
por alcanzar la gloria de los descubrimientos y de las invenciones.
La Academia de Ciencias de París y la Sociedad Real de Londres
desempeñaron los papeles principales en esta revolución, siendo
enorme el número de hombres ilustres y de astrónomos célebres
que han producido...» (Lalande, 1764, vol. 1, p. 131). Sin em
bargo, Lalande no empleaba la palabra «revolución» para referirse
64 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
2. La revolución den tífica y la newtoniana como conceptos históricos 65
a la revuelta de Copérnico contra la autoridad de Ptolomeo, ni
para las novedades radicales descubiertas o introducidas por un Ga-
lileo o un Kepler. Al parecer, reservaba el calificativo de «revolu
cionario» para los procesos de descubrimiento e invención que él
consideraba que formaban parte esencial del establecimiento y ela
boración de los dominios de la astronomía en época más reciente4.
Los escritos de Jean Sylvain Bailly, publicados en la década an
terior a la Revolución Francesa, muestran hasta qué punto la idea
de revolución científica había adquirido la forma con la que conti
nuaría, con ligeras variaciones, a lo largo del siglo x a . En su His-
toire de Vastronomie moderne, Bailly daba cabida a diversos tipos
de revoluciones de distintas magnitudes, que van desde las innova
ciones revolucionarias en el diseño y uso de telescopios hasta la
elaboración del sistema copernicano o la filosofía natural de Newton.
Incluye no sólo revoluciones pasadas, sino también de épocas re
cientes e incluso hace predicciones sobre futuras revoluciones. Bailly
pensaba que las revoluciones científicas de gran envergadura, como
el establecimiento de un nuevo sistema del mundo (la copernicana)
o de una nueva filosofía natural (la newtoniana), exigían dos es
tadios. En el primero, se producía una revuelta capaz de destruir el
sistema científico aceptado (la física aristotélica, las órbitas plane
tarias con epiciclos, etc.), mientras que en el segundo se introducía
algo nuevo para ocupar su lugar. Se consideraba usualmente que
Descartes y Galileo habían realizado solamente el primer estadio,
con lo que Bailly daba a entender que no habían introducido un
sustituto satisfactorio, para lo que hubo que esperar al genio de
Isaac Newton. Bailly no aludía a una «revolución» galileana o car
tesiana, por más que considerase que la idea cartesiana de explicar
todos los fenómenos naturales en términos mecánicos constituía un
notable hallazgo del intelecto, aun cuando estuviese viciado por
su pobre, cuando no inútil, sistema de vórtices, por lo que resultaba
un mal ejemplo de explicación mecánica.
Bailly no utiliza la expresión actual de «revolución copernicana»,
aunque no cabe la menor duda de que pensaba que Copérnico había
inaugurado (aunque no completado) una de las mayores revolucio
nes científicas. Según Bailly, Copérnico era responsable de la intro
ducción del verdadero sistema del mundo, del mismo modo que
Hiparco ha de tenerse como el creador del verdadero sistema astro
nómico. Bailly señalaba que en la época de Copérnico hubo de darse
un gran paso, ya que fue necesario olvidarse de los movimientos
aparentes que pueden verse de hecho, a fin de poder creer en aque
llos movimientos que no se pueden conocer directamente a través
de los sentidos. De este modo, Copérnico satisfizo las dos funciones
66 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
necesarias que, según los criterios de Bailly, hacen que su obra se
pueda calificar de revolucionaria. Minó la autoridad del sistema
anteriormente aceptado y puso en su lugar otro superior (véase
Cohén, 1977«, 1977c).
»
Walther y Regiomontano, en Alemania, construyeron instrumentos [astro
nómicos] y renovaron la práctica observacionaL En sus nuevos hogares, la
ciencia [de la astronomía] se sometió a un nuevo examen y el conocimiento
recibido se sometió a prueba. En esa época [époque], sin embargo, tuvo lugar
una gran revolución que lo trastocó todo. E l genio de Europa se manifestó a
través de Copérnico.
A la vez que manifestaba que «Copérnico había dado un gran paso
hacia la verdad», Bailly (1785, vol. 3, pp. 320 y ss.) señalaba que
«la destrucción del sistema de Ptolomeo era una condición indis
pensable, por lo que esta primera revolución [de Copérnico] había
de preceder a todas las demás».
Para la década de 1780 ya no hay dificultad alguna en encontrar
a los autores franceses aludiendo explícitamente a una u otra re
volución científica, si bien el caso de Condorcet puede atraer espe
cialmente nuestra atención, ya que manifestó haber sido uno de los
introductores del término «révolutionaire». La idea de revolución
científica (y el uso de la palabra «revolución» para expresarla) se
da con frecuencia en los éloges de los académicos fallecidos que Con
dorcet tenía la obligación de escribir y leer en calidad de secrétate
perpétuel5.
La obra fundamental de Condorcet, en la que el término y el
concepto de revolución figura de manera más sobresaliente, es su
Esquema de un cuadro histórico de los progresos del espíritu hu
mano [Esquisse d'un tableau historique des progrés de l’esprit
humain], publicado por vez primera en 1795. El ejemplo primero
que da Condorcet de una revolución estaba tomado de la química
más que de la física, la astronomía o las ciencias biológicas, cosa
que resulta natural si reparamos en el hecho de que había sido
testigo de la reciente revolución química6. Dicha revolución había
sido inventada por Lavoisier en un doble sentido, ya que no sólo
dio el nombre a la revolución química, sino que además fue su prin
cipal artífice. Lavoisier se refería a su propia obra en términos de
«revolución» en tres manuscritos al menos: dos cartas y una anota
ción en el registro de laboratorio. La publicación de esta última
por Marcelin Berthelot en 1890, en un libro titulado La révolution
chimique: Lavoisier * , fijó la expresión «revolución química» en
* Hay traducción española, citada en la bibliografía. (N . del T .)
2. La revolución científica y la newtoniana como conceptos históricos 67
los anales de la historia. La primera afirmación del propio Lavoisier
resultaba notable. Al describir sus esperanzas y planes de investiga
ción, no pudo evitar ser consciente de su significado último. «La
importancia del tema me ha obligado a empezar de nuevo», escribía
en 1773, «todo este trabajo, que me ha parecido suministrar la
ocasión para una revolución en física y en química»7. El aspecto
más sobresaliente de esta nota es queLavoisier se refiere a su pro
pia obra tildándola explícitamente de revolución.
Al final del siglo, la idea de revolución científica se había esta
blecido ya firmemente. La primera visión de conjunto de los logros
intelectuales del siglo xvm , la Brief Retrospect de Samuel Milier,
publicada en 1803, señalaba en el subtítulo que contenía «U q bos
quejo de las Revoluciones e Invenciones en las Ciencias, las Artes
y la Literatura durante dicho Período». Como el propio autor ad
mitía, su obra era en muchos aspectos más una compilación que
un ensayo original, por lo que habría encontrado la idea de revo
lución en la ciencia y en las artes en sus lecturas, que iduían obras
en francés, muy abundantes en sus notas y referencias.
En la «Recapitulación» que aparece al final del segundo volu
men, Milier prestaba atención a «las revoluciones y progreso cien
tífico», observando que la «última época se distingue notablemente
l>or REVOLUCIONES CIENTIFICAS»:
Las teorías son más numerosas que en cualquier otro período anterior, sus
sistemas se hallan más diversificados y las revoluciones se siguen en la más
rápida sucesión. En casi todas las área científicas, los cambios de moda o
doctrina y de autoridad se pisan los talones, hasta el punto de que tan sólo
enumerarlos y recordarlos resultaría difícil.
Milier se planteó el problema de explicar esta «frecuencia y rapidez
<lc las revoluciones científicas». Su solución resulta muy moderna,
«Indo que vio la causa primera de ello en la emergencia de lo que
boy día llamamos una «comunidad científica». Señalaba, en particu
lar, la «extraordinaria difusión del conocimiento», «los enjambres
«le investigadores y experimentadores que florecían por doquier» y
«obre todo «el grado de intercambio sin precedentes del que disfru
taban los científicos», lo cual tuvo como consecuencia «la completa
v rápida investigación que toda teoría nueva acostumbraba a recibir»,
lo que producía «la sucesiva erección y demolición de construcciones
más ingeniosas y espléndidas que cuanto anteriormente se había
producido». De este modo, «el mundo científico [se mantenía] más
< me nunca despierto y ocupado» mediante «una rápida sucesión de
descubrimientos, hipótesis, teorías y sistemas». Con una penetración
68 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
que muestra hasta qué punto Míller superaba los límites de un mero
compilador, concluía su «Recapitulación» observando que «E l si
glo xvin era fundamentalmente LA EPOCA D EL INTERCAMBIO
LITERARIO Y CIEN TIFICO » (Miller, 1803 vol. 2, pp. 413,
438).
2.3. La revolución newtoniana en las ciencias
Existe la tentación obvia de exagerar la posible significación del
conjunto de referencias a la obra científica de Newton, añadiéndole
algunos de los ejemplos anteriores de la palabra «revolución» en el
contexto de los inmensos cambios que se producen en las ciencias.
En efecto, hasta cierto punto puede parecer como un mero acciden
te histórico que los Principia de Newton se publicasen a menos de
un año de distancia de la Gloriosa Revolución.
Tan pronto como surge la idea de revolución como propiedad
del pensamiento y la acción social y política, resulta inevitable apli
carla a otras áreas de la actividad humana, con la única condición
de que ofrezcan muestras de cambio revolucionario en este nuevo
sentido. Ya hemos visto que la primera de esas áreas fue la de las
ciencias exactas, concretamente el desarrollo del cálculo y aquella
parte de la física compuesta por la dinámica y la mecánica celeste.
A medida que el siglo xvm transcurría, la designación de revolu
cionario se extendió a los descubrimientos de Descartes y Copérnico,
así como a otros diversos acontecimientos científicos. Así pues, es
un hecho histórico que los Principia de Newton en concreto, y los
logros científicos newtonianos en general, se convirtieron en la pri
mera revolución científica recon ocidaH ay que señalar además que,
hablando en general, este aspecto revolucionario no se percibió in
mediatamente como el resultado característico de la ciencia galileana,
kepleriana o huygensiana. En los próximos capítulos señalaré los
elementos de juicio que hay en favor de la validez de este juicio.
Dicho brevemente, en lugar de tratar de definir qué es lo que
constituye una revolución científica para examinar a continuación
si tal definición se aplica a los descubrimientos de Newton, he pre
ferido retrotraerme a los registros científicos históricos. En ellos,
he descubierto que el nuevo concepto de revolución se aplicó a la
ciencia newtoniana tan pronto como dicho concepto comenzó a ha
cerse moneda corriente tras la Gloriosa Revolución. He tomado los
escritos de los científicos de la época de Newton como guías a la
hora de definir las características de la revolución científica newto
niana y he recurrido a ellos también para confirmar las opiniones
2. La revolución científica y la newtoniana como conceptos históricos 69
que me he ido forjando a lo largo de tres décadas de estudio de la
ciencia newtoniana y su inmediato transfondo.
La identificación de una revolución científica newtoniana no
significa que Newton fuese el único en producir el cambio revolu
cionario que se asoció a su nombre. Las raíces de la revolución
se retrotraen al menos hasta el siglo xvi, dándose innovaciones cru
ciales a comienzos del xvn (fundamentalmente asociadas con Galileo,
Kepler y Descartes) que resultaban esenciales. Tampoco podría haber
tenido éxito la revolución newtoniana sin las contribuciones de
Wallis, Wren, Huygens, Hooke y otros. De ahí que surja la pre
gunta de hasta qué punto Newton se limitó a llevar a cabo lo que
otros habían comenzado; esto es, a llevar el estudio de esas cues
tiones más lejos, teniendo más fortuna que los anteriores. ¿O , acaso
sus logros constituyen de hecho algo tan novedoso que resultan en
sí y por sí mismos revolucionarios y no simplemente por la magni
tud o alcance o profundidad de la feliz aplicación por parte de
Newton de una ciencia ya establecida hasta cierto punto? Esta pre
gunta y otras similares a ella, que versan acerca del estudio y es
tructura fina del cambio científico más bien que acerca de sus carac
terísticas generales, ocuparán la mayor parte de la discusión que se
desarrolla en las próximas páginas.
Creo que no hay duda de que los científicos de la época de
Newton que escribían acerca de una revolución newtoniana en las
ciencias pensaban concretamente en la revolución elaborada por
los Principia. Uno de los principales objetivos de este libro es tratar
de precisar exactamente qué era tal revolución. Los Principia no eran
revolucionarios por su objetivo, consistente en aplicar las matemá
ticas al estudio de la filosofía natural, ya que tal cosa se había hecho
ya en las obras de Galileo, de Kepler y, más recientemente, de Huy-
ticns. Incluso en la época griega, Arquímedes y Ptolomeo habían ntraducido las matemáticas en el estudio de problemas del mundo
externo, mientras que el libro de Copémico Sobre las revoluciones
le las esferas celestes (1543) había indicado ya su carácter matemá
tico al poner en la página inicial la frase que supuestamente figuraba
a la entrada de la Academia de Platón, según la cual no debía entrar
allí quien no supiese geometría. De hecho, Copérnico hizo aún más
explícito este extremo en su introducción, al señalar que «las ma
temáticas son para los matemáticos». Concretamente, las dos áreas
exploradas por Newton en los Principia, la mecánica racional y el
movimiento de los cuerpos celestes, eran las que más habían sido
•ometidas a análisis matemático en la antigüedad, la Edad Media,
el Renacimiento y el propio siglo de Newton. Tampoco resulta
particularmente revolucionario haber producido una física basada
70 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
en las causas, dado que el titulo de la Astronomía nueva de Kepler,
de 1609, había señalado explícitamente que resultaba «nueva» por
que se trataba de una «físicabasada en causas». Tampoco creo que
el rasgo revolucionario de los Principia resida en el tema del que se
ocupaba Newton, por más que casi todos los temas que toca en
su tratado se presentan de un modo un tanto nuevo. Incluso su éxito
a la hora de usar las mismas fuerzas (o causas) para explicar los
sucesos terrestres y celestes había sido ya presagiado por Kepler y
otros.
Tampoco se puede identificar completamente el aspecto revolu
cionario de los Principia con la introducción de la fuerza newto
niana de gravitación universal, ya que muchos contemporáneos y
sucesores de Newton plantearon las más duras objeciones a la in
troducción de esta idea particular, una fuerza atractiva que puede
extenderse a muchos cientos de millones de millas, teniendo en
cuenta el modo en que el Sol afecta al movimiento de un cometa
en el afelio. Evidentemente, la magnificencia de los Principia no
residía tanto en las novedades particulares que contenía, cuanto
en el efecto colectivo de tantas novedades reunidas. Da manera si
milar, podemos ver retrospectivamente que la grandeza de los Prin
cipia no residía enteramente en el hecho de resolver tantos proble
mas, sino en el hecho de que mostraba nuevos modos en los que
podrían resolverse tanto los problemas tradicionales como los de
nuevo cuño. Este efecto colectivo fue como una bomba capaz de
producir un desarrollo en el estado de las ciencias exactas de varios
órdenes de magnitud, toda una serie de saltos cuánticos. Mas, al
contemplar los Principia desde nuestra posición privilegiada de tres
siglos después, me parece (como creo que les pareció a algunos
newtonianos de la época de Newton) que lo más importante del
magnífico libro de Newton no residía en los éxitos individuales ni
en los nuevos métodos y conceptos exhibidos, ni incluso en el con
junto de las innovaciones newtonianas, sino más bien en el estilo
newtoniano que los hizos posibles. En mi opinión, el aspecto más
revolucionario de los Principia de Newton fue la elaboración de un
método increíblemente eficaz para abordar matemáticamente las rea
lidades del mundo externo, tal y como se muestran en los experi
mentos y observaciones y se codifican mediante la razón. A eso es
a lo que yo llamo el estilo newtoniano, el estilo adoptado en los
Principia de Newton en aras del desarrollo de los principios mate
máticos susceptibles de aplicarse de manera significativa y fecunda
a la filosofía natural.
Capítulo 3
LA REVOLUCION NEWTONIANA Y EL ESTILO
DE NEWTON
3.1. Algunos aspectos básicos de la ciencia exacta newtoniana:
las matemáticas y la disciplina de la imaginación creadora
Uno de los aspectos más sobresalientes del pensamiento cientí
fico de Newton es la estrecha relación que media entre las matemá
ticas y la ciencia física. No cabe la menor duda de que constituye
una muestra de su extraordinario genio el que pudiese ejercer se
mejante pericia en la invención y diseño de los experimentos, en su
realización y en extraer de ellos sus consecuencias teóricas. También
hacia gala de una fértil imaginación a la hora de especular acerca
de la naturaleza de la materia (incluyendo su estructura, las fuerzas
capaces de mantenerla unida y las causas de las interacciones entre
los diversos tipos de materia). En el presente contexto, me ocupo
fundamentalmente de las matemáticas en relación con las ciencias
físicas de la dinámica y la mecánica celeste, y no en relación con
estos otros aspectos de los esfuerzos científicos de Newton. Como
veremos, por más que Newton expresase su piadoso deseo de que
la óptica se tomase en una rama plenamente desarrollada de la
ciencia matemática al estilo newtoniano, este área nunca alcanzó
ese estado durante su vida (véase § 3.11), razón por la cual las
investigaciones ópticas de Newton no reciben aquí una consideración
de importancia.
Los «principios de la filosofía natural» que Isaac Newton des
plegó y elaboró en sus Principia son «principios matemáticos». Su
71
72 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
exploración de las propiedades de diversos movimientos bajo con
diciones dadas de las fuerzas se basa en las matemáticas y no en
experimentos e inducciones. Lo que no resulta tan conocido es que
sus ensayos de matemáticas puras (geometría analítica y cálculo)
tienden a expresarse frecuentemente con el lenguaje y los principios
de la física del movimiento. Tal entretejido de dinámica y matemá
ticas puras constituye otro de los rasgos característicos de la ciencia
de los Principia. Como veremos, Newton se nos revela como un
empirista matemático, por cuanto creía que tanto los postulados
básicos como los resultados finales del análisis matemático basado
en dichos postulados coincidían con el mundo real o externo, tal y
como los ponían de manifiesto la experimentación y la observación
crítica o precisa *. Ahora bien, tal objetivo se alcanzaba mediante
un tipo de pensamiento que, según decía explícitamente, se hallaba
en el plano del discurso matemático más bien que en el del físico
y que corresponde a lo que hoy día llamaríamos la exploración de
las consecuencias de un constructo matemático o de un sistema ma
temático abstraído de la naturaleza, aunque análogo a ella.
A mi modo de ver, los logros de Newton en los Principia se
debieron a su extraordinaria habilidad para matematizar la ciencia
empírica o física. Las matemáticas servían inmediatamente para dis
ciplinar su imaginación creadora, enfocando o agudizando por consi
guiente su productividad, así como para dotar a su imaginación
creadora de nuevos y singulares poderes. Por ejemplo, lo que le
permitió descubrir el significado de las leyes de Kepler y mostrar
las relaciones entre la ley de áreas y la ley de inercia2 fue la exten
sión de su potencia intelectual mediante las matemáticas, y no mera
mente algún tipo de intuición física o filosófica. El poder de las
matemáticas puede verse también en el análisis que hace Newton
de la atracción de una esfera homogénea (o una capa esférica homo
génea y, por ende, una esfera formada por tales capas). Newton
demuestra que si la fuerza varía sea de modo directamente propor
cional a la distancia, sea inversamente al cuadrado de la distancia,
entonces la acción gravitatoria de la esfera será igual que si toda
la masa de la esfera estuviese concentrada en su centro geométrico.
Ambas condiciones, como señala Newton en el escolio a la propo
sición 78 del libro primero, son los dos casos principales que se
dan en la naturaleza. La ley del inverso del cuadrado se aplica a
la acción gravitatoria sobre la superficie o en un punto exterior a la
esfera (habiéndose demostrado que la fuerza es nula en el interior).
La ley directa de la distancia se aplica a la acción sobre una par
tícula en el interior de una esfera sólida. Podría haberse supuesto
que, en cualquier cuerpo sólido, la fuerza centrípeta, como la llama
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 73
Newton, de todo el cuerpo habría de «observar la misma ley de
aumento o disminución en el alejamiento del centro que las fuerzas
de las propias partículas», si bien para Newton se trata de un resul
tado que debe alcanzarse por medio de las matemáticas. Las mate
máticas muestran que es así para las dos condiciones enunciadas,
lo que, como Newton observa, «es muy notable»1.
Baste un solo ejemplo para mostrar la disciplina que las mate
máticas imponen al libre ejercicio de la imaginación crítica. A lo
largo del siglo xvn, eran corrientes dos leyes diferentes para la ve
locidad de los planetas. Una de ellas era la ley de áreas y la otra
era una ley según la cual un planeta posee una velocidad inversa
mente proporcional a su distancia al Sol. Ambas leyes habían sido
descubiertas por Kepler, quien había abandonado la ley de la velo
cidad proporcional a la distancia en la época en que descubrió las
órbitas elípticas4. Con todo, en una fecha tan tardía como es 1680,
tal y como se puede ver en una carta escrita a Newton, Hookepen
saba que ambas leyes de la velocidad planetaria podían ser válidas
y que ambas eran derivables a partir de una fuerza centrípeta in
versa del cuadrados. En los Principia, Newton demostró que la ver
dadera ley consistente con la de áreas afirma que la velocidad de
un planeta es inversamente proporcional no a la distancia del pla
neta al Sol, sino a la distancia que separa al Sol de una línea tan
gente trazada pasando por el planeta. Como se puede ver en la
figura 3.1, la diferencia entre la distancia directa y la distancia tan
gencial se hace paulatinamente menor a medida que el planeta se
acerca al perielio o al afelio, desapareciendo completamente dicha
diferencia en estos ábsides. Hooke no parece haber dispuesto ni
de la capacidad matemática ni de la intuición matemática suficientes
para ver que las dos leyes de la velocidad que había propuesto en
su carta a Newton no podían ser ambas verdaderas; al parecer, ca
recía de la censura matemática capaz de permitirle separar la verdad
del error en un problema que no fuese elemental; La austera disci
plina de las dotes matemáticas superiores de Newton eliminó la falsa
lev de la velocidad proporcional a la distancia, que resulta incompa
tible con la ley de áreas para este tipo de órbita*.
La finalidad fundamental de esta discusión es mostrar de qué
modo el pensamiento matemático de Newton era especialmente ade
cuado para el análisis de problemas físicos y para la construcción y
modificación de modelos y de constructos y sistemas imaginativos,
por más que sea necesario tener presente que algunos de los con
ceptos matemáticos básicos de Newton se derivaban a su vez de
situaciones físicas. Dado que Newton tendía a pensar en términos
de curvas trazadas o dibujadas por puntos en movimiento, su va-
74 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
Fio. 3.1.—Si el planeta se halla en el punto p,, la velocidad es inversamente
proporcional a la distancia Spj, y no a Sp,. Sin embargo, en el peribelio (P) y
en el afelio (A), ambas * distancias* se identifican. Como es natural, Sp2 se
traza desde S perpendicularmente a la tangente.
riable independiente fundamenta) era el tiempo. De hecho, los co
mentarios que hace sobre el tiempo en sus tratados puramente ma
temáticos se asemejan hasta tal punto a la presentación que hace del
tiempo en los Principia (bajo el rótulo de «tiempo absoluto, verda
dero y matemático»)7 que resultaría difícil distinguirlos fuera de
contexto.
Existe un peligro obvio en hacer demasiado caso al lenguaje de
la física (tanto imágenes como metáforas) en las matemáticas de New
ton, ya que, cuando en su opúsculo de octubre de 1666 sobre las
fluxiones (o el cálculo) escribe «Resolver problemas por el movi
miento»8, de hecho se ocupa de matemáticas puras, por más que
el lenguaje pueda sugerir que se trata de una cuestión física. De ser
así, lo mismo cabría pensar de cuantos escriben sobre problemas
de lugares geométricos desde la ¿poca griega, quienes trazarían una
curva o una línea mediante un punto en movimiento, o construirían
un sólido mediante la revolución de una figura plana en torno a
un eje (véase Whiteside, 1961¿; véase también Newton, 1967-,
vol. 1, p. 369, n. 2). Gimo veremos en los próximos capítulos, el
éxito de Newton a la hora de analizar la física del movimiento
dependía en gran medida de su habilidad para reducir las situaciones
físicas complejas a la simplicidad matemática, estudiando las pro
piedades matemáticas de un sistema análogo al real que deseaba
comprender. De este modo, podemos ver cómo explora matemáti
camente el movimiento de una masa puntual en un campo con una
fuerza central como primer paso para comprender la significación de
la ley de áreas de Kepler, en cuanto regla general y no en relación
). La revolución newtoniana y el estilo de Newton 75
con ningún sistema orbital específico. Newton era perfectamente
consciente de las diferencias que median entre las propiedades ma
temáticas de tales constructos análogos simplificados y las propie
dades físicas expresadas en relaciones, reglas o principios matemá
ticos del mundo físico, tal y como se desvelan en los experimentos
y observaciones. Sin embargo, lectores posteriores y algunos estu
diosos actuales tendieron a borrar las distinciones normalmente claras
de Newton. Al formalizar y desarrollar sus principios matemáticos
de la filosofía natural, Newton empleaba sus propias matemáticas
nuevas, por más que este hecho pueda verse enmascarado por la
ausencia generalizada en los Principia de un algoritmo formal para
el cálculo. Estas nuevas matemáticas aparecen en sus primeros es
critos con una presentación puramente algebraica o simbólica, de
manera muy similar a los tratados actuales sobre análisis (aunque
con símbolos diferentes), así como en una discusión sobre el movi
miento desde un punto de vista matemático. Esta última nos inte
resa ahora, por cuanto lo que ahí está en juego no es meramente
el trazado cinemático vago de las condiciones de un lugar geomé
trico, sino más bien la elaboración para fines de matemática pura
de la geometría de las curvas, basada en principios del movimiento
que se usan también en la cinemática física9. Lo que quizá sea
más importante aún que la estrecha conexión conceptual de las ma
temáticas puras de Newton con las soluciones a problemas físicos
es que, mientras que existe un modo de pensamiento común tanto
a sus matemáticas como a su física, se da en sus Principia una con
ciencia permanente de la diferencia fundamental que media entre los
principios matemáticos y la filosofía natural expresada a través de
los principios matemáticos.
Lo que con esto quiero decir es que, para fines puramente ma
temáticos (esto es, en un contexto matemático y no con la mirada
puesta en la elucidación de problemas de física), Newton utiliza
principios de movimiento que se formulan como si fuesen principios
físicos aplicados al movimiento local físico (o locomoción), inclu
yendo la resolución y composición de velocidades vectoriales y la
idea de movimiento inercial o uniforme,0. Según advierte D. T. Whi-
teside, hay que tener cuidado con no creer apresuradamente que
Newton empleaba principios físicos en las matemáticas puras. Lo
que estaba haciendo más bien era construir un sistema matemático
análogo (aunque no idéntico) a un sistema físico. Es decir, su «tiem
po» matemático no es el tiempo físico de la experiencia, pudiéndose
decir lo mismo por lo que respecta a la «velocidad» matemática y
demás conceptos. Sin embargo, utilizó el mismo lenguaje en ambos
tipos de escritos sobre la física del movimiento y su desarrollo de
76 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
las matemáticas mediante una matemática del movimiento. Yo creo,
aunque naturalmente no se puede demostrar, que existe una estrecha
conexión entre la tendencia de Newton a pensar acerca de las ma
temáticas puras en términos que son los mismos que los que apa
recen en la física del movimiento, y su intuición y habilidad a la
hora de utilizar las matemáticas puras para resolver problemas sobre
el moviminto físico. Con todo, no debería hacerse mucho hincapié
en semejante conexión, que operaría solamente a nivel subconsciente,
dado que Isaac Barrow (por lo menos) también había escrito sobre
matemáticas puras con el lenguaje del movimiento, pudiendo haber
sido la fuente de inspiración directa de Newton.
El uso de los principios del movimiento en el intento de resolver
problemas de matemáticas puras puede verse con claridad en un
ejemplo sencillo que aparece en el W aste Book * , un escrito del
8 de noviembre de 1665, titulado «Cómo trazar tangentes a líneas
mecánicas» (fig. 3.2). Comienza así:
Lema. Si un cuerpo se mueve de a a b en el mismo tiempo en que otro
se mueve de a a e y un tercer cuerpo se mueve partiendo de a con un movi
miento compuesto de estos dos, se moverá (completando el paralelogramo)
hasta d en el mismo tiempo, ya que esos movimientoslo llevarán respectiva
mente, el uno de a a e, y el otro de c a i , etc. [Newton, 1967-, vol. 1, p. >77.1
Esto lo lleva al siguiente principio: «En la descripción de una
línea mecánica cualquiera, se pueden hallar dos movimientos tales
que componen o forman el movimiento del punto que la describe;
dicho movimiento, hallándose por medio de ellos según el lema, su
determinación estará en una tangente a la línea mecánica». Ha co
menzado con la regla del paralelogramo para las velocidades en los
movimientos físicos (incluida anteriormente en el Waste Book, en
enero de 1665), para proceder luego a generalizar dicha regla, en
lo que D. T. Whiteside ha llamado «un complejo de notas tempra
nas sobre movimiento y fuerza», donde lo vemos escribir: «Si dos
cuerpos se mueven uniformemente en el mismo plano, su centro de
movimiento describirá una línea recta... Hacen lo mismo en planos
diversos» (Newton, 1967-, vol. 1, p. 377, n. 2; véase también
el vol. 4, pp. 270-273). Usando luego estos principios del movi
miento en un sentido puramente matemático, se dirige a las curvas
* W aste Book («Cuaderno desaprovechado»), nombre que daba Newton a
una libreta que heredó de su padrastro casi sin usar (de ahí el nombre). Des
tinada por éste a anotaciones teológicas, recibió mejor uso de Newton, conte
niendo sus primeros pasos en el desarrollo del cálculo y la dinámica. (N ota
del traductor.)
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 77
«mecánicas» y procede además a considerar movimientos que gene
ran una «hélice» (una espiral de Árquímedes), una «trocoide» acor
tada (una cicloide general) y una cuadratiz. Se hacen luego aplica
ciones a la elipse, la hipérbola y la parábola: «Las tangentes de líneas
geométricas se pueden hallar mediante sus descripciones de la mis
ma manera» (Newton, 1967-, vol. 1, p. 380, escolio).
El programa newtoniano consistente en resolver problemas geo
métricos mediante la aplicación de principios de movimiento uni
forme (inercia!) y de la ley del paralelogramo para la combinación
de movimientos vectoriales sugiere la existencia en su mente de
un íntimo nexo entre sus exploraciones físicas y matemáticas (co
menzando con principios e incluso ejemplos cartesianos y terminando
con el método de fluxiones aplicado a «movimientos límite» en re
lación con problemas generales de tangentes y curvatura) (Newton,
1967-, vol. 1, pp. 369 y ss.).
b d
Además, no sólo empleaba la ley del paralelogramo y el principio
del movimiento uniforme, hada la misma época aproximadamente, en
un sentido matemático en opúsculos de matemáticas puras y en
sentido físico en opúsculos sobre la física del movimiento, sino que
dichos opúsculos son también físicamente similares, habiendo sido
escritos en las páginas de uno y el mismo cuaderno de notas, el
Waste Book E s más, creo que en las consideradones puramente
matemáticas de Newton acerca de los movimientos de un punto en
una elipse u otra sección cónica, se puede ver la preparadón inicial
de su mente creadora para enfrentarse con los movimientos de pla
netas y cometas en elipses y parábolas, cosa que tendrá lugar unos
veinte años más tarde en los Prittápia; transidón, no obstante, que
distaba de ser obvia en aquella época, entrañando un paso de un
marco conceptual geométrico a las condidones de la dinámica física.
78 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
El lector que no haya estudiado nunca los escritos matemáticos
de Newton no puede hacerse una idea de su uso de una imaginería
cuasi física del movimiento en su presentación del método de flu
xiones. Por ejemplo, en su Tratado del método de fluxiones y de
las series infinitas [Treatise of tbe Method of Fluxions and Infinite
Series] , observa que «todas las dificultades» se pueden «reducir a
estos dos únicos problemas que voy a proponer, relativos al espacio
descrito por un movimiento local con cualquier aceleración o de
celeración»:
I. Dada continuamente (es decir, para todos los tiempos) la longitud del
espacio descrito, hallar la velocidad del movimiento en cualquier tiempo pro
puesto.
II . Dada continuamente la velocidad del movimiento, hallar la longitud
del espacio descrito en cualquier tiempo propuesto12.
Newton propone como ejemplo la ecuación x2 = y, donde *y de
signa la longitud del espacio descrito en un tiempo cualquiera que
se mide por un segundo espacio x a medida que aumenta con velo
cidad uniforme». Así, 2xx (la primera fluxión o derivada respecto
al tiempo de x2) habrá de «designar la velocidad [y] con la que se
procede a describir el espacio y en el mismo instante temporal».
Con otras palabras, Newton procederá a «considerar las magnitudes
como si fuesen generadas por incrementos continuos, a la manera
de un espacio descrito por un objeto móvil en su curso». Newton
llegó a utilizar las letras a, b, c ... para las constantes de las ecua
ciones (magnitudes que «han de tomarse como conocidas y deter
minadas») y v, x, y, z para las variables («magnitudes que considero
como perceptible aunque indefinidamente crecientes a partir de
otras»). Estas últimas reciben el nombre de «fluyentes» (fluentes),
y «las velocidades con que fluye cada una de ellas, aumentando por
su movimiento generador» se denominan «fluxiones» (fluxiones);
así pues, señala, «para la velocidad de la magnitud v escribiré v ...» u.
Este es el lenguaje de la física del movimiento que utiliza Newton
para desarrollar las matemáticas del movimiento en análisis puro.
Un ejemplo extraído del artículo sobre las fluxiones del Lexicón
technicum (1704) de John Harris ilustra la solución newtoniana
de los problemas por el movimiento. Se pide demostrar que la
fluxión de xy es xy + xy. En primer lugar, supóngase que «xy = un
rectángulo cualquiera hecho o desarrollado por un movimiento per
petuo en fluxiones de uno de ambos lados, x o y, a lo largo del
otro». Las fluxiones de los lados son x e y, mediante las que «en
tendemos la velocidad con que cada uno de ambos lados se mueve
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 79
para formar el rectángulo». La prueba se desarrolla a continuación
del modo familiar14.
Repárese en que Newton, en su Tratado de fluxiones, no se refiere
a un movimiento abstracto en un sentido aristotélico general, sino
al «movimiento local» o «locomoción», una transición temporal de
un punto a otro del espacio. No obstante, ha de tratarse de un mo
vimiento en el espacio geométrico, más bien que en el espacio
físico, que es aquél para el cual los escolásticos tardíos dedicados
a la física matemática habían desarrollado conceptos y leyes del
movimiento uniforme y acelerado («diforme»). Como ha señalado
D. T . Whiteside, Newton seguía hasta cierto punto a Isaac Barrow,
cuyas Lectiones geometricae (1670) se publicaron escasas semanas
antes de que Newton comenzase a redactar la parte del Tratado
de fluxiones en la que se introducen los conceptos de movimiento.
Según Whiteside, Barrow «trata con cierta extensión del movimien
to 'local’ de magnitudes ‘crecientes’ y 'decrecientes' y su 'flujo’ en
el tiempo» (Newton, 1967-, vol. 3, p. 71, n. 80). No deseo entrar
ahora en el problema de la deuda de Newton con Barrow por lo
que respecta a los conceptos del cálculo fluxional, conformándome
con señalar que tanto uno como otro utilizaban conceptos y prin
cipios que se originaran en el estudio del movimiento físico en un
sentido matemático, esencialmente alejado de sus fuentes físicas.
Si Newton concebía de este modo las fluxiones y límites en
términos de un movimiento local matemático, no tiene que sorpren
demos que haya desarrollado un poderoso instrumento para el aná
lisis del movimiento local en sentido físico por medio de las mate
máticas que recurrían al método de límites, a la manera de los Prin
cipia. Muchos años más tarde, en torno a 1714, en un borrador de
su recensión anónima del Commercium epistolicum (Londres, 1712),
donde se afirma la prioridad de Newton en el descubrimientodel
cálculo, Newton subrayó una vez más que los conceptos matemáti
cos similares a los utilizados en la física del movimiento eran fun
damentales en su propia versión del cálculo u. «Considero el tiempo»,
escribía, «como fluyendo o incrementando con un flujo continuo,
y otras magnitudes como incrementando continuamente en el tiem
po, y de la fluxión del tiempo tomo el nombre de fluxiones para
las velocidades con las que todas las demás magnitudes aumentan».
Su método consistía en «exponer el tiempo mediante cualquier mag
nitud que fluya uniformemente» y, de un modo que nos recuerda
a Galileo, decía que su «método se deriva inmediatamente de la
propia naturaleza» (Newton. 1967-, vol. 3, p. 17).
En una introducción a una versión inglesa del Metbodus fluxio-
num de Newton, el traductor (John Colson) explicaba pormenori-
80 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
zadamente las conexiones existentes entre la física del movimiento
(mecánica racional) y las matemáticas de Newton:
£1 principio fundamental con el que se construye aquí el método de flu
xiones es este principio simplicísimo tomado de la mecánica racional, y que
dice que la magnitud matemática, la extensión en particular, puede concebirse
como generada por el movimiento local continuo, y que todas las magnitudes,
cualesquiera que sean, pueden concebirse, al menos por analogía y acomodación,
como generadas de manera semejante. Consiguientemente, tiene que haber
velocidades comparativas de aumento y disminución durante dichas generaciones,
cuyas relaciones sean fijas y determinables, por lo que se puede pedir (como
problema) que se hallen. [Newton, 1736, p. n .]
Veremos más adelante (S 4.4) que sólo si se reconoce la naturaleza
matemática del tiempo en la física matemática de Newton, podremos
comprender uno de los aspectos importantes de los Principia, como
es la relación entre el movimiento bajo la acción individual de fuer
zas discretas y el movimiento producido por una fuerza que actúe
continuamente.
Esta íntima conexión entre las matemáticas puras y la física del
movimiento es, según pienso, un aspecto característico de los Prin
cipia de Newton, por el cual ciertos aspectos de la filosofía natural
se reducen a principios matemáticos, desarrollándose luego como
ejercicios matemáticos, para aplicarse de nuevo finalmente a proble
mas físicos. El tema fundamental de los Principia es la dinámica
celeste y terrestre: la física del movimiento “ , o el movimiento de
los cuerpos bajo la acción de diversos tipos de fuerzas y diferentes
condiciones de impedimentos y resistencia. El método matemático
es fluxional17, usando infinitesimales que tienden a cero, siendo un
rasgo característico la aplicación de procesos de paso al límite a
condiciones geométricas y a proporciones (o ecuaciones) que obede
cen a la representación de dichas condiciones. De ahí que la natu
raleza cuasi física de las matemáticas newtonianas se adecuase espe
cialmente a la solución de los problemas a los que se enfrentó en
los Principia. Con todo, por más que esta mezcla de unas matemá
ticas puras derivadas o relacionadas con el movimiento y los pro
blemas físicos del movimiento puedan haber llevado a Newton a
la consecución de resultados inauditos de asombrosa fecundidad,
este mismo aspecto de su obra ha provocado una gran confusión
entre sus comentadores e intérpretes desde el momento mismo de
su creación. (Véase S 3.6.) En concreto, no eran siempre conscientes
de cuándo Newton hablaba en el terreno de las matemáticas y cuán
do en el de la física. Otras veces, quizá suponían que se trataba de
una distinción que no entrañaba diferencia alguna, por lo que no
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 81
se molestaban en indagar si Newton, el matemático, pretendía (en
los Principia) que se le entendiese siempre como físico “ . Como
se verá más adelante, un aspecto fundamental del método newto-
niano en los Principia (y tal vez en otros aspectos de su trabajo
en ciencias exactas) era su separación intuitiva de estos dos niveles
del discurso, utilizando en las ocasiones apropiadas sus resultados
matemáticos para iluminar el problema físico. El desdibujamiento
de las distinciones newtonianas, que ha producido una continua
malinterpretación del método de Newton y de sus propósitos, deriva
probablemente de leer ciertos escolios y secciones introductorias de
los Principia fuera del contexto de la física matemática en el que
están engastados y que pretendían ilum ina r w.
3.2. Las matemáticas y la realidad física en la ciencia
exacta de Newton
*
Una de las formulaciones más claras que haya hecho Newton
de su propia posición tuvo como ocasión una respuesta a una crítica
de Leibniz. Los detalles de dicha critica nos llevarían muy lejos,
y nos basta con señalar aquí que Newton sostenía que lo que su
crítico «dijo acerca de la filosofía es ajeno al problema y por con
siguiente seré muy breve». La base del desacuerdo de Newton con
Leibniz por lo que respecta a la «filosofía» (i. e., la filosofía natu
ral) era triple. En primer lugar, «E l [Leibniz] niega las conclusiones
sin señalar el fallo de las premisas». En segundo lugar, «Sus argu
mentos en contra de mí se basan en hipótesis metafísicas y preca
rias, por lo que no me afectan, dado que yo me ocupo únicamente
de filosofía experimental». En tercer lugar, «El cambia el signifi
cado de las palabras Milagros y Cualidades ocultas, de manera que
pueda usarlas en contra de la gravitación universal...» Al escribir
esta última frase había empleado originalmente las palabras «en
contra de mí», lo que muestra hasta qué punto se había identificado
con el fruto conceptual de su intelecto'.
Como Newon señalaba una y otra vez, existía una diferencia
filosófica fundamental entre él y Leibniz. Para la filosofía de New
ton, negar la gravitación universal sería legítimo tan sólo acudiendo
a los argumentos esgrimidos por él y retrotrayéndose a las premisas
de dichos argumentos, que eran una combinación de descubrimien
tos empíricos, desarrollos matemáticos y lógica. No bastaba con
limitarse a decir que la idea de gravitación universal no es filosófi
camente aceptable. De este modo, para comprender los fundamentos
de la ciencia exacta newtoniana (esto es, de la ciencia exacta de los
82 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
Principia) y los principales aspectos de la revolución científica new-
toniana, es preciso contemplar cuáles fueron de hecho los pasos me
diante los cuales Newton llegó a la gravitación universal. Al hacerlo,
veremos por qué sostenía Newton que existe una diferencia pro
funda entre las «hipótesis metafísicas y precarias» y la «filosofía
experimental». Finalmente, Newton estaba particularmente intere
sado en los «Milagros y Cualidades ocultas». Negaba tajantemente
la importancia de los «Milagros» para su filosofía natural, en el
sentido de la suspensión de las leyes ordinarias de la naturaleza,
negando asimismo haber reintroducido en la ciencia las «Cualidades
ocultas» de la filosofía aristotélico-escolástica tardía. La propia gra
vedad no era «Oculta», aunque lo fuese su causa, en el sentido de
que todavía se nos escapaba2.
Los éxitos espectaculares de Newton a la hora de producir una
explicación unificada de los acontecimientos celestes y de nuestra
tierra, así como a la hora de mostrar de qué modo fenómenos tan
diversos como el flujo y reflujo de las mareas y la irregularidad
del movimiento lunar podrían derivarse de un único principio de
gravitación universal, llamaron la atención sobre su manera de pro
ceder, esa mezcla peculiar de razonamiento imaginativo más el uso
de técnicas matemáticas aplicadas a los datos empíricos que he dado
en llamar el estilo newtoniano. Su característica esencial consiste
en partir (fase uno) de un conjunto de supuestas entidades y condi
ciones físicas que resultan más simples que las de la naturaleza y
que se pueden transferir del mundo de la naturaleza físicaal dominio
de las matemáticas. Un ejemplo de ello sería la reducción de los
problemas del movimiento planetario a un sistema de un cuerpo2,
un cuerpo aislado moviéndose en un campo con una fuerza central,
a fin de pasar luego a tomar en consideración una masa puntual
en vez de un cuerpo físico, suponiendo que se mueve en un espacio
matemático y en un tiempo matemático. Con este constructo, New
ton no sólo ha simplificado e idealizado un sistema que se encuentra
en la naturaleza, sino que ha concebido imaginativamente un siste
ma matemático que resulta paralelo o análogo al sistema natural.
En la medida en que las condiciones físicas del sistema se tornen
en reglas o proposiciones matemáticas, sus consecuencias se pueden
deducir mediante la aplicación de técnicas matemáticas.
Dado que el sistema matemático (para utilizar una expresión
de Newton en otro contexto) duplica el sistema físico idealizado,
las reglas o proporciones derivadas matemáticamente en uno de ellos
se podrán transferir al otro, comparándose y contrastándose con los
datos de experimentos y observaciones (así como con leyes, reglas
y proporciones experienciales extraídas de dichos datos). Esto cons-
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 83
tituye la segunda fase. Por ejemplo, en los Principia (proposicio
nes 1 y 2 del libro primero), se muestra que la condición de una
masa puntual moviéndose con una componente inicial de movimiento
inercial en un campo con una fuerza central es condición necesaria
y suficiente de la ley de áreas, que se ha visto que es una relación
fenomenológicamente verificable del mundo externo astronómico.
La comparación y contraste con la realidad de la naturaleza ex
periencia! (esto es, con las leyes, reglas y sistemas basados en ob
servaciones y experimentos) exige usualmente una modificación de
la fase uno original. Ello lleva a ulteriores deducciones y, una vez
más, a nuevas comparaciones y contrastes con la naturaleza, en una
nueva fase segunda. De este modo, se da una alternancia de fases
una y dos que conduce a sistemas de progresiva complejidad y a un
aumento de la verosimilitud respecto a la naturaleza. Es decir, Newton
añade progresivamente más entidades, conceptos o condiciones al
sistema imaginativamente construido, a fin de hacer más conformes
con el mundo de la experiencia sea sus consecuencias matemática
mente deducidas o las condiciones establecidas. En el ejemplo que
nos ocupa, el primero de estos pasos adicionales consiste en intro
ducir las otras leyes keplerianas del movimiento planetario. La ter
cera ley, aplicada al movimiento circular uniforme en combinación
con la regla newtoniana (de Huygens) para la fuerza centrípeta (cen
trífuga), produce la ley del inverso del cuadrado para la fuerza. Se
muestra a continuación que una órbita elíptica exige una ley inversa
del cuadrado, cosa que también ocurre con una órbita parabólica
o hiperbólica.
En el siguiente estadio de complejidad o generalidad, Newton
añade al sistema un segundo cuerpo o masa puntual, ya que (como
dice Newton al comienzo de la sección 11 del libro primero de los
Principia) las atracciones no se ejercen hacia un punto espacial, sino
«hacia los cuerpos», en cuyo caso las acciones de cada uno de los
cuerpos sobre el otro son siempre iguales en magnitud, aunque de
direcciones opuestas. Hay aún otras condiciones adicionales que in
cluyen la introducción de cuerpos con tamaños finitos y formas defi
nidas, así como de un sistema de cuerpos interactuantes. (Está tam
bién el problema de si los cuerpos se mueven a través de medios
con alguna ley específica de resistencia.)
Para Newton existe aún una fase final del proceso, cuando el
sistema y sus condiciones ya no se limitan simplemente a representar
Iii naturaleza simplificada e idealizada o un constructo matemático
Imaginario, sino que parece conformarse (o al menos duplicar) las
realidades del mundo exterior. Entonces es posible, como en el libro
tres de los Principia, aplicar el agregado de principios matemáticos
84 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
a la filosofía natural, a fin de elaborar el sistema newtoniano del
mundo. Esta es la fase final número tres del estilo newtoniano, la
coronación de su obra, que muestra la variedad de fenómenos natu
rales que se pueden atribuir a la acción de la gravitación universal.
Tan sólo tras este estadio, y no antes, cedería el propio Newton •
a las exigencias de investigar la naturaleza, la causa o el modo de
operación de aquellas fuerzas que había empleado para dar cuenta
de los movimientos de los cuerpos terrestres, los planetas, sus lunas,
nuestra Luna, los cometas, las mareas y muchos otros fenómenos
diversos. Con todo, esta investigación adicional, que es una especie
de secuela de la fase tercera, sobrepasaba los requisitos del estilo
newtoniano, al menos en lo que atañe a los Principia. Incluso en
el escolio general con que se cierran las últimas «liciones de los
Principia, insistía Newton en que su dinámica gravitatoria y su
sistema del mundo podría aceptarse aun cuando nada hubiera dicho
acerca de la causa de la gravedad. Pero, con todo, expresó su con
vicción personal de que la gravedad «existe realmente».
Una de las características del estilo newtoniano es que son las
matemáticas y no una serie de experimentos las que llevan al más
profundo conocimiento del universo y sus acciones. Naturalmente,
los datos de los experimentos y observaciones se emplean a fin de
determinar las condiciones iniciales de la investigación, los aspectos
que suministran los principios matemáticos que se aplican a la filo
sofía natural, siendo también consciente Newton de que el éxito
de una filosofía natural determinada (o del sistema del mundo) debe
descansar en última instancia en la precisión o validez de los datos
empíricos a partir de los que se construyó. Además, la prueba del
resultado final consistía necesariamente en el grado y en la medida
en que era capaz de predecir y retrodecir los fenómenos observados
o las «reglas» fenomenológicamente determinadas (como las leyes
de Kepler). Aun así, en algunas ocasiones importantes, Newton
parece haber dado prioridad a la exactitud del sistema matemático
frente al carácter grosero de la ley empírica. En el caso de las leyes
de Kepler, la razón de ello es que, según el análisis de Newton,
muestran ser exactas únicamente en una situación muy restringida,
limitándose tan sólo a ser fenomenológicamente «verdaderas» (esto
es, son «verdaderas» tan sólo dentro de ciertos límites convencio
nalmente aceptables de precisión observacional) respecto al mundo
real tal como lo muestra la experiencia. De ahí que el sistema del
mundo newtoniano, aun cuando Newton diga de él (en las últimas
ediciones de los Principia) que se basa en los «fenómenos», de
hecho se basa también hasta cierto punto en verdades de sistemas
matemáticos o idealizaciones de la naturaleza que se consideran como
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 83
equivalentes aproximados, pero no idénticos, a las condiciones del
mundo externo.
£1 sistema físico simplificado (y su análogo matemático, que
Newton desarrolla al comienzo de los Principia) da lugar a las tres
leyes de Kepler, sirviendo de hecho para explicarlas, al mostrar el
significado físico de cada una de ellas por separado. En resumidas
cuentas, este sistema o constructo no es un producto ficticio de la
imaginación libre, ni una ficción puramente arbitraria o hipotética
creada por la mente4, sino que se relaciona estrechamente con el
mundo real de Copérnico y Kepler, tal como nos lo presentan los
fenómenos y las leyes en ellos basadas. Al saborear por vez primera
la victoria, justamente antes de escribir los Principia y una vez ter
minado el análiss de su sistema, el propio Newton pensaba que
era algo más que un constructo imaginario. Como veremos más aba
jo, en una primera versión expresó su creencia en que había expli
cado al fin plenay exactamente cómo opera la naturaleza en el
funcionamiento del sistema solar. Mas no duró mucho la ilusión,
ya que se hizo patente casi al instante que el constructo que había
estado estudiando no se acomodaba al mundo real. De este modo,
poco a poco, lo fue adornando con más y más propiedades capaces
de aproximarlo progresivamente al mundo de la realidad. En el
transcurso de estas transformaciones de su constructo, Newton se
vio conducido paulatinamente a la idea de una fuerza gravitatoria
mutua, idea que resulta tanto más conspicua cuanto que estaba
ausente de sus primeras consideraciones. Como resultado de ello,
es posible asignar una fecha límite precisa al primer paso dado hada
esta gran idea: no fue antes del mes de didembre de 1684 s.
Las ventajas del método newtoniano, tal como lo he bosquejado,
son múltiples. Ante todo, al hacer que al comienzo el constructo
sea sencillo, Newton se libra de las complicadones de estudiar la
naturaleza misma. Parte de una visión idealizada de la naturaleza,
en la cual se cumplen exactamente ciertas leyes descriptivas de las
posiciones y velocidades observadas (las leyes planetarias de Ke
pler). Luego, basándose en las leyes y prindpios que subyacen a
tales leyes descriptivas, Newton procede a formular nuevos cons-
tructos, así como lejfes y prindpios subyacentes más generales, lle
gando finalmente a la ley de la gravitadón universal en un sistema
nuevo, en el que las tres leyes planetarias originales, tal como las
había enunciado Kepler, son estrictamente hablando falsas (véa
se S 5.8).
¿Acaso el último sistema de Newton sigue siendo un constructo
imaginario? ¿O acaso es ahora tan congruente con la realidad que
sus leyes y prindpios son las leyes y prindpios del universo? Newton
86 La revolución nevrtoniana y el estilo de Newton
do nos dice qué es lo que piensa al respecto, aunque podemos ima
ginar cuál es su postura. Su primer constructo, en el que son válidas
las leyes de Kepler, resultaba ser un sistema de un cuerpo; era
básicamente una única partícula con masa moviéndose bajo la acción
de una fuerza dirigida hacia un centro fijo6. A continuación, amplió .
y modificó los resultados verdaderos en el sistema de un cuerpo, a
fin de que pudiesen aplicarse también a un sistema de dos cuerpos,
en el que cada uno de ambos cuerpos actuase a su vez sobre el otro
con la misma fuerza inversa del cuadrado que actúa sobre un solo
cuerpo en el sistema anterior. Luego se introducen muchos cuerpos,
cada uno de los cuales actúa sobre todos los demás con una fuerza
inversa del cuadrado; y finalmente, los cuerpos poseen dimensiones
físicas y formas determinadas, sin limitarse a ser meras masas pun
tuales o partículas. Se demuestra que la fuerza es como la gravedad
y que actúa mutuamente entre los cuerpos, viéndose luego que es
una fuerza universal proporcional al producto de las masas. De este
modo, Newton extiende su constructo de una masa puntual a dos
y luego a muchas, y de partículas o masas puntuales a cuerpos físi
cos. Puesto que no hay más cuerpos que añadir, creo que habría
aducido que el sistema era completo. Se podrían imaginar y añadir
al sistema ulteriores complicaciones físicas o condiciones matemá
ticas, como serían, por ejemplo, cuerpos de tamaño macroscópico
con masa negativa, o cuerpos que pudiesen interactuar con otros
mediante fuerzas gravitatorias tanto negativas (repulsiones) como
positivas (atracciones), tal como ocurre con los fenómenos eléctricos
y magnéticos. Sin embargo, teniendo en cuenta las observaciones
acumuladas durante muchos siglos, tales condiciones habrían sido
descartadas por su carácter altamente improbable, cuando no sim
plemente imposible7. Naturalmente, puesto que Newton fue incapaz
de dar una solución general al problema de los tres cuerpos que
gravitan entre sí, se darían complicaciones imprevisibles de un sis
tema de muchos cuerpos. Pero podemos conjeturar que estas con
diciones especulativas no le preocupaban demasiado. Había dado
con el sistema del mundo.
Además, el sistema final parecería ciertamente haber superado
la condición de un mero constructo imaginario, por cuanto sus
resultados coincidían con muchos tipos diferentes de observaciones.
La teoría newtoniana podría explicar no sólo por qué caen todos
los cuerpos con la misma aceleración en un lugar dado de la tierra,
sino también el hecho observado de que la aceleración varía de
cierta manera definida con la latitud (tal y como muestra la varia
ción concomitante del período de un péndulo simple que oscila
libremente) y otros factores. La teoría de la gravitación podría ex
3. La revolución nevrtoniana y el estilo de Newtoo 87
plicar también las mareas 8 y muchas características del movimiento
de la luna, pudiendo incluso predecir la forma oblonga de la tierra
a partir de los hechos conocidos de la precesión. La diversidad y
exactitud de las predicciones y retrodicciones verificables de la expe
riencia suministraban todo tipo de razones para creer que el sistema
newtoniano del mundo, expuesto en el tercer libro de los Principia
y desarrollado y ampliado por otros, era sin duda el verdadero
sistema del mundo. Y por tal se tuvo durante más de doscientos
años ’ .
Hasta el descubrimiento de la teoría de la relatividad de Einstein
no se dio con una condición límite general de dicho sistema " . Du
rante tan largo período apareció un importante fallo no resuelto por
lo que respecta a la predicción o retrodicción de los datos experi
mentales de nuestro universo en el caso del avance del perihelio
de Mercurio, producido por una lentísima rotación de la órbita
del planeta. Este fallo del sistema newtoniano desarrollado es
pequeño y exige siglo y medio para acumular una discrepancia
de un único grado de arco (lo que permite calibrar el tremendo
aumento de la precisión de la astronomía de posición desde la época
de Newton). Con todo, este avance anual inexplicado o anómalo re
presenta una cantidad grande, por cuanto que «altera el cálculo de la
posición de Mercurio en el tránsito en más de un diámetro planeta
rio, lo que representa una magnitud imposible de ignorar» (Russell,
Dugan y Stewart, 1926, p. 306).
Dado que se vio que el sistema final conseguido por Newton
funcionaba tan bien, ya no tuvo que considerarse como un constructo
imaginario. Según una declaración de Newton, la gravitación uni
versal «existe realmente», sirviendo para dar cuenta de un amplio
rango de fenómenos en una escala y hasta un punto nunca antes
logrado en las ciencias exactas. En este sentido, Newton tenía todas
las razones para pensar que había dilucidado el sistema del mundo
y no tan sólo un constructo imaginario capaz de satisfacer las ne
cesidades de cómputo, ingeniado para «salvar los fenómenos» (véase
Duhem, 1969). Como él mismo decía en el escolio general, hay tres
condiciones de la gravedad que son suficientes, que bastan en filo
sofía natural (o experimental). El primer lugar, es suficiente («Satis
cst») «que la gravedad exista realmente»; en segundo lugar, que la
pravedad «actúe según las leyes que hemos propuesto»; en tercer
lugar, que la gravedad «baste para explicar todos los movimientos
de los cuerpos celestes y de nuestro mar». Se le plantearon entonces
a Newton dos tipos completamente diversos de interrogantes. Los
primeros eran técnicos y consistían en elaborar, como él decía, los
«detalles» de la mecánica gravitatoria celeste, obteniendo consi
88 La revolución newtoniana y el estilo de New ton
guientemente mejores resultados para problemas como el movimiento
de la luna. Ese campo de actividad puede considerarse como el per
feccionamiento de los Principia en un plano «operativo» u. El se
gundo tipo de interrogantes eran de una índole completamente
distinta, como es explicar la gravedad y su modo de acción o _
asignar «una causa a la gravedad». Con todo, sus críticos procedieron
de manera totalmente opuesta, comenzando por el enfadoso pro
blema de cómo una fuerzadel tipo de la gravitación universal pro
puesta por Newton podía existir y actuar de acuerdo con las leyes
newtonianas, no aceptando por consiguiente los resultados formales
de los Principia en tanto en cuanto no encontrasen satisfactoria su
base conceptual. En otras palabras, dichos críticos no deseaban acep
tar el modo de proceder del estilo newtoniano.
3.3. E l uso newtoniano de sistemas imaginarios y constructos
matemáticos en los Principia
El enfoque newtoniano de la dinámica celeste se basaba en las
ideas de la «filosofía mecánica» (materia y movimiento) más la muy
significativa idea adicional de fuerza. En la ciencia newtoniana, la
«fuerza» podría actuar de dos modos diversos fundamentales, o ins
tantáneamente o continuamente. Uno de ellos es la acción de un
cuerpo cuando se ve golpeado o se encuentra con otro que altera
su estado de reposo o movimiento por impacto. Se trata de la situa
ción familiar que se observa en los casos de las pelotas de tenis
golpeadas por las raquetas, de las bolas de billar que o bien chocan
con otras bolas o reciben un golpe de taco, o de las bolas de billar
que alteran su movimiento tras rebotar en la banda. En estos ejem
plos, la causa del movimiento (el golpe o impacto) es claramente
discemible en el momento del contacto. Más adelante veremos que
esta situación se halla recogida en el enunciado fundamental de la
segunda ley del movimiento de los Principia, según la cual el cambio
de lo que Newton denomina «cantidad de movimiento» (que se mide
por el producto de la masa y la velocidad) es proporcional a la
fuerza impulsiva. El segundo modo de acción de las fuerzas se
puede ilustrar con el movimiento de los planetas. En este caso no
hay ningún golpe visible, no hay impacto, por más que en todo
instante deba de haber un fuerza en acción, de acuerdo con la pri
mera ley o principio de inercia. Dado que se trata de una fuerza
que actúa continuamente, tal como muestra el cambio continuo de
la «cantidad de movimiento», hay una ley distinta para este tipo
de fuerzas: el cambio en la «cantidad de movimiento» newtoniano
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 89
(o momento) en un tiempo dado es proporcional a la fuerza o, dicho
con mayor propiedad, la tasa de cambio de la «cantidad de movi
miento» es proporcional a la fuerza l.
En la época de Newton, la discusión fundamental en torno a la
ciencia de los Principia no versaba sobre cuestiones técnicas del
tipo de si la ley de inercia implica que todo movimiento curvilíneo
(como ocurre con los planetas) exige una fuerza constante, o incluso
de si la fuerza planetaria debe disminuir con el cuadrado de la dis
tancia2. El desacuerdo con el sistema newtoniano, e incluso su re
chazo, se basaba en una genuina preocupación acerca de si un cuerpo
podía real y verdaderamente «atraer» a otro cuerpo a través de
inmensas distancias de varios cientos de millones de millas. Antes
incluso de la publicación de los Principia, Huygens expresó su des
agrado acerca de este mismo problema en una carta a Fatio de
Duillier (11 de julio de 1687), diciendo que esperaba que Newton
no «nos regale con suposiciones como la de la atracción» (Huygens,
1888-1950, vol. 9, p. 190; cf. Koyré, 1965, p. 116).
Las primeras críticas esgrimidas en el continente contra la física
newtoniana (las de Huygens, Leibniz, Fontenelle y un recensionista
anónimo en el Journal des Sçavans) giran todas ellas en tomo a
una cuestión metafísica, sin detenerse realmente en el tema de la
física, de la mecánica racional (dinámica) o de lo mecánica celeste.
Este problema metafísico era el de si se puede admitir en el dominio
de la ciencia algo que no sea materia y movimiento. En concreto, el
problema es si es posible aceptar la atracción, una fuerza que hace
que los cuerpos actúen mutuamente unos sobre otros «a distancia»,
una distancia que puede ser de cientos de millones de millas. Los
newtonianos posteriores señalarían los fenómenos de la electricidad
y del magnetismo al defender la existencia de una fuerza universal
de atracción 3. No es que afirmasen que la gravedad fuese en esencia
análoga a la electricidad y el magnetismo, ya que la gravedad difiere
de éstas por lo que respecta a su universalidad y a que nunca se
manifiesta repulsivamente, sino que señalaban que las fuerzas eléc
tricas y magnéticas eran «reales», tal y como se puede ver por su
evidente capacidad para actuar a distancia sobre los cuerpos. De
este modo, argumentaban, si en la naturaleza existen fuerzas atrac-
tivas, ¿por qué no había de existir la gravitación universal? Con
todo, en los Principia no se utiliza semejante argumento.
Como Newton señala sin ambigüedad alguna, los libros primero
y segundo de los Principia son fundamentalmente matemáticos y no
físicos. Es decir, contienen «principios que no son filosóficos, sino
estrictamente matemáticos». Con todo, son «principios... en los que
se puede basar la filosofía natural», son «leyes y condiciones de los
90 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
movimientos y fuerzas que se relacionan muy especialmente con la
filosofía». Consciente de que tales «principios» podrían resultar
«áridos» a sus lectores, Newton «los ejemplificó mediante algunos
escolios filosóficos, abordando temas de carácter general que parecen
ser los fundamentos básicos de la filosofía, tales como la densidad
y resistencia de los cuerpos, los espacios vacíos de cuerpos y el
movimiento de la luz y del sonido» (Principia, libro tercero, in
troducción).
El libro primero se abre con una sección 1 sobre la teoría de
límites4 que es puramente matemáticas. La sección 2 se ocupa de
las fuerzas centrípetas que actúan sobre masas puntuales, y la sec
ción 3, de los movimientos en secciones cónicas. Aunque estas sec
ciones son también puramente matemáticas6, se orientan claramente
a su utilización en la filosofía natural, ya que tratan de temas físicos
(o astronómicos) como la ley de áreas, el movimiento en órbitas
elípticas, etc. En la proposición 3 (en las ediciones segunda y ter
cera), que trata de un cuerpo que se mueve en una órbita en torno
a otro cuerpo que está a su vez en movimiento, Newton denomina
respectivamente a tales cuerpos L y T, por lo que el lector no puede
evitar imaginarse inmediatamente a la Luna moviéndose en su órbita
en torno a la Tierra en movimiento. Asimismo, en la proposición 4,
que versa sobre las fuerzas centrípetas en el movimiento circular
uniforme, Newton (en un escolio filosófico) señala que el corolario 6
(«Si los tiempos periódicos son como la potencia 3 /2 de los radios...
las fuerzas centrípetas serán inversamente como los cuadrados de
los radios y a la inversa») se aplica al movimiento de los «cuerpos
celestes», tal y como Wren, Hooke y Halley han observado cada
uno por su parte. De acuerdo con ello, se propone «tratar más por
extenso de estas cuestiones relativas a las fuerzas centrípetas que
decrecen como los cuadrados de las distancias a los centros». Esta
afirmación no implica en absoluto que se vaya a abstener de estu
diar cuestiones desprovistas de una aplicación inmediata a la física,
ya que, por más que su objetivo sea claramente la proposición 11,
sobre el movimiento en una elipse con una fuerza dirigida a uno
de sus focos, estudia primero los cuerpos que giran en la circunfe
rencia de un círculo con una «fuerza centrípeta que tiende hacia
cualquier punto dado» (en la primera edición se leía: que tiende a
un punto dado de la circunferencia»), ocupándose luego de los
cuerpos que giran en una elipse con una «fuerza centrípeta que
tiende hacia el centro de la elipse». Curiosamente, no hay ningún
escolio «filosófico» que acompañe a la demostración que hace
Newton de que el movimiento orbital en una elipse implica una
fuerza centrípeta dirigida hacia un foco que varía inversamente al
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 91
cuadrado de la distancia7. Para encontrar tal cosa, el lector habrá
de esperaral tercer libro «Sobre el sistema del mundo».
Un poco más adelante, en la sección 6, que se ocupa funda
mentalmente de los aspectos matemáticos del «problema de Kepler»,
Newton observa acerca de su solución que «la descripción de esta
curva resulta difícil» y consiguientemente propone «una solución
por aproximación [que] será preferible»8. Luego, al final de las
cuatro quintas partes de la sección 6, Newton dice que ha indicado
cómo obtener «una resolución analítica general al problema» de
hallar «el lugar de un cuerpo que se mueve en una trayectoria elíptica
dada en cualquier tiempo dado». Todo esto tenía fundamentalmente
un interés matemático más bien que práctico. Puesto que las solu
ciones no tienen ninguna utilidad real para la realización de cálculos
astronómicos, propone (en la segunda y tercera edición) aún otro
«cómputo particular que... está mejor adaptado a fines astronómi
cos», deconociendo de hecho el error que se deriva de su uso para
el movimiento orbital de Marte (donde «el error apenas excederá
un segundo»). Así pues, como es obvio, el interés fundamental de
esta sección es puramente matemático. El carácter matemático de
la sección siguiente se puede ver también por el hecho de que, tras
considerar las fuerzas centrípetas que varían con la distancia y aque
llas que varían inversamente «al cuadrado de la distancia de los
lugares al centro»’ , hay una generalización final relativa al movi
miento de los cuerpos suponiendo «una fuerza centrípeta de cual
quier tipo». En la posterior sección 8 (en la que Newton supone
la posibilidad de integrar, «supuesta la cuadratura de órbitas curvi
líneas» 10), aparece la proposición 41 que corona el trabajo anterior:
«Suponiendo una fuerza centrípeta de cualquier tipo, ...hallar las
trayectorias [i.e., las curvas] por las que se moverán los cuerpos,
así como los tiempos de sus movimientos por las trayectorias así
halladas». Se trata de un resultado matemático de gran generalidad
y potencia, en el que no se impone ninguna restricción sobre la
fuerza, que puede ser como cualquier función (no especificada) de
cualquier distancia n.
El carácter fundamentalmente matemático de las nueve primeras
secciones del libro primero es evidente por la ausencia general de
io que Newton ha denominado escolios «filosóficos», por más que
sea claro que Newton se dedique a producir proposiciones relativas
al movimiento de los cuerpos bajo una diversidad de condiciones
o restricciones de la fuerza, susceptibles de resultar útiles para los
problemas de la física del movimiento. En otras palabras, se ocupa
de las matemáticas de condiciones limitadas o arbitrarias y examina
las propiedades matemáticas de situaciones artificiales o constructos
92 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
imaginarios, sin estudiar la naturaleza tal como la muestran en toda
su complejidad los experimentos y observaciones. Sobre este extremo
no cabe duda alguna .
Así, por ejemplo, en la -sección 8 dice haber «considerado los
movimientos de los cuerpos en órbitas inmóviles», mientras que
en la sección 9 se ocupa de un sistema más complejo al que «añade»
ulteriores proposiciones «relativas a sus movimientos en órbitas que
giran en tomo a los centros de fuerza». Así pues, a medida que
Newton se aproxima a una situación como la que se da en el mundo
real, añade complicaciones que ponen de manifiesto que el conjunto
anterior de condiciones se hallaba tan simplificado como para cons
tituir por definición un constructo matemático más bien que la na
turaleza misma u.
Teniendo esto en cuenta, no debería hallarse ambigüedad alguna
en la tan malinterpretada introducción a la sección 11, sobre «El
movimiento de los cuerpos que tienden unos hacia otros por fuerzas
centrípetas». Newton comienza diciendo:
Hasta aquí he expuesto los movimientos de los cuerpos atraídos hacia un
centro inmóvil, por más que éste difícilmente pueda existir en el mundo real.
En efecto, por lo general las atracciones se dirigen hacia los cuerpos y, por la
tercera ley, las acciones de los cuerpos atrayentes y atraídos siempre son mutuas
e iguales, de tal modo que si hay dos cuerpos, ni el atraído ni el atrayente
pueden estar en reposo, sino que ambos (por el cuarto corolario de las leyes)
giran en tomo a un centro común, como si se tratase de una atracción mutua.
Y si hay más de dos cuerpos que o bien son atraídos por un solo cuerpo y lo
atraen a su vez, o bien todos se atraen mutuamente, dichos cuerpos deberán
moverse entre sí de tal modo que el centro común de gravedad o bien se
halle en reposo o bien se mueva uniformemente hacia adelante en línea recta.
Obsérvese la frase inicial de Newton, según la cual hasta ahora
se ha estado ocupando de una situación completamente artificial,
«quale tamen vix extat in rerum natura». Mas ¿qué pensar de que
los cuerpos sean «atraídos» o de la afirmación de que «por lo general
las atracciones se dirigen hacia los cuerpos»? ¿Acaso ello implica
que Newton dedica ahora su atención a la naturaleza física, en la
que cree ver atracciones y fuerzas que actúan a distancia?
Dejémoslo responder por sí mismo. Antes que nada, en lo que
resta del párrafo que acabamos de citar, dice:
Por esta razón, procedo ahora a explicar el movimiento de los cuerpos que
se atraen mutuamente, considerando a las fuerzas centrípetas como atraccio
nes, por más que, si utilizamos el lenguaje de la física, quizá deberían denomi
narse más propiamente impulsos. En efecto, aquí nos ocupamos de matemá
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 93
ticas y, por consiguiente, dejando de lado toda discusión relativa a la física,
recurrimos al lenguaje familiar para que nos comprendan m is fácilmente los
lectores matemáticos M.
¿Qué quiere decir en realidad esto? Ante todo, Newton quiere
que sepamos que se «ocupa de matemáticas», por lo que ha dejado
«de lado toda discusión relativa a la física». Está ahora introduciendo
el término «atracción» para lo que hasta entonces había estado lla
mando «fuerza centrípeta». En fin, se limita a «recurrir al lenguaje
familiar» para que lo «comprendan más fácilmente los lectores ma
temáticos». En las secciones anteriores, 1-10, se había ocupado del
problema de un único centro de fuerza, razón por la cual la expre
sión «fuerza centrípeta» resultaba apropiada. Pero ahora no sólo
tiene que haber todo un conjunto de fuerzas centrípetas, sino que
además cada una de ellas forma parte de un par de fuerzas mutuas
y opuestas. Dicho sea con brevedad, en un sistema de n cuerpos, no
hay n centros de fuerza, sino también n(n— 1) fuerzas dirigidas
hacia esos n centros. Esto es, cada uno de los cuerpos sería la fuente
de n— 1 fuerzas dirigidas hacia n— 1 centros. Estos centros hacia los
que se dirigen las n— 1 fuerzas ya no son meros centros de fuerza,
sino que son otros cuerpos. Bajo estas condiciones nuevas, en caso
de haber n(n— 1) fuerzas dirigidas hacia n cuerpos más bien que
hacia un único punto o centro, sería confundente seguir usando la
expresión «fuerza centrípeta». En este contexto Newton utiliza la
palabra «atracción» simplemente como generalización de «fuerza
centrípeta» para el caso de más de un único centro de fuerza. Newton
esperaba que su uso de la palabra ordinaria «atracción» fuese com
prendido por sus «lectores matemáticos», por lo que decía realmente
lo que quería decir. Esto es, estaba explorando las consecuencias de
su constructo matemático mediante la derivación de propiedades
matemáticas de un sistema de interacción de dos o más cuerpos,
propiedades de «fuerzas centrípetamente dirigidas e interactuantes»
que por razones de conveniencia denominaba «atracciones» ° . Sin
embargo, la palabra «atracción» es una palabra cargada, y sus impli
caciones físicas son tan evidentes para nosotros como para los con
temporáneos de Newton1*. Y sin embargo, resultaría difícil hallar
otra palabra que expresase tan bien la situación en el contexto ma
temático y que fuesecapaz de comunicar tan fácilmente las propie
dades de las imaginarias «fuerzas centrípetas dirigidas e interactuan
tes». Dado que Newton deseaba centrarse sobre las propiedades
matemáticas, no creía que fuese preciso validar el uso de la palabra
«atracción», tal como señala. En la cita anterior, incluso admite que,
La revolución newtoniana y el estilo de NewtonH
«de utilizar «el lenguaje de la física», dichas fuerzas «deberían deno
minarse más propiamente impulsos» 17.
La estructura lógica de los Principia lleva al lector a retrotraerse
de esta afirmación a la definición 8, en la que Newton discute la
fuerza centrípeta. Por respecto a las «atracciones e impulsos», dice,
«recurro a palabras tales como 'atracción’, 'impulso’ o intercambia- ‘
blemente e indiscriminadamente a cualesquiera palabras que aludan
a cualquier tipo de tendencia hacia un centro, considerando a dichas
fuerzas desde un punto de vista matemático y no físico». Es eviden
te, dicho con la terminología que he estado empleando, que Newton
se ocupa de un sistema imaginario, de un constructo matemático,
por lo que a continuación recomienda al lector « ...n o pensar que
con dichas palabras pretendo en absoluto definir el tipo o el modo
de acción, la causa o su razón física, o que atribuyó fuerzas, en un
sentido físico y real, a determinados centros (que no son más que
puntos matemáticos); esto es así en cualquier ocasión en la que hable
de los centros como si atrayesen o estuviesen dotados de poderes
atractivos» “ .
Este extremo se subraya de nuevo en el escolio con que termina
la sección 11. Una vez más insiste en que
Uso aquí la palabra atracción en un sentido general para referirme a cual
quier tendencia de los cuerpos a aproximarse unos a otros, ya sea <]ue esa
tendencia se produzca por la acción de los cuerpos ora para tender unos hacia
otros, ora para agitarse mutuamente por medio de la emisión de espíritus, ya
sea que se deba a la acción del éter, del aire o de un medio cualquiera, sea
corpóreo o incorpóreo, que impela unos hada otros a los cuerpos que flotan
en él. Uso la palabra impulso en el mismo sentido general, considerando en
este tratado no las especies de las fuerzas y sus cualidades físicas, sino sus
magnitudes y proporciones matemáticas, tal y como he explicado en las defini
ciones w.
Al emplear un lenguaje tan llano, Newton esperaba no ser malin-
terpretado, aunque la pura verdad es que sus críticos, desde sus
días hasta los nuestros, lo han malinterpretado. Tales críticos han
tendido a suponer que o bien Newton no quiso decir lo que dijo
o bien no dijo lo que quería decir.
La malinterpretación de las manifiestas intenciones de Newton
se debe quizá al hecho de que los Principia se leen normalmente a
trozos y no todos seguidos a capite ad calcem. En el libro tercero
se da una transición de los sistemas matemáticos a la realidad del
sistema del mundo. Ya que los resultados que ha obtenido de las
consideraciones de un sistema matemático o constructo imagina
rio30 se adecúan a las condiciones del mundo astronómico y terres-
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton
tre, Newton puede concluir que su constructo nttíZonfiúco con su
inespecíficada «atracción» es análogo al mundo de 1̂ .raalkfttíjapare
ciendo representar, e incluso ser, el mundo real. Ent^scet^ y *®Iúí
entonces, surge el problema de qué podría «causar» 'semejante
«atracción». Newton cree haber mostrado que esta atracción o gra
vitación universal no es más que la misma fuerza (i.e., la gravedad)
que opera cuando los cuerpos caen a tierra o son pesados respecto
n la tierra. Esto es, estrictamente lo que Newton ha mostrado es
que hay «fuerzas» que (para emplear su propia expresión) «reprodu
cen» la acción de las fuerzas a distancia. Si se le presiona para que
demuestre la existencia física de tales fuerzas, podrá retirarse al
tipo de posición positivista consistente con el estilo Newtoniano,
como ocurre en la afirmación que aparece en el borrado del prefa
cio (1717) a los Principia, donde dice «Causam gravitatis ex phae-
nomenis nondum didici» (Aún no he averiguado a partir de los
fenómenos cuál es la causa de la gravedad»). Con todo, la potencia
del método newtoniano, consistente en pensar en términos de cons-
tructos matemáticos, estriba en que le permite desplegar las pro
piedades de un sisema de dos y tres cuerpos con independencia del
problema de si los cuerpos pueden atraerse o si se atraen de hecho.
Al menos le permite posponer tal problema para más adelante.
Brevemente, si Newton hubiese suprimido el libro tercero, «Del
sistema del mundo», tal como pretendió en cierta ocasión, quizá los
libros primero y segundo se hubieran interpretado en el contexto
en el que realmente se concibieron, tal y como Newton recuerda
constantemente. No obstante, digo «quizá» porque la mayoría de
los lectores habrían pasado por alto probablemente las advertencias
de Newton, interpretando el desarrollo matemático de las leyes de
los constructos y sistemas imaginarios como si se tratase de la elabo
ración simple y directa de las leyes del universo físico, cosa que
ciertamente ocurre con mucha frecuencia, aunque no siempre. Puesto
que la finalidad última de Newton era la construcción de «principios
matemáticos» de la «filosofía natural» y no los «principios mate
máticos» de sistemas arbitrarios, su insistencia en los diferentes
niveles del discurso matemático y físico podría haberse interpre
tado como una mera distinción sin importancia.
La confusión de los lectores se puede ver mediante un ejemplo
más bien chocante del libro segundo de los Principia, en el que
resulta demasiado fácil olvidar (o ignorar) que Newton se ocupa
de un sistema matemático (o, en este caso, de un modelo explica
tivo), creyendo que se discute en él un problema de la naturaleza.
Kn la proposición 23, Newton analiza la ley de Boyle, según la
cual en un gas (o «fluido elástico», como se denominaba entonces)
96 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
contenido en un recipiente, la presión es inversamente proporcional
al volumen. En los Principia, Newton explora las consecuencias de
suponer que existe una fuerza de repulsión mutua entre las partícu
las que componen semejante «fluido elástico»; es decir, establece
un modelo de gas compresible «compuesto por partículas que se
repelen entre sí». A continuación demuestra que la ley de Boyle
es condición tanto necesaria como suficiente de que tal fuerza deba
variar inversamente a la distancia entre los centros de las partículas.
Como acostumbra a hacer siempre, Newton establece una je
rarquía de análisis matemáticos y físicos de la causa. En esta pro
posición, como trata de dejar absolutamente claro para sus lectores,
se ocupa tan sólo de un modelo, un modelo explicativo basado en
una fuerza entre partículas, con las consecuencias de suponer una
condición matemática de la fuerza, aunque no con el problema se
cundario de la realidad física. Así lo dice explícitamente en un escolio
«filosófico»: «Ahora bien, es un problema filosófico el que los
fluidos elásticos consten realmente de partículas que se repelen entre
sí de esta manera». Newton tan sólo ha «...demostrado matemáti
camente la propiedad de los fluidos que consten de partículas de
este tipo, de manera que los filósofos [i.e., los filósofos naturales
o físicos] puedan tener ocasión de discutir esta cuestión». Con
todo, lo que puede haber sido una fuente de confusión para sus
lectores es el hecho de que demostró que la supuesta ley de fuerza
es tanto una condición necesaria como suficiente de la ley de Boyle.
En otras palabras, no se trata de un caso simple de razonamiento
hipotético-deductivo. Newton no demuestra simplemente que si
hay una fuerza de repulsión /<x l / r , entonces debe seguirse la ley
de Boyle, y por tanto la verdad de la ley de Boyle puede servir
como garantía de que existe realmente una fuerza de repulsión acorde
con la ley /<x l/r . Lo que ha demostradoes más bien que, bajo
las especiales condiciones propuestas, se puede demostrar adicio
nalmente que la ley /<x l / r se sigue de la ley de Boyle. Por tanto,
es fácilmente comprensible que John Dalton, al toparse con esta
proposición, supusiese sencillamente que, dada la verdad obvia de la
ley de Boyle, Newton había demostrado que los gases se componen
de partículas que se repelen mutuamente21; no tomó al pie de la
letra la advertencia de Newton.
Este ejemplo ya lo hemos discutido anteriormente (en § 1.4) en
relación con la jerarquía de causas matemáticas y físicas, estable
ciendo allí una comparación entre este modelo explicativo y el sis
tema que Newton había imaginado, dentro del cual son válidas las
leyes de Kepler. No cabe la menor duda de que Newton los consi
deraba a ambos de forma muy diversa. E l sencillo sistema para las
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 97
leyes de Kepler se podría modificar con facilidad, conduciendo gra
dualmente a sistemas progresivamente más complejos y terminando
con lo que Newton consideraba como el sistema del mundo. £1
único problema conceptual era la admisión de una fuerza universal
de atracción. Sin embargo, en el modelo de la ley de Boyle, no sólo
estaba el problema de las fuerzas corpusculares de repulsión, sino
también el problema de que las fuerzas habrían de poseer la propie
dad adicional de terminar en los corpúsculos vecinos o en sus pro
ximidades, por más que la ley de fuerza (/<x l/ r ) no suministre
ninguna pista de que deba ser así. Newton sabía que su sencillo
sistema para las leyes de Kepler era un constructo que no se co
rresponde con la realidad; consiguientemente, introdujo condiciones
más complejas que lo hacían conforme con el mundo real tal y como
lo muestran los experimentos y observaciones. A continuación, halló
de qué modo deben modificarse consiguientemente las leyes de Ke
pler. Sin embargo, por lo que atañe al modelo de la ley de Boyle, ni
siquiera la ley de fuerza se expresaba clara y matemáticamente sin
la adición de condiciones arbitrarias que limitasen el alcance de la
acción de la fuerza. Ninguna advertencia era precisa para el sencillo
constructo matemático o imaginario en el que son verdaderas las
leyes de Kepler, pues habría de ser obvio para cualquiera que un
sistema de un cuerpo no puede corresponder al mundo de la natu
raleza. Tampoco era precisa advertencia alguna para el complejo
sistema final, dado que Newton creía que ya no se trataba de un
constructo matemático, sino que correspondía a la naturaleza.
Hay, con todo, unos cuantos aspectos a tener en cuenta por
lo que respecta al modelo de la ley de Boyle. En primer lugar, está
la composición corpuscular de la materia, con la que Newton se
hallaba firmemente comprometido y que tal vez no considerase pre
cisada de justificación, por más que no todos los científicos de la
época fuesen corpuscularistas o atomistas. Por el contrario, la pro
puesta de que las partículas de materia tengan fuerzas asociadas a
ellas era entonces muy radical y aún deberían someterse a prueba.
Además, aun cuando se admitiesen tales fuerzas corpusculares, esta
ba el problema adicional relativo a su corto alcance. Finalmente,
estaba el problema de si tal modelo estático correspondía a la natu
raleza (o de si podría ser estable). Si se admitiesen todas estas cosas,
entonces la demostración de Newton mostraría que las fuerzas deben
variar inversamente a la distancia. Frente a la realidad de la gravi
tación universal, que Newton consideraba demostrada, este modelo
se basaba en muchas suposiciones y, por consiguiente, requería una
advertencia pública. Sea lo que sea lo que Newton creyese en el
fondo de su corazón acerca de las fuerzas repulsivas entre las par
98 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
tículas de los fluidos elásticos, tenía que hacer una advertencia pú
blica, puesto que no tenía modo de convencer a una persona escép
tica de la posible corrección física de su modelo22. El modelo de
la ley de Boyle no era sino una pequeña parte de una teoría general
de la materia y de las reacciones de la materia (esto es, la química),
basada en las fuerzas que se asientan en las partículas de la materia
y actúan entre ellas. Esta teoría de Newton nunca alcanzó el nivel
matemático de los Principia ni el carácter físicamente completo del
sistema newtoniano del mundo. Por consiguiente, tal vez este modelo
estático de un gas comprensible se quedase, incluso para el propio
Newton, en un simple modelo explicativo.
He empletado la palabra «modelo» al comentar el sistema inge
niado por Newton para explicar la ley de Boyle, y lo he hecho porque
se trata de una estructura conceptual postulada para dar cuenta de
un cierto dominio de la experiencia. En este sentido, se parece hasta
cierto punto al modelo cinético-molecular postulado más tarde para
dar cuenta de las leyes de los gases. Quizá se pueda justificar asi
mismo la denominación de «modelo» para el éter con varios grados
de densidad que propuso Newton para explicar la acción de la
gravitación universal. Mas para que ambos modelos puedan califi
carse plenamente como tales en el sentido actualmente vigente, esas
propuestas explicativas tendrían que presentarse como metáforas más
bien que como posibles descripciones literales. No obstante, este
problema nos alejaría demasiado del tema que ahora nos ocupa.
Con todo, puede señalarse que lo que Newton utiliza en lo que he
denominado fases uno y dos del estilo newtoniano no puede tildarse
de modelo en este sentido, pues se trata de constructos imaginarios
concebidos a menudo (aunque no necesariamente) como análogos ma
temáticos de la naturaleza simplificada e idealizada. Por el contrario,
al pasar a la fase tres, una vez que los principios matemáticos esta
blecidos en las dos primeras fases se aplican a la filosofía natural,
Newton parecería haber empleado modelos (o haber usado algo
muy parecido a los modelos) a fin de explicar el modo de acción
o de transmisión de la fuerza de la gravitación universal o del resorte
del aire, de acuerdo respectivamente con la ley del inverso del cua
drado o con la ley de Boyle (véase la nota 13).
3.4. Gravitación y atracción: la reacción de Huygens
ante los Principia
Newton no abrigaba la menor duda acerca de la existencia de la
gravitación universal, es decir acerca de que hay una fuerza que
hace unirse a cualquier par de cuerpos del universo, siendo deter
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 99
minada cuantitativamente por el producto de sus masas y por el
inverso del cuadrado de la distancia que media entre ellas. No acep
taba que la gravedad fuese una propiedad esencial de la materia, por
más que se encontrase en toda la materia. De hecho, dedicó una
buena dosis de energía intelectual al intento de hallar una causa
de tal fuerza, por más que en los Principia tal problema fuese pos
tergado. Permítaseme recordar las famosas palabras del escolio ge
neral con que termina la obra: « . . .N o he sido capaz de deducir
de los fenómenos la razón [esto es, la razón física o causa] de estas
propiedades de la gravedad y yo no imagino [no invento] hipóte
sis.» 1 Los críticos de Newton podían aceptar su descubrimiento de
que la Luna se movía como si su movimiento estuviese provocado
por la misma causa gravitatis responsable del peso en la Tierra,
pudiendo incluso estar de acuerdo con Newton en asignar la misma
causa al movimiento de los planetas en torno al Sol y al de los
satélites en tomo a los planetas; mas por lo que no pasaban era
por aceptar que tal fuerza centrípeta estuviese «causada» por una
fuerza de atracción2.
Así, Huygens escribía:
Nada tengo en contra de la V is Centrípeta, como la llama el señor Newton,
mediante la cual hace que los planetas graviten hada el sol y la luna, hada
la tierra; antes bien, estoy de acuerdo [con ¿I] sin [experimentar] dificultad
alguna, ya que no sólo se sabe por experienda que hay enla naturaleza tal
modo de atracdón o impulsión, sino que además resulta explicable mediante
las leyes del movimiento, como se ha visto en lo que he escrito supra relativo
a la gravedad. G atam ente, nada impide que la causa de esta V is Centrípeta
hada el sol sea similar a la que hace que los cuerpos que consideramos pesados
dcsdendan hada la tierra. Hace ya tiempo que se consideró que la figura
esférica del sol podría producirse por la misma [causa] que, según mi opinión,
ha producido la esferiddad de la tierra3.
En otras palabras, Huygens sabían muy bien que tenía que haber
una causa de algún tipo que actuase sobre los planetas, ya que de
otro modo se moverían en línea recta según el principio de inercia.
Lo mismo se puede decir de nuestra Luna en su movimiento en
torno a la Tierra. Además puede ocurrir perfectamente que sea
la misma causa la que hace que los cuerpos terrestres sean pesados
y desciendan en caída libre hacia la Tierra. Para Huygens, esta
causa podría ser la acción física de un conjunto de vórtices a la
manera cartesiana o neo-cartesiana.
A continuación, Huygens explica de qué modo Newton ha hecho
progresar considerablemente el conocimiento, de un modo que a él
no se le había ocurrido:
100 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
Y o no habla extendido la acción de la gravedad a distancias tan grandes
como las que hay entre el sol y los planetas o entre la luna y la tierra, y todo
d io debido a que los vórtices d d Señor Descartes, que anteriormente me ha
blan pareado plausibles y que aún tenia en mente, me impedían hacerlo. Tam
poco se me ocurrió esta disminución regular de la gravedad, concretamente,
que estaba en proporción reciproca a los cuadrados de las distancias entre los
centros, lo que constituye una nueva y notable propiedad de la gravedad que
ciertamente merece la pena investigar. [Huygens, 1888-1950, vol. 21, p. 472.]
Acto continuo, Huygens hace una concesión un tanto sorprendente:
Mas al ver ahora, gracias a las demostraciones dd señor Newton, que la
suposición de dicha gravedad hacia el sol, que disminuye según la proporción
mencionada, equilibra tan bien las fuerzas centrifugas de los planetas, produ
ciendo precisamente d efecto del movimiento elíptico que Kepler había conje
turado y demostrado por observadón, no puedo dudar ni de la verdad de estas
hipótesis relativas a la gravedad ni de la verdad d d sistema del señor Newton,
en tanto en cuanto se basa en ella... [Ib id .]
Mas, dejando de lado el movimiento planetario, la atracción era
otra cosa. Como señalaba Huygens:
Por lo que atañe a la Causa de las mareas que suministra d señor New
ton, no me siento en absoluto satisfecho [ni por ella] ni por todas las restan
tes Teorías que monta sobre este principio de Atracción que me parece absurdo,
como ya he mencionado en la adición al Discurso sobre la Gravedad. A me
nudo me he maravillado de que se haya entregado a las molestias de realizar
tal número de investigadones y cálculos difíciles que no tienen más base que
ese mismísimo principio 4.
Además,
No estoy de acuerdo con un principio... según d cual todas las minúsculas
partes que podamos imaginar en dos o varios cuerpos diferentes se atraen
entre si mutuamente o tienden a acercarse unos a otros.
Es algo que yo no podría admitir, ya que creo ver con claridad que la
causa de tal atracción no resulta explicable mediante ninguno de ios principios
de la mecánica o de las reglas del movimiento. Tampoco estoy convenddo de
la necesidad de la atracción mutua de los cuerpos como un todo, dado que he
demostrado que, aun cuando no existiese la tierra, los cuerpos no podrían dejar
de tender hada un centro en virtud de lo que denominmos gravedad3.
Al leer los Principia, Huygens se vio obligado a admitir que «los
vórtices [han sido] destruidos por Newton»6, si bien terminó por
sustituir los destruidos vórtices cartesianos por un nuevo tipo de
vórtices, de modo que los efectos de la. pudiesen seguir
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 101
siendo explicables por medio de la «materia» y el «movimiento»,
según los fundamentos de la filosofía mecánica7.
Huygens, molesto por la intrusión del concepto de atracción,
no se dio cuenta de que ese término aparece fundamentalmente
hacia el final del libro primero de los Principia, en el que Newton
se ocupa aún de matemáticas antes que de física; de lo que he dado
en llamar aquí un constructo matemático antes que de la realidad
física. Se trata de una distinción que Huygens no llegó a establecer,
sea porque no pudo sea porque no quiso, y de ahí que no alcanzase
a comprender por qué Newton se había tomado el trabajo de entre
garse a una investigación sobre las implicaciones de un principio tan
absurdo como el de la atracción. Una consecuencia de ello fue que
Huygens se vio efectivamente imposibilitado para descubrir la ley
del inverso del cuadrado. Como ha señalado sabiamente Koyré
51965, p. 116), «Huygens pagó un elevadísimo precio por su fide
lidad al cartesiano racionalismo ¿ outrance». No puede haber más
claro ejemplo del efecto inhibidor de los supuestos filosóficos rígidos
sobre la fuerza creativa de un científico de primera línea.
Huygens aceptó las demostraciones newtonianas relativas a la
causa (o fuerza) que opera en el movimiento planetario y a su iden
tificación con la gravedad terrestre. Para él, Newton había hecho
dos «suposiciones» o «hipótesis»: que existe «tal gravedad hacia
el Sol» y «que disminuye según la mencionada proporción [del cua
drado de la distancia]». Además, no podía «dudar de la verdad de
estas hipótesis relativas a la gravedad ni de la verdad del sistema del
Señor Newton, en tanto en cuanto se basa en ella». En resumen,
Huygens estaba dispuesto a aceptar el constructo más sencillo de
Netwon que aparece al comienzo del libro primero de los Principia,
ya que la gravedad postulada por Newton «equilibra tan bien las
fuerzas centrífugas de los planetas, produciendo precisamente el
efecto del movimiento elíptico [kepleriano]». Dejando aparte el
hecho de que Huygens no captó realmente el mensaje de los Prin
cipia, por lo que seguía pensando en un juego o equilibrio de
fuerzas centrífugas y centrípetas, más bien que en la acción de una
fuerza centrípeta sobre un cuerpo con movimiento inercial, su afir
mación nos resulta de interés por cuanto muestra su deseo de aceptar
d constructo matemático de un solo cuerpo o el sistema de la ver
sión simplificada e idealizada de la naturaleza que constituía su
análogo. No se rebeló contra el concepto de centro de fuerza, dado
que podía armonizarse con alguna variedad del concepto de vórtice.
Sin embargo, Huygens no podía conceder credibilidad al sistema o
constructo newtoniano de dos cuerpos, por no hablar del sistema
o constructo de muchos cuerpos que llegó a poseer todas las pro
102 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
piedades del sistema del mundo, por la sencilla razón de que enton
ces tendría que haber una fuerza dirigida hacia cada uno de los
cuerpos, y eso no se podía acomodar en una teoría de vórtices en
la que el cuerpo central no desempeña ninguna función física en
absoluto. Además esta atracción mutua entre dos cuerpos sugiere
una atracción, un concepto que para Huygens era absolutamente
tabú *.
Hemos visto hasta qué punto aborrecía Huygens la atracción,
llegando incluso a preguntarse cómo es que Newton podía haber
empleado tantas horas tediosas investigando y calculando los efectos
de un supuesto principio de atracción «que me parece absurdo».
A este respecto, Huygens aludía específicamente a la teoría newto
niana de las mareas, por más que Newton nunca utilice la palabra
«atracción» en conexión con las mareas. De hecho, trataba de ate
nerse a la distinción que había establecido entre modelos matemá
ticos y realidad física, entre los niveles del discurso de los libros
primero y segundo de los Principia y del libro tercero («Sobre el
sistema del mundo»).La gravedad y la gravitación constituyen con
ceptos físicos propios del libro tercero, si bien hemos visto que
Newton señalaba que la «atracción» se había introducido en un
sentido matemático y no físico, por lo que correspondía exclusiva
mente a los libros primero y segundo.
El modo en que Newton mantuvo la distinción que había esta
blecido entre «atracción» y «gravedad» (o «gravitación») se pone
de manifiesto en el Index verborum9 de los Principia, que recoge
algo más de trescientos casos del nombre attractio o del verbo
attrabere en todas las formas gramaticales. Más del 90 por ciento
de esos casos aparece en los libros primero y segundo, dándose tan
sólo 18 casos en el libro tercero, nueve de los cuales se refieren a
atracciones magnéticas o eléctricas. De los restantes, dos aparecen
en partes sin importancia dedicadas a la discusión de los cometas
y cuatro se concentran en la demostración de una sola proposición
(la 28), que no es especialmente importante,0. Así pues, el lector
que realmente quiera ver cómo usa Newton «atraer» o «atracción*
en el libro tercero se verá limitado a tres ejemplos (de los cuales
solamente dos aparecen en la primera edición). E l primero de ellos
se halla en el corolario 1 a la proposición 5, donde al discutir la
gravedad (y la gravitación de Júpiter «hacia todos sus satélites,
Saturno hacia sus satélites y la Tierra... hacia la Luna, así como el
Sol hacia todos los planetas primarios»), observa como principio
general que «toda atracción es mutua, por la tercera ley del movi
miento». También en el corolario 3 afirma: «Júpiter y Saturno, cerca
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 103
de la conjunción, al atraerse uno al otro, perturban sensiblemente
sus respectivos movimientos»u. Finalmente, hada la mitad de la
larga demostradón de la proposición 6, hay una referenda a una
«desigualdad de la atracción» que perturbaría los movimientos de
los satélites de Júpiter. En las demás partes del libro tercero, New
ton utiliza más bien gravitas y gravitatio (y no attractio) y gravitare
(no attraheré). El Index verborum muestra también que en el libro
primero de los Principia hay tan sólo dos casos del verbo gravitare
en cualquiera de sus formas gramaticales, y ambos aparecen en ejem
plos llamados a ilustrar las definiciones. El sustantivo gravitas o
gravitatio no se encuentra en parte alguna de los libros primero
y segundo. Las palabras «gravedad» y «gravitar» pertenecen al len
guaje de la física terrestre y celeste, siendo adecuadas para el libro
tercero, sin que tengan lugar en la elaboración matemática de las
propiedades de los constructos imaginarios del libro primero.
3.5. La trayectoria de Newton desde los sistemas imaginarios
o constructos y principios matemáticos a la filosofía natural:
el sistema del mundo
El uso newtoniano de los sistemas o constructos matemáticos
en relación con la filosofía natural en ninguna parte aparece mejor
ejemplificado que en el libro segundo de los Principia. De hecho,
las tres primeras secciones investigan las consecuencias de otros tan
tos constructos matemáticos diferentes. En la sección 1, el movi
miento de los cuerpos se enfrenta a una resistencia «proporcional
a la velocidad»; en la sección 2, la resistencia es como «los cua
drados de las velocidades»; en la sección 3, la resistencia se halla
«en parte en proporción a la velocidad y en parte es como el cua
drado de dicha proporción». Obviamente, las tres condiciones no
pueden convenir a la misma realidad física, ni se pueden aplicar
las tres simultáneamente para matematizar los mismos fenómenos
físicos. El propio Newton subraya que su método consiste en re
currir a constructos matemáticos imaginarios cuando, en un escolio
con que termina la sección 1, informa a sus lectores de que la con
dición según la cual la resistencia es proporcional a la velocidad
«es más una hipótesis matemática que una hipótesis física».
Una vez más, al final del libro segundo, coloca una hipótesis
introductoria ante la sección 9, con la cual demuestra que la teoría
de los vórtices cartesianos resulta inconsistente con la tercera ley
de Kepler:
104 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
H ipótesis
La resistencia derivada de la falta de lubricidad de las partes de un fluido
es, caeteris paribus, proporcional a la velocidad con la que las partes del
fluido se separan unas de otras.
En un escolio que aparece más avanzada la sección 9, sin embargo,
dice que esta «hipótesis» se ha introducido sencillamente «en aras
de la demostración». En otras palabras, ha propuesto un constructo
o sistema imaginario que no es más que una aproximación a la
realidad física, habiéndolo usado tan sólo para demostrar que la
teoría cartesiana de los vórtices es contradictoria con la realidad
física de las leyes de Kepler. Con todo, la prueba no es definitiva,
ya que se basa en tal constructo que no es un análogo directo de
la realidad experimental. Señala a continuación que si en lugar de
emplear este constructo se elige otro que sea más análogo a la rea
lidad, entonces la contradicción es aún mayor. Las condiciones más
semejantes a la realidad suministran las contradicciones más paten
tes de todas, la confutación definitiva de la teoría cartesiana. Asi
pues, respecto al constructo (o «hipótesis») que ha introducido, se
ñala Newton que «es en verdad probable que la resistencia se halle
en una razón menor que la de la velocidad»; en este caso, la dis
crepancia entre la teoría de los vórtices y la tercera ley de Kepler
resultaría ser aún mayor. Nótese que en este ejemplo la destrucción
de la teoría cartesiana de los vórtices no requiere una ley de la
naturaleza exacta; basta con un constructo en tanto en cuanto se
sepa si la diferencia entre la ley verdadera y la supuesta en el cons
tructo introduce un factor de corrección positivo o negativo.
Según el estilo newtoniano de los Principia, la física se enfrenta
al importante problema de cómo pasar de los constructos o sistemas
matemáticos a la realidad física, o de los «principios matemáticos*
de tales sistemas o constructos a los «principios matemáticos de la
filosofía natural». En la conclusión al escolio que aparece al final
de la sección 11 del libro primero, Newton da explícitamente las
reglas para pasar de las matemáticas a la física, de los constructos
o sistemas imaginarios a la filosofía natural:
En matemáticas, lo que hay que hacer es investigar las magnitudes de las
fuerzas y aquellas razones que se siguen de cualesquiera condiciones que se
puedan suponer. Luego, al pasar a la física, dichas razones se han de confron
tar con los fenómenos a fin de hallar qué condiciones de las fuerzas se apli
can a cada clase de cuerpos atrayentes. Finalmente, será posible discutir con
mayores garantías sobre las especies físicas, las causas físicas y las proporciones
físicas de estas fuerzas.
3. La revolución nevtoniana y el estilo de Newton 105
Cada una de las frases de este párrafo corresponde a una de
las tres fases sucesivas del método newtoniano de los Principia.
Aunque se discutirán más ampliamente en la sección $ 3.7, podemos
subrayar ahora una vez más que la potencia del método deriva del
hecho de que en la fase primera hay una completa libertad respecto
a cualesquiera restricciones sobre la naturaleza física o incluso ex-
periencial o sobre consideraciones relativas a lo que resulta permi
sible según los «theroata» o cánones de aceptabilidad impuestos
por las normas metacientíficas de la época. En la fase dos es cuando
se establecen comparaciones entre los constructos y la realidad física
tal como se muestra en los experimentos y observaciones y en los
cálculos basados en datos reales. Los problemas relativos a la causa
física o la naturaleza de una fuerza tan sólo precisan surgir a con
tinuación de la fase tres, una vez que han sido aplicados a la filo
sofía natural los principios matemáticos (establecidos en las dos fases
anteriores).Veamos de qué modo ejemplifica Newton estos preceptos en
el libro tercero de los Principia. E l proceder de Newton es un tanto
diferente de lo que se podría imaginar, ya que no comienza el tercer
libro (sobre el sistema del mundo) con las tres leyes de Kepler,
dadas por observación, para aplicar luego los teoremas del libro
primero relativos a la ley de áreas y las órbitas elípticas. Por el
contrario, propone para empezar un conjunto de «Reglas para el es
tudio de la filosofía natural», seguido de un conjunto de «Fenóme
nos» i. Los dos primeros fenómenos enuncian la ley de áreas y la
ley armónica (aunque no la de las órbitas elípticas) para los saté
lites de Júpiter y Saturno2. La ley armónica se confirma por me
diciones tabuladas, mientras que la ley de áreas se sigue de la cuasi
circularidad de las órbitas de los satélites de Júpiter y su movimiento
uniforme. El fenómeno 3 muestra pruebas observacionales en favor
de la tesis copernicana según la cual las órbitas de Mercurio, Venus,
Marte, Júpiter y Saturno «rodean al Sol»; el fenómeno 4 establece
la ley armónica para estos cinco planetas y la Tierra, y los fenóme
nos 5 y 6 enuncian la ley de áreas para los planetas y para nuestra
Luna3.
Puesto que Newton excluye las órbitas elípticas de estos fenó
menos, no puede utilizar directamente el constructo que llevaba
en el libro primero a la ley del inverso del cuadrado. Sin embargo,
para los satélites de Júpiter, la ley de áreas (más las proposicio
nes 2 y 3 del libro primero) muestra que las fuerzas mediante las
cuales dichos satélites «se ven continuamente apartados de sus órbi
tas rectilíneas» se hallan «dirigidas al centro de Júpiter». En la se
gunda parte de la proposición 1 del libro tercero, Newton utiliza
106 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
el corolario 6 de la proposición 4 del libro primero, que trata del
movimiento uniforme en órbitas circulares, a fin de mostrar que las
fuerzas que actúan sobre dichos satélites son «inversamente propor
cionales a los cuadrados de las distancias que median entre sus
posiciones y el centro»4. Lo mismo se afirma de los satélites de
Saturno. El modelo circular de la proposición 4 del libro primero
es lo suficientemente preciso para tener validez en filosofía natural
en el caso de los sistemas de satélites de Júpiter y Saturno.
Una vez más, a partir de los fenómenos (la tercera ley de Kepler
y la ley de áreas observada), Newton ve cómo aplicar su constructo
más simple, concebido en términos de un sistema de un cuerpo con
órbitas circulares (proposición 2 y proposición 3 del libro primero),
para demostrar que hay una fuerza que aparta continuamente a los
planetas de «sus órbitas rectilíneas», manteniéndolos «en sus órbitas
respectivas», y que está dirigida hacia el Sol, variando inversamente
al cuadrado de la distancia (proposición 2, libro tres). Newton de
muestra luego esta misma proposición 2 de un modo distinto, recu
rriendo a un constructo más avanzado (introducido en la proposi
ción 45, corolario 1, libro primero), demostrando ahora a partir
del hecho observado «de que los afelios se hallan en reposo» que
la fuerza debe variar inversamente al cuadrado de la distancia1.
Así, Newton comienza utilizando el constructo más simple po
sible, el del sistema de un cuerpo y una órbita circular, para los
satélites de Júpiter (y los de Saturno en las ediciones segunda y ter
cera), así como para los planetas. Mas procede luego a utilizar un
constructo más complejo para los planetas, que se toma de la sec
ción 9 del libro primero, donde Newton pasa de la consideración
de los cuerpos en órbitas inmóviles al movimiento de los cuerpos
en órbitas móviles, tema que lleva a «el movimiento de los ábsides».
Investiga aquí la diferencia que media entre las fuerzas que pro
ducen un movimiento de área uniforme en una órbita en reposo y
en una órbita que gira en torno al centro de fuerza. Para el caso
de órbitas cuasi circulares, Newton examina el movimiento de los
ábsides (proposición 45, sección 9, libro primero). Se trata de un
constructo curioso, ya que Newton aún no ha introducido el sistema
de dos cuerpos (que no hará su aparición hasta la sección 11) ni
las perturbaciones que surgen si hay tres o más cuerpos en interac
ción. Con todo, el constructo utilizado en la proposición 45 es el
de un solo cuerpo moviéndose en torno a un centro de fuerza mien
tras actúa sobre él una segunda fuerza (procedente de una fuente
aún por especificar). Este procedimiento, consistente en introducir
órbitas móviles hallándose tan poco avanzado el libro primero, pue
de mostrar hasta qué punto procedía por órdenes de complejidad
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 107
matemática en d desarrollo de sus constructos y no mediante su
cesivas aproximaciones a la naturaleza física.
En el constructo de la sección 9, Newton termina considerando
(proposición 45, corolario 2) un doble conjunto de condiciones:
1) que un cuerpo bajo la acción de una fuerza centrípeta inversa
del cuadrado de la altitud «gira en una elipse con un foco en el
centro de fuerza», y 2) que existe otra «fuerza extraña» (una fuerza
exterior o extraña) que ha de «sumarse o restarse de esta fuer
za cetrípeta». Bajo estas condiciones, el corolario 2 a la proposi
ción 45 del libro primero dice que «se puede hallar el movimiento
de los ábsides que resulta de esta fuerza extraña... y a la inversa».
Esta «fuerza extraña» se concibe como instantáneamente dirigida
hada el centro primario de fuerza.
En el anterior corolario 1, Newton muestra cómo computar la
magnitud de esta «fuerza extraña» partiendo del movimiento de los
ábsides, siendo uno de los resultados que los ábsides sólo pueden
hallarse en reposo cuando la fuerza centrípeta es exactamente como
d inverso del cuadrado de la distanda6. En el caso de los planetas,
los ábsides se hallan en reposo, por lo que la fuerza ha de ser in
versa del cuadrado (proposidón 2, libro tercero). Los ábsides de
la Luna no están realmente en reposo, por más que el movimiento
del apogeo lunar sea «muy lento», por lo que «puede ignorarse»
(proposidón 3 del libro tercero). De hecho, teniendo en cuenta el
movimiento observado de «tres grados y tres minutos hada ade
lante» en cada revoludón. Newton señala que la fuerza sería inver
samente proporcional a la potenda 2 — — de la «distancia de la Luna
243
ni centro de la Tierra»7. Este análisis del comienzo del libro tercero
(tanto la naturaleza de los elementos de juido en pro de la ley
de áreas como el uso de constructos procedentes del libro primero)
indica que difícilmente se puede decir que Newton haya fundado
su sistema del mundo en un terreno simplemente fenomenológico.
Tras haber mostrado que la Tierra posee una fuerza inversa del
cuadrado que actúa sobre la Luna y que está dirigida hada el cen
tro de la Tierra, Newton procede (proposición 4 del libro tercero)
n identificar dicha fuerza con la gravedad terrestre. En esencia, la
prueba es como sigue. Ha demostrado que la fuerza de la Tierra
sobre la Luna es como el inverso del cuadrado de la distancia, y
de ahí que en la superficie de la Tierra esa fuerza sea 60 X 60 veces
superior a lo que es en la órbita de la Luna. Según eso, la fuerza
terrestre (por la segunda ley del movimiento) hará que, en la Tierra,
un objeto caiga en un segundo por una distancia 60 X 60 veces
superior a aquélla por la que caería en la órbita lunar. Este cálculo
108 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
se ve confirmado por experimentos con péndulos que suministran
la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra. Por con
siguiente, «la fuerza mediante la que la Luna se mantiene en su
órbita, al descender de la órbita lunar a la superficie de la Tierra,
resulta ser igual a nuestra fuerza de la gravedad [aquí en la Tie
r ra ]» '. La primera fase de la demostración se basa en un constructo
simple, «la hipótesis de que la Tierra se halla en reposo». A continuación, Newton procede a usar un constructo más complejo (ba
sado en la proposición 60 del libro primero), en el que «la Tierra
y la Luna se mueven en torno al Sol y al mismo tiempo giran tam
bién en torno a su centro de gravedad común»; obviamente, este
constructo se corresponde mejor con la realidad9. Por medio de
una regla de procedimiento enunciada al comienzo del libro tercero
(«Hipótesis I I» , en la primera edición, y «Regula Philosophandi II»,
en ediciones posteriores), según la cual «en la medida de lo posible,
deben ser las mismas las causas atribuidas a efectos naturales dei
mismo tipo», argumenta (proposición 5 del libro tercero) que la
fuerza ejercida por Júpiter sobre sus satélites y por el Sol sobre
los planetas debe ser asimismo la gravedad, que es la fuerza, cual
quiera que sea, que causa el peso en la superficie de la Tierra. Jú
piter, Saturno y la Tierra muestran por el movimiento de sus saté
lites (o satélite) que constituyen centros hacia los que se dirige una
fuerza (identificada ahora con la gravedad). Puesto que todos los
planetas «son cuerpos del mismo tipo», debe existir también una
fuerza del mismo tipo en los planetas sin satélites; es decir, la
gravedad se produce hacia «todos los planetas en general», hada
«Venus, Mercurio y los demás» (proposición 5, corolario 1, libro
tercero). Además, según la tercera ley del movimiento del propio
Newton, «toda atracdón es mutua», por lo que cada planeta «gra
vitará hada todos sus satélites... y el Sol hada todos los planetas
primarios». Concluye entonces (proposición 5, corolario 2, libro
tercero) que la «gravedad, que se dirige hada cada uno de los pla
netas, es inversamente ptopordonal al cuadrado de la distanda que
media entre los lugares y el centro».
En la primera edidón, Newton pasa inmediatamente a la pro-
posidón 6, según la cual «todos los cuerpos gravitan hada cada
uno de los planetas» y, a una y la misma distancia del centro de
cualquier planeta, los pesos (o gravedades) de todos los cuerpos son
como sus m asas,0. Esto, a su vez, lleva inmediatamente a la propo-
sidón 7, según la cual todos los cuerpos en general gravitan unos
hada otros con una fuerza proporcional al producto de sus masas,
lo cual, dicho sea de paso, es lo más cerca que Newton llega del
enundado pleno y explídto de la ley de la gravitadón universal M.
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 109
Aunque no mencione aquí el factor constituido por la distancia entre
los cuerpos, ya ha demostrado sobradamente que dicha fuerza varía
inversamente al cuadrado de la distancia, y en la siguiente proposi
ción, la octava, muestra cómo averiguar la distancia efectiva de la
acción gravitatoria sea de cuerpos esféricos homogéneos o de cuerpos
compuestos de capas homogéneas concéntricas n.
En la segunda edición de los Principia, Newton consideró evi
dentemente que había que clarificar su modo de proceder y que
era preciso fortalecer su posición. Por consiguiente, tras los dos co
rolarios de la proposición 5, introdujo un nuevo corolario 3, en el
que señala que si todos los planetas son centros hacia los que se
dirige una fuerza gravitatoria, se sigue que «todos los planetas pesan
unos respecto a otros»; esto es, este resultado se sigue de los coro
larios anteriores 1 y 2. Sin duda Newton era consciente de las crí
ticas que se habían estado haciendo a su introducción de la idea de
gravedad universal, considerándola como una «atracción», así como
de la crítica adicional de que no se ocupaba de cuestiones físicas.
Por tal motivo, decidió subrayar que aquí en el libro tercero, se
ocupaba efectivamente de fenómenos y cuestiones físicas y no sim
plemente de matemáticas; de filosofía natural y no simplemente de
constructos imaginados o tan siquiera modelos ° . De este modo, en
el nuevo corolario 3, Newton señala la prueba fenoménica de la
gravitación universal de los planetas y satélites: «Júpiter y Saturno,
cuando se hallan próximos a la conjunción, perturban sensiblemente
sus movimientos mutuos al atraerse el uno al otro, el Sol perturba
los movimientos lunares y el Sol y la Luna perturban nuestro mar,
como se explicará en lo que sigue» M. Luego, al resumir su modo
de proceder en un nuevo escolio, dice Newton: «Hasta aquí hemos
denominado centrípeta a aquella fuerza mediante la cual los cuerpos
celestes se mantienen en sus órbitas. Ahora se ha establecido que
esta fuerza es la gravedad, por lo que en adelante la llamaremos
gravedad, dado que la causa de esa fuerza centrípeta por medio de
la cual la Luna se mantiene en su órbita habría de extenderse a
todos los planetas, por las reglas 1, 2 y 4» “ . Estas «reglas» 1 y 2
a las que alude Newton eran las «hipótesis» 1 y 2 de la primera
edición. El contenido de la hipótesis 2 o regla 2 es que hay que
asignar las mismas causas a efectos del mismo tipo, mientras que
la hipótesis 1 o regla 1 señala que en filosofía natural no hay que
admitir «más causas de las cosas naturales» que aquéllas «que son
no sólo verdaderas, sino también suficientes para explicar sus fe
nómenos».
Las proposiciones siguientes, 9-12, introducen la «fuerza de gra
vedad» en el interior del cuerpo de los planetas, la estabilidad del
110 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
sistema solar, la inmovilidad del «centro de gravedad común de la
Tierra, el Sol y todos los planetas» w, y el movimiento del Sol que
es de tal carácter que nunca «se aleja mucho del centro de gravedad
común de todos los planetas». Luego, en la proposición 13, Newton
introduce (por vez primera en el libro tres) las órbitas elípticas de
los planetas, cuestión cuya ausencia de los fenómenos del comienzo
del libro tercero y de las doce primeras proposiciones tiene que ha
ber sido muy visible. A estas alturas, Newton había establecido que
hay una fuerza gravitatoria inversa del cuadrado de la distancia
que actúa entre el Sol y los planetas, de modo que puede usar ahora
las propiedades de tal fuerza que había establecido matemáticamente
en el libro primero. Dice que hasta este punto (del libro tercero)
ha discutido los movimientos planetarios «a partir de los fenóme
nos», mientras que ahora «que hemos descubierto los principios
de los movimientos, deducimos los movimientos celestes a priori,
partiendo de estos principios del movimiento». Las órbitas plane
tarias «serían elípticas, con el Sol en su foco común, y describirían
áreas proporcionales a los tiempos» si «el Sol estuviese en reposo
y los restantes planetas no actuasen los unos sobre los otros». En
otras palabras, el sistema solar de las leyes de Kepler no constituye
una representación exacta del mundo de la naturaleza, siendo espe
cialmente desafortunado en el caso de Saturno (debido a la pertur
bación provocada por Júpiter) y en el de la Tierra, dado que la
«órbita de la Tierra se ve sensiblemente perturbada por la Luna»
(por la discusión de la proposición 13 del libro tres). De hecho, es
el centro común de gravedad del sistema Tierra-Luna el que recorre
una órbita elíptica en torno al Sol, que se halla en uno de los focos,
y lo que describe áreas iguales en tiempos iguales (por la discusión
de la proposición 13 del libro tercero) es el radio vector que va del
Sol a dicho centro de gravedad. (En el capítulo 5 se discuten otras
discrepancias respecto al sistema simple en el que se dan las leyes
de Kepler.)
Quienquiera que lea el libro tercero con atención se sentirá im
presionado por el continuo despliegue de las diferencias existentes
entre la física o la observación y la exactitud de las matemáticas
aplicadas al complejo sistema final. Por ejemplo, hemos visto que
las acciones mutuas de los planetas se mencionan en la proposi
ción 13 sobre las órbitas elípticas: «Las acciones mutuas de los
planetas entre sí son, con todo, muy pequeñas», por lo que «se
pueden ignorar» exceptuando la acción de Júpiter sobre Saturno.
Estas acciones mutuas «perturban los movimientos de los planetas
en elipsesen torno al Sol móvil menos (por la proposición 66 del
libro primero) que si dichos movimientos se realizasen en torno al
) . La revolución newtoniana y el estilo de Newton 111
Sol en reposo». En la proposición 14, los movimientos de los afelios
«se ignoran... por su insignificancia». En la proposición 21, se pre
dice que debe de haber una nutación del eje de la Tierra, si bien
«debe ser muy pequeña, resultando difícilmente perceptible si no es
que resulta completamente imperceptible».
A partir de la proposición 25, Newton examina el movimiento
de la Luna y sus desigualdades. Aquí se impone introducir suposi
ciones simplificadoras o tomar en consideración una serie de cons
tru ios más bien que la realidad plena. Asi, en la proporción 26,
dice Newton: «para facilitar el cómputo, supongamos que la órbita
de la Luna es circular, ignorando todas las desigualdades, excepción
hecha de la que ahora nos ocupa». En la proposición 28 hace la si-
fluiente suposición: «Dado que se desconoce la forma de la órbita uñar, supongamos que es una elipse... y pongamos a la Tierra en
su centro...». En la proposición 29, concluye que hasta ahora ha
«examinado la variación en una órbita no excéntrica, en la cual,
como es natural, la Luna se halla siempre en sus ociantes a su dis
tancia media de la Tierra». A continuación de la proposición 34,
dice: «Esto es así bajo la hipótesis de que la Luna gira uniforme
mente en una órbita circular». En una órbita elíptica, el movimiento
medio de los nodos «disminuirá en la proporción del eje menor al
eje mayor» y la «variación de la inclinación disminuirá asimismo en
la misma proporción». En la proporción 35 declara con impaciencia
que ha supuesto que un ángulo determinado aumenta uniformemen
te, ya que «no hay tiempo para considerar todos los pormenores
de las desigualdades». En sus reglas para la determinación del mo
vimiento lunar, dadas en el escolio que sigue a la proposición 35
(y que aparece por vez primera en la segunda edición de los Prin
cipia) 17, el lector atento no dejará de observar que el antepenúltimo
párrafo comienza con una «aproximación» para «facilitar» el «cómpu
to de este movimiento [que] es difícil» 18.
Por todos estos ejemplos deberá estar ya bastante claro que
incluso en el sistema del mundo, especialmente en la teoría del mo
vimiento lunar, Newton tuvo que emplear sistemas idealizados o
constructos simplificados, introduciendo asimismo suposiciones sim
plificadoras con respecto a efectos que, aunque matemáticamente
demostrables, eran lo bastante pequeños como para que pudiesen
ignorarse en un sistema del mundo que fuese verdadero tan sólo
dentro de los límites de la observación. Según los principios de la
dinámica celeste newtoniana, ni las órbitas puramente elípticas, ni
la simple ley de áreas ni la simple ley armónica podrían ser descrip
ciones precisas del sistema solar, si es que éste es un sistema de
cuerpos reales gravitatoriamente interactuantes. Por consiguiente,
112 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
podemos comprender perfectamente por qué en la primera edición
de los Principia dichas leyes se incluían entre las «hipótesis» del
comienzo del libro tercero: se trataba de las hipótesis planetarias
del sistema del mundo. En aquella época, todo sistema del mundo
(el ptolemaico, el copernicano, el ticónico) se conocía como una
«hipótesis», por lo que Newton, con todo derecho, podía aludir
con el nombre de «hipótesis» a las leyes básicas de tal sistema.
Cuando más tarde Newton cambió la designación de estas «hipótesis
planetarias», convirtiéndolas en «fenómenos» (en absoluto «leyes»),
como he señalado, estaba indicando probablemente que estos enun
ciados acerca de los movimientos de los planetas primarios y secun
darios no son verdaderos en el sentido en que lo son las leyes ma
temáticas, sino que son «verdaderos» tan sólo dentro de ciertos
límites de precisión de las observaciones. O bien, son «físicamente»
exactos, por más que no sean «matemáticamente» exactos. Esta
distinción entre ambos tipos de exactitud la introduce Newton en
la proposición 48 del libro segundo de los Principia en relación
con una proporción que no es exacta («Accurata quidem non est
haec proportio»). Con todo, a menos que ciertas contracciones y
expansiones de un fluido elástico dado no sean demasiado grandes,
señala que esta proporción «no será incorrecta de acuerdo con las
posibilidades de percepción de los sentidos, por lo que puede te
nerse por físicamente exacta» (« ... non errabit sensibüiter, ideoque
pro physice accurata haberi potest»).
¿A qué conclusión nos vemos llevados? Que las matemáticas
son exactas y que la naturaleza no lo e s 19. La estructura matemática
fina desplegada por el análisis de Newton llevaba a complicaciones
y dificultades que ni el mismo Newton era capaz de resolver plena
mente, por lo que se vio obligado a realizar aproximaciones. O, para
decirlo de otro modo, al tratar con el sistema físico del mundo, era
posible ignorar ciertos aspectos del sistema que habían sido puestos
de manifiesto por el análisis matemático, si bien eran de tan men
guada magnitud que (así lo esperaba Newton) podrían ignorarse
dentro de los límites de la observación, contando incluso con los
mejores telescopios de la época. Creo que es importante recordar
esta distinción, ya que de lo contrario se podría pensar que para
Newton había una correspondencia exacta entre los constructos ma
temáticos o sistemas imaginarios y la realidad física, cuando de
hecho el libro tercero («Del sistema del mundo») está a su vez re
pleto de razonamientos que emplean constructos matemáticos o
sistemas imaginados, o resultados derivados de tales constructos
y sistemas.
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 113
Suplemento a 3.5. La primera versión del Sistema del mundo
de Newton y su «modo matemático» en los hechos y en la ficción
Para comprender el camino que lleva a Newton de los «prin
cipios matemáticos» a la «filosofía natural» será conveniente que
examinemos el tratamiento que da a la gravitación universal en una
versión primitiva del libro tercero de los Principia, conocido hoy
día como el Sistema del m undo'. Esta es la obra a que alude New
ton al comienzo del libro tercero, cuando dice: «Compuse una ver
sión anterior del libro tercero en forma popular, a fin de que pudiese
ser leído por más gente... He incorporado [aquí] el contenido de
la versión primitiva en proposiciones escritas al modo matemático
¡m ore mathematico], de manera que sólo las puedan leer quienes
dominen ya los principios.» En el presente contexto nos ocuparemos
no sólo del significado de la expresión more mathematico, sino tam
bién del tratamiento de la gravedad.
Quienquiera que ponga en relación ambos textos no podrá por
menos de sorprenderse por el hecho de que la expresión «gravita
ción universal» no aparezca expressis verbis en ninguna parte del
Sistema del mundo, que es todo lo contrario de lo que hemos visto
que ocurre en el libro tercero de los Principia. En la sección 2 del
Sistema del mundo («El principio del movimiento circular en espa
cios abiertos»), Newton repasa brevemente algunas teorías relativas
ni modo en que los planetas se mantienen en sus órbitas, incluyendo
los vórtices de Kepler y Descartes, así como «algún otro principio
sea de impulso o de atracción». En la primera versión, viene a con
tinuación la frase «Por la primera ley del movimiento, es seguro
que se precisa otra fuerza. Para no determinar hipotéticamente a
qué tipo pertenece esta fuerza, la denominaremos 'centrípeta’» .
Luego, tras una versión intermedia, Newton decidió escribir:
Por la primera ley del movimiento es seguro que se precisa alguna fuerza.
Nos hemos propuesto hallar su magnitud y propiedades, así como investigar
matemáticamente sus efectos sobre los cuerpos en movimiento; consecuente
mente, a fin de no determinar hipotéticamente a qué tipo pertenece, hemos
designado mediante eltérmino general de «centrípeta» a la fuerza que tiende
hacia algún centro, o incluso (tomando el nombre del centro [al que tiende
dicha fuerza]), «circumsolar» a la que tiende hada el sol, «drcumterrestre» a
la que tiende hada la tierra, «circumjovial» a la que tiende hada Júpiter, y
así las demás2.
No cabe duda de que el adverbio «matemáticamente» modifica
al verbo «investigar». Newton no hace más que señalar que utiliza
los métodos de las matemáticas para explorar los efectos de la fuerza
114 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
sobre los cuerpos en movimiento. Ahora bien, cuando reescribió el
Sistema del mundo,, introdujo una mayor dosis de matemáticas, pro
duciendo así una explicación del sistema del mundo que exigía una
familiaridad con los principos matemáticos desarrollados en el libro
primero más profunda que la requerida en la primera versión. Al
mismo tiempo, cambió la forma externa, pasando de una serie de
párrafos en prosa a proposiciones numeradas, corolarios y escolios,
más lemas y problemas, a la manera de los dos libros anteriores4.
Así pues, Newton nos dice que en el primer Sistema del mundo
había «emprendido la tarea de hallar la magnitud y propiedades»
de la fuerza que mantiene a los planetas en sus órbitas, así como
el de «investigar matemáticamente sus efectos sobre el movimiento
de los cuerpos»; asimismo, señala que en el libro tercero de los
Principia había vertido «la sustancia de la versión primitiva a pro
posiciones en estilo matemático».
Si he insistido en lo que Newton dijo efectivamente de un modo
que al lector le pueda parecer innecesariamente pedante, ello se
debe a que se ha dado otra explicación totalmente distinta del uso
que hace Newton de la palabra «matemático» en el Sistema del
mundo. Este último se halla incorporado en la expresión: el «modo
matemático» de Newton5, que deriva de la versión inglesa del Sis
tema del mundo, publicada por vez primera en 1728, donde se
le hace decir a Newton
...por las leyes del movimiento, es seguro que estos efectos deben de proceder
de la acción de alguna fuerza.
Mas nuestro objetivo es tan sólo el de señalar la magnitud y propiedades
de esta fuerza a partir de los fenómenos, aplicando lo descubierto en algunos
casos simples a modo de principios, mediante los cuales, de modo matemático,
podamos estimar sus efectos en casos más complejos, dado que sería intermi
nable e imposible someter cada situación particular a observación directa e
inmediata.
Hemos dicho de modo matemático para evitar todo problema relativo a la
naturaleza o cualidad de dicha fuerza, que no deberíamos determinar por
medio de hipótesis alguna. Por consiguiente, dárnosle el nombre general de
fuerza centrípeta, ya que se trata de una fuerza dirigida hacia algún centro,
y en tanto en cuanto considere más en particular a un cuerpo en dicho cen
tro, la llamamos circumterréstre, circumjovial y de modo similar por lo que
respecta a otros cuerpos centrales6.
Estos dos últimos párrafos ofrecen un aspecto muy «newtonia-
no», si bien carecen de toda base de autenticidad en la propia copia
manuscrita de Newton del texto de esta obra, que sirvió de base
para el texto latino impreso (U.L.C. MS Add. 3990), no encontrán
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 113
dose tampoco en la transcripción hecha por un amanuense bajo la
dirección de Newton, que fue depositada en la biblioteca de la
universidad (U.L.C. MS Dd. 4.18). Existen algunas copias manus
critas de dicha obra, y en ninguna de ellas aparecen estos dos pá
rrafos. A pesar de ello, los que escriben sobre el método de Newton
siguen discutiendo el «'modo matemático’ de Newton», como si se
tratase de un genuino newtonianismo7, cosa que no se puede afir
mar en absoluto. El método matemático de los Principia incluía
el uso de sistemas matemáticos o constructos matemáticos y la apli
cación de técnicas matemáticas de la geometría y del álgebra, la teoría
matemática de las proporciones, la aplicación de series infinitas y
sobre todo el método de límites. Sugerir que el «modo matemático»
de Newton sea algo menos que todo esto es hacer una pantomima
de su magnífico logro.
Por lo que respecta al nombre dado por Newton a la fuerza
actuante en los movimientos celestes, hemos de observar que en el
Sistema del mundo escribe ciertamente que los planetas se ven man
tenidos «en órbitas definidas por fuerzas centrípetas» (sec. 3), uti
lizando las palabras «gravita» y «gravedad» exclusivamente en re
lación con los cuerpos que se hallan en la superficie de la Tierra
o en sus proximidades*. Escribe acerca de «las fuerzas centrípetas
[que] tienden hacia los cuerpos del Sol, la Tierra y los planetas»
(sec. 5), y muestra que dichas «fuerzas centrípetas decrecen como
el cuadrado de las distancias desde los centros de los planetas»
(sec. 6) y que «la fuerza circunsolar decrece... como el cuadrado
de la distancia desde el Sol» (sec. 9). Incluso la prueba de la Luna
se presenta como demostración de que «la fuerza drcumterrestre
decrece como el cuadrado de la distancia desde la Tierra» (seccio
nes 10, 11) y no como demostración de que la «fuerza drcumte-
rrestre» que actúa sobre la Luna no es otra cosa que la gravedad.
Naturalmente, cuando procede a la aplicación de la tercera ley para
mostrar que los satélites ejercen una fuerza sobre los planetas, ya
no utiliza la palabra «centrípeta», sino que introduce el término
«atracción», presumiblemente en el sentido de la sección 11 del
libro primero, en el que había dicho explícitamente que no tenía
en mente un significado físico particular. Con todo, no utiliza «atrac
ción» consistentemente*. Así, habla (sec. 22) acerca de «las fuerzas
de cuerpos pequeños», si bien, en el texto siguiente, discute estas
fuerzas en términos de «atraer» y «atracción mutua», y en la sec
ción 21 escribe que el «Sol atrae a Júpiter y los demás planetas,
Júpiter atrae a sus satélites...». En el Sistema del mundo (seccio
nes 23 y 24), Newton muestra que las «fuerzas proporcionales a la
cantidad de materia... tienden hada todos los cuerpos terrestres» y
116 La revolución newtoniana y el estilo de New toa
que «estas mismas fuerzas tienden hada los cuerpos celestes». Mas
también discute (sec. 23) «las fuerzas atractivas de todos los cuerpos
terrestres», e introduce (sec. 24) «la atracción de todos los plañe*
tas» hacia cualquier planeta dado junto con la «fuerza circumsolar»
y la «fuerza drcumjovial».
Así, en el Sistema delmundo, la transidón newtoniana de los
sistemas de constructos del libro primero al mundo de la realidad
física no avanzó tanto como en los Principia. Establece una fuerza
universal y muestra que la misma fuerza actúa sobre los satélites
planetarios, los planetas y los cuerpos terrestres, si bien utiliza la
palabra «atraedón», que considera como un término neutral10 (junto
con fuerza «circumsolar», «circumterrestre», «drcumjovial» y «cen
trípeta») y ni siquiera habla de la gravitación universal como de
una fuerza o de la gravitación en cuanto tal. Tan sólo después de
1685, cuando refunde el Sistema del mundo en el libro tercero,
dedde aparentemente que la fuerza universal debe recibir el ca
rácter concreto de la identificación positiva con la fuerza terrestre
de gravedad, de modo que se convierta en la gravitadón universal
por la que resultan famosos los Principia.
3.6. Los sistemas o constructos matemáticos y la reseña
de los Prindpia en el Journal des Sçavans
El uso newtoniano de los sistemas y constructos matemáticos
en un contexto físico podría llevar fácilmente a una interpretadón
totalmente errónea por parte de un crítico hostil. Uno de ellos, car
tesiano estricto, que puede haber sido Pierre Silvain Régis *, expresó
su opinión en el Journal des Sçavans (2 de agosto de 1688) como
sigue:
La obra del Sr. Newton es vina mecánica, la más perfecta que imaginarse
pueda, dado que no es posible hacer las demostraciones más precisas o más
exactas que las que élda en los dos primeros libros sobre la ligereza, la elas
ticidad, la resistencia de los fluidos y las fuerzas atractivas y repulsivas que
constituyen la base fundamental de la Física. Mas hay que confesar que no
se pueden considerar estas demostraciones más que como meramente mecánicas;
ciertamente, el propio autor reconoce al final de la página 4 y al comienzo de
la 5 que no ha considerado sus Principios en cuanto físico, sino en cuanto sim
ple matemático [ Giom étre] 2.
Por más que el tono sea inconfundiblemente peyorativo, no puede
haber duda de que el recensionista pudo captar adecuadamente el
carácter de los libros primero y segundo. La alusión final de la
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 117
página 4 y comienzo de la 5 se refiere a una afirmación de Newton
que aparece hacia el final de la def. 8: «has vires non physice sed
Mathematice tantum considerando» [considerando estas fuerzas no
físicamente, sino tan sólo matemáticamente]. Hay que subrayar que
el recensionista denomina a lo que Newton ha hecho una «mecá
nica», mientras que nosotros hablaríamos de un sistema imaginado
o constructo matemático o incluso de un tipo de modelo matemático
o de una situación o condición hipotética. Además, incluso en su
referencia a la frase citada, el recensionista transforma el mathema
tice en geometrice y cambia las «fuerzas» de Newton por «princi
pios» 3.
La alusión del recensionista a la parte inferior de la página 4
y a la parte de arriba de la 5 resulta especialmente interesante por
cuanto que Newton se preocupa allí de diferenciar el constructo
o sistema matemático de la realidad física, siendo ahí donde dice:
«Utilizo las palabras atracción, impulso o propensión de cualquier
tipo hada un centro indistintamente e indiscriminadamente, consi
derar dichas fuerzas no físicamente, sino tan sólo matemáticamente
[ non physice sed Mathematice tantum ].» En los dos primeros libros
no se dedica a «definir una espede o modo de acdón, o una causa
o razón física», advirtiendo concretamente al lector que se «cuide
de pensar que con palabras como éstas» ha hecho tal cosa. Además,
no «atribuye fuerzas real y físicamente a los centros (que son pun
tos matemáticos)» cuando «viene a decir que los centros atraen o
que los centros tienen fuerzas»4.
Con todo, el recensionista no llegó a captar la cuidadosa distin-
dón que Newton había estableado entre los «principios matemá
ticos» del libro primero (y del segundo) y su aplicadón a la «filosofía
natural», tal como ocurre en el libro tercero. De hecho, el recen-
sionista suponía que el propio libro tercero era tan sólo matemático
e hipotético, desarrollando, por consiguiente, a lo sumo una «me
cánica» y no una física o una filosofía natural: «E l [Newton] con
fiesa esto mismo al comienzo del tercer libro, donde, no obstante,
se esfuerza por explicar el Sistema d d Mundo. Mas ello se realiza
tan sólo mediante hipótesis, la mayoría de las cuales son arbitrarias,
y consiguientemente sólo pueden servir de fundamento a un tratado
de mecánica pura.» De hecho, el libro tercero comienza con una
serie de «hipótesis», al menos en la primera edidón. Es decir,
Newton enunda la base fenomenológica de su física, de su filosofía
natural, como una serie de «hipótesis», junto con dos preceptos me
todológicos y un enunciado indemostrable acerca del «centro dd
sistema del mundo»1. Así, cuando Newton invoca los resultados
de la observadón para mostrar hasta qué extremo los aspeaos del
118 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
sistema se adecúan a los fenómenos, lo hace (en la primera edición)
refiriéndose a una hipótesis particular. Por ejemplo, en la demos
tración de la proposición 1 (que los satélites de Júpiter se ven
impelidos hacia el centro de Júpiter por una fuerza continua que
varía inversamente al cuadrado de la distancia), Newton dice que
esto se sigue de la «Hypoth. V. & Prop. II vel. III. Lib. I.» y
«Hypoth. V. & Corol. 6. Prop. IV. ejusdem L ib ri»*. El recensio-
nista puede haber sido culpable de una pequeña malinterpretación
voluntaria o interesada, si bien Newton le había dado posiblemente
pie para creer que el libro tercero descansaba sobre «hipótesis», ya
que ello era literalmente verdad.
El recensionista reprocha también a Newton el hecho de que
« . . . basa la explicación de la desigualdad de las mareas en el prin
cipio de que todos los planetas gravitan mutuamente unos hacia
otros... Si bien dicha suposición es arbitraria y no ha sido demos
trada; por consiguiente, la demostración que depende de ella tan
sólo puede ser mecánica». Y concluía: «Para hacer un opus lo más
perfecto posible, el Sr. Newton no tiene más que darnos una Física
tan exacta como su Mecánica, cosa que hará cuando ponga movi
mientos verdaderos en lugar de esos que ha supuesto.»7 La subsi
guiente alteración en la designación de las «Hipótesis», que pasan
a denominarse «Regulae philosophandi» y «Phaenomena» puede ha
ber sido la respuesta directa de Newton a esta crítica*, pues de
ese modo podía dejar claro que el libro tercero presentaba una física
o filosofía natural basada en los fenómenos y no simplemente un
sistema puramente hipotético o imaginado, o un simple constructo
matemático.
Otra recensión, unos treinta años más tarde, también antinewto-
niana, emprendía un ataque un tanto diverso al no establecer una
distinción entre una «mécanique» y una «physique», sino entre el
punto de vista de un geómetra y de un físico. La recensión comienza
como sigue: «La reputación de esta obra no decae entre los geóme
tras, quienes admiran la fuerza y profundidad del genio del autor,
si bien la ponen en entredicho los físicos, quienes en su mayor parte
no han sabido cómo reconciliarse con una atracción [por una errata
se imprimió attention] natural, que pretende que se da entre todos
los cuerpos» (Mémoires pour l'histoire des Sciences & des beaux
arts [Trévoux, febrero de 1718], vol. 67, pp. 466-475). El recen-
sionista observa adecuadamente que los dos primeros libros de los
Principia se caracterizan por el ejercicio del «esprit Géométrique»
de Newton, siendo tan sólo en el tercer libro donde Newton procede
a tratar de la física. Resume muy adecuadamente las opiniones de
Newton a este respecto. En la física o filosofía natural no dispone
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 119
mos de la libertad de imaginar cualesquiera hipótesis que tengamos
a bien, y describe el punto de vista de Newton con las siguientes
palabras: «[Newton] dice que, a fin de alcanzar el conocimiento
del verdadero sistema del mundo, no se debe confiar en la propia
imaginación, sino que se ha de consultar a la naturaleza; que las
ficciones, por ingeniosas que sean, no dejan de ser ficciones, mien
tras que la experiencia conduce a la realidad» (Ibid., p. 470). A con
tinuación muestra de qué modo Newton suministra pruebas en apoyo
de la idea de la gravedad, describiendo con detalle el argumento
newtoniano según el cual la Luna cae constantemente a la Tierra
con una fuerza que varía como el inverso del cuadrado de la dis
tancia. En este contexto es menos importante que el recensionista
se enzarce en una cuestión técnica de la argumentación newtoniana
que el hecho de que capte con claridad la distinción existente entre
en carácter matemático de los dos primeros libros y el factor de
realidad que se introduce en el tercero, pasando de sistemas mecá
nicos o constructos al «verdadero sistema del mundo».
3.7. E l funcionamiento del procedimiento newtoniano en tres
pasos: comparación de los constructos de Newton con los
modelos de D esantes y con los que boy día se emplean
El procedimiento newtoniano de los Principia, que he designado
como el estilo newtoniano, se despliega en una alternancia de dos
fases o estadios de la investigación. En la primera, se determinan
las consecuencias de un constructo imaginativo mediante la aplica
ción de técnicas matemáticas a las condiciones inicialesrelativas a
entidades matemáticas en un dominio matemático. En la segunda
fase, se compara y contrasta la contrapartida física de las condiciones
iniciales o de las consecuencias con las observaciones de la naturaleza
o con las leyes y reglas basadas en la experiencia. Normalmente ello
da lugar a cierta alteración de las condiciones del constructo inicial,
produciendo una nueva fase primera, etc. Tal constructo matemático
se funda usualmente en un sistema natural simplificado e idealizado
respecto al cual constituye la matematización y el análogo. La su
cesión de las fases uno y dos puede terminar generando un sistema
que parece incorporar todas las complejidades de la naturaleza.
Es grande la tentación de pensar que tales constructos o siste
mas matemáticos, con sus conjuntos de condiciones iniciales, son
un cierto tipo de «hipótesis»; mas hacer tal cosa constituye un
tangible peligro de malinterpretar el proceder de Newton. A este
respecto debemos señalar algo acerca de la expresión «hipótesis».
120 La revolución newtoniana y el estilo de Ncwton
Esta palabra no es más que el término griego para «suposición»
o para una presuposición en un argumento. En los textos latinos del
siglo xvii se utiliza en cierto modo de manera intercambiable con
suppositio, que constituye un nombre tardío, esto es, no clásico.
Así; cuando Descartes escribe en francés, utilizará une supposition,
lo que puede aparecer en una versión latina sea como suppositio,
sea como bypothesis. En 1672, Newton opuso serias objeciones
cuando el padre Pardies denominó «hipótesis» a la teoría newto
niana de la luz; la razón de ello estriba en que Newton creía que
no se había limitado a suponer sus conclusiones, sino que las había
derivado de los experimentos (probándolas con ellos). En la época
de la redacción de los Principia, la palabra «hipótesis» aún no tenía
para Newton el sentido peyorativo extremo de la consigna posterior
«Hypotheses non fingo». En el comienzo del libro tercero (1687)
y en la sección 9 del libro segundo no sólo aparecen «hipótesis»
explícitamente tildadas de tales, sino que además muchas deduccio
nes matemáticas contienen la expresión «per hypothesin», aludiendo
a la cláusula condicional de la proposición a demostrar. (Más tarde,
en 1729, Motte traducirá dichas expresiones no como «por hipó
tesis», sino como «por el supuesto».) Con todo, hacia la década
de 1690, Newton comenzó a adoptar una línea dura acerca de las
hipótesis; comenzó a sentirse molesto con quienes tramaban una
nueva hipótesis ad hoc para cada fenómeno, de modo que (tal como
él señalaba) hubiese tantas hipótesis como fenómenos, lo que difí
cilmente haría avanzar la ciencia verdadera. En los años siguientes,
empezó a utilizar comedidamente la palabra «hipótesis» en sus pro
pios escritos, y a menudo en relación con una proposición indemos
trable o tal vez no demostrada (como en las dos «hipótesis» del
libro tres de la segunda y tercera edición). Sin embargo, tildó de
«hipótesis» aquellas teorías de sus rivales y animadversores que
deseaba desacreditar.
Por consiguiente, hemos de ser muy cautos con la palabra «hi
pótesis» al leer los primeros escritos de Newton o al discutir su
metodología. Cada uno de los constructos propuestos por Newton
en los Principia posee un conjunto de condiciones o supuestos ini
ciales que podrían denominarse propiamente «suposiciones» y tra
ducirse al latín como hypotheses. Con todo, dichos constructos no
son «hipotéticos» en un sentido general, dado que no se proponen
como sistemas puramente imaginarios para dar cuenta de la natu
raleza física o para explicar fenómenos particulares. Muchos de los
constructos de Newton no son sino matematizaciones de condiciones
naturales simplificadas o ideales, o pueden basarse sea en generali
zaciones de tales condiciones, sea en variaciones imaginadas de tales
>. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 121
condiciones. No serían aceptables si resultasen contradecir las leyes
experimentales o los resultados de la observación, en el sentido en
que los vórtices de Descartes llevan a una contradicción con las
leyes de Kepler.
En cuanto matemático puro, Newton no necesitaba poner res
tricción alguna a los constructos o sistemas imaginados cuyas pro
piedades deseaba examinar, si bien en cuanto filósofo matemático
natural tenía por meta inventar y elaborar las propiedades tan sólo
de aquellos constructos que parecían razonables y que parecían tener
la posibilidad de ser útiles para la filosofía natural, a fin de explicar
el mundo tal y como se muestra por experimentación y observación.
Newton era siempre y por encima de todo un matemático, por lo
que no podía restringirse por entero a las condiciones naturales. El
instinto del matemático lo lleva siempre a las generalizaciones, y
veremos más adelante de qué modo realizó Newton precisamente
tales generalizaciones de las condiciones de las leyes de Kepler y
de la ley de Boyle.
Sin embargo, no puede dudarse de que el objetivo principal de
los Principia no se reduce a los constructos y sistemas matemáticos
en general, sino que se orienta primariamente a aquéllos que pue
dan o bien aproximarse o bien ser equivalentes al mundo experi
mental de la naturaleza. Con esto quiero decir que tenía que con
cordar con los principios generalmente aceptados de la física newto
niana, que deberían predecir (o retrodecir) los datos de observación
y experimentación (o las leyes basadas en dichos datos) y que en
cierto grado deberían parecer razonablemente ser los análogos de sis
temas que tienen o pudieran tener lugar en la naturaleza. Por su
puesto que nunca se puede decir de ningún constructo semejante que
es equivalente a la realidad de la naturaleza, ya que ello entrañaría
un conocimiento de la realidad natural que haría ociosa la necesidad
del constructo, excepto en tanto en cuanto simplifique los cálculos.
Mas Newton, en los Principia, estaba muy interesado en saber si
las condiciones que investigaba eran tan sólo matemáticas o si podían
ser las condiciones de la naturaleza. Este aspecto se pone de mani
fiesto en los ocasionales escolios «filosóficos» de los libros primero
y segundo de los Principia, donde Newton plantea el problema
de si la situación que se discute podría o no aplicarse a la física,
aunque sólo fuese en un grado limitado, sin restringirse tan sólo
a un constructo. Ya hemos visto ejemplos de tales escolios, si bien
aparece uno especialmente notable al final de la sección 14 del
libro primero. Tras reconocer la «analogía» que existe «entre las
propiedades de los rayos de luz» y el movimiento de ciertos «cuer
pos pequeñísimos», Newton dice haber «...decidido adjuntar las
122 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
siguientes proposiciones para fines ópticos, aun cuando no discuta
en absoluto la naturaleza de los rayos (esto es, si son o no cuerpos),
determinando tan sólo las trayectorias de los cuerpos que son muy
semejantes a las trayectorias de los rayos [de luz]» (escolio que
sigue a la proposición 96, sección 14 del libro primero).
Podemos ver aquf un ejemplo de las fases una y dos. En la
segunda, Newton trata de hallar hasta qué punto las leyes o propo
siciones de uno u otro constructo son congruentes o se asemejan
estrechamente a las leyes fenomenológicamente determinadas. En los
Principia, Newton no explora la fase dos plenamente más que por
lo que respecta al sistema del mundo: el movimiento y propiedades
físicas del sol, la tierra, los planetas, las lunas y los cometas, así
como ciertos fenómenos terrestres del tipo de las mareas, la caída
de los cuerpos y la forma de la tierra. Una vez que se ha visto que
tales congruencias o estrechas semejanzas se dan, o una vez que se
ha alcanzado la conclusión de que las condiciones del constructo
se pueden modificar a fin de que se aplique a la explicación de la
naturaleza, entonces la investigación puede proceder a la fase tercera,
el uso de los principios,leyes y reglas descubiertas en las fases uno
y dos en la elaboración del sistema del mundo.
Newton no limitó estrictamente tales constructos a las condi
ciones simplificadas de la naturaleza o a las condiciones que pen
saba que podrían darse de hecho en la naturaleza, sino que en casi
todos los casos el constructo tendía a ser en cierto modo similar
a la naturaleza, por simplificada que fuese, o representaba una si
tuación natural con un cambio en el valor o la potencia de algún
término, o incorporaba una posibilidad o potencialidad natural de
acuerdo con la visión que Newton tenía de la naturaleza. Así, Newton
podría proponer un constructo en el que (quizá tan sólo temporal
mente) podrían eliminarse una o más condiciones naturales, tales
como las interacciones gravitatorias entre los planetas. Con todo,
Newton nunca utilizó un constructo que fuese estrictamente en
contra de los principios de la naturaleza común o personalmente
aceptados, como podría ser un sistema en el que pudiese darse una
masa «física» sin la propiedad de la inercia. Por ejemplo, Newton
era consciente de que en la naturaleza la resistencia de los medios
físicos es siempre, caeteris paribus, alguna fundón de la veloddad
de un cuerpo. Consiguientemente, Newton tomaba en cosideración
casos en los que la resistencia puede depender de la velocidad de
diferentes maneras, si bien nunca examinó una resistenda que fuese
independiente de la veloddad o que disminuyese a medida que au
menta la veloddad.
3. La tevoludón newtoniana y el estilo de Newton 123
Conociendo la ley armónica de Kepler, según la cual «los tiempos
periódicos son como la potencia 3 /2 de los radios», examinó tam
bién las consecuencias de suponer que «el tiempo periódico es cual
quier potencia R" del radio R » *. Partiendo de la ley de Boyle bajo
la forma de que la densidad de un gas es como la compresión, halló
que las fuerzas centrífugas eran como 1 /D , siendo D la distancia
entre las partículas, y a la inversa. Generalizó inmediatamente este
resultado de un modo que transciende las limitaciones de la naturaleza
física, considerando que los cubos de las fuerzas de compresión son
«como la cuarta potencia de las densidades», y que «los cubos de
las fuerzas de compresión» serán como la quinta o incluso la sexta
potencia de las densidades». En el caso más general, «las fuerzas
de compresión» son como la raíz cúbica de En* 2, donde E es la
densidad «correspondiente a una fuerza de repulsión entre las par
tículas que es inversamente como cualquier potencia D" de la distan
cia» (escolio a la proposición 23 del libro segundo).
Estos ejemplos muestran una naturaleza simplificada o ampliada,
pero nunca chocan frontalmente ni con los principios de la naturaleza
según las creencias de Newton, ni con los fenómenos naturales de
acuerdo con sus conocimientos. Difieren por tanto del uso aparente
que hace Descartes de los modelos en su Dioptríque (1637), donde
Descartes introduce tres modelos para ejemplificar la transmisión
de la luz, siendo cada uno de ellos una contradicción fundamental
con sus propios principios de filosofía natural o con su concepción
de la naturaleza. Uno de los modelos es el de una pelota de tenis
que se mueve a una velocidad finita y cuya velocidad se altera
cuando pasa de un medio a otro 2, siendo así que Descartes insistía
en que la transmisión de la luz debía de ser instantánea. Otro de
ellos compara la propagación de la luz a las uvas contenidas en «una
cuba completamente llena de uvas medio aplastadas» inmersas en
vino, disponiendo la cuba de uno o dos agujeros en el fondo. Este
modelo tiene por objeto ejemplarizar la materia sutil (el vino) que
llena todo el espacio y las «partes más pesadas del aire, así como
otros cuerpos transparentes». Una vez más, el movimiento es aquí
finito y no instantáneo (Descartes, 1965, p. 69 [trad. castellana citada
en la Bibliografía, pp. 62-63]). En un tercer modelo, Descartes com
para el movimiento de la luz con un ciego provisto de un bastón, en
cuyo caso no hay una pérdida de tiempo de transmisión, ya que el
ciego siente la sensación en su mano en el mismo instante en que
el bastón golpea un objeto3. Si el bastón es rígido (de lo contrario
la transmisión llevará tiempo), este modelo no preserva la distinción
cartesiana entre movimiento y tendencia o inclinación (conatus) al
movimiento, dado que el bastón rígido no puede transmitir una
tendencia o inclinación al movimiento sin transmitir al mismo tiempo
el propio movimiento.
Estos modelos difieren en su acción del mundo natural, según
los propios principios de Descartes, por lo que en el pensamiento
de éste desempeñan una función muy distinta de la desempeñada
por los constructos o sistemas imaginados del pensamiento newto-
niano. En cierto sentido, el proceder de Descartes se asemeja al uso
de modelos en la física clásica, donde el argumento analógico puede
suministrar información útil. Así, por ejemplo, en física clásica
puede concebirse un modelo de un gas compuesto por partículas
elásticas en movimiento, del que pueden extraerse ciertas conclu
siones relativas a la energía, la temperatura, etc. De manera seme
jante, Descartes utiliza su modelo de la pelota y la raqueta de tennis
para derivar la ley de refracción, que se publicó por vez primera en
su Dioptrique (1637) (véase Sabra, 1967, cap. 4).
Al introducir estos modelos en la Dioptrique, Descartes deja
claro que es consciente de «la gran diferencia que existe entre el
bastón de este ciego y el aire u otros cuerpos transparentes por
medio de los cuales vemos» y que se ha limitado a establecer una
«comparación» (com paraison); las uvas en el vino constituyen tam
bién una comparación similar. En una carta a Morin (13 de julio
de 1638), Descartes aludía de nuevo al ejemplo de un ciego con
un bastón, denominándolo una «comparación» que habría sido
introducida principalmente «pour faire voir en quelle sorte le mou-
vement peut passer sans le mobile»4. De ahí que dicho modelo se
presente a fines puramente heurísticos; es decir, no para mostrar
cómo sea la luz o su transmisión, sino más bien para indicar que
el tipo de propiedades del movimiento a que alude puede darse
en la naturaleza. En cuanto tal, este uso de los modelos es similar
a la evocación de fuerzas magnéticas y eléctricas en un argumento
relativo a la gravitación, en cuyo caso no se indica que la gravitación
sea eléctrica y magnética, ni siquiera que tenga una causa u origen
similar, sino que tan sólo se muestra que las atracciones se dan en
la naturaleza. Descartes utiliza también la palabra comparaison en
Le monde*.
Hoy día, el diccionario da «símil» y «metáfora» como sinóni
mos fundamentales de «comparación». Un símil es «una compara
ción imaginativa entre objetos que son esencialmente diversos, ex
cepto en ciertos aspectos»6, lo cual se aplicaría igualmente al uso
de modelos en el pensamiento científico. La diferencia fundamental
entre la comparaison de Descartes y los modelos que se han con
vertido en característicos del pensamiento científico estriba en que
Descartes deseaba ilustrar una única propiedad por medio de una
124 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
) . La revolución newtoniana y el estilo de Newton 123
comparatson, mientras que el uso de modelos tiende a poner de ma
nifiesto propiedades de la naturaleza que no se podrían descubrir
por observación y experimentación directas o como consecuencia de
una teoría. Un uso alternativo de modelos se da en relación con
una teoría que o bien no se halla bien establecida o no es plenamente
aceptable, o bien presenta ciertos conceptos o principios que van
hasta tal punto en contra de la ciencia convencional, que el autor
alude a su creación hablando de un modelo más bien que de una
teoría. Así, Bohr presentó su teoría de la estructura atómica y de
las líneas espectrales en relación a un «modelo», mientras que
Einstein tampoco aludía a una «teoría de los fotones»7.Mas, como
señala Mary Hesse, hoy día «sería extraño hablar de un modelo
ondulatorio del sonido»*. Lo que Descartes pretendía era reducir
los fenómenos complejos a sus «naturalezas simples», a entidades
de las que poseemos cierto conocimiento, como la materia y el
movimiento*. Cada una de las cotnparatsons hechas por Descartes
ilustraban una única propiedad particular o aspecto de la luz me
diante un sistema mecánico. Al parecer nunca consideró que un
único modelo mecánico pudiese exhibir todas las propiedades de la
luz, tal vez porque en tal caso el modelo habría de reproducir
todas las complejidades de la naturaleza misma, por lo que no re
sultaría útil para nuestro entendimiento.
Así pues, en un sentido real, el uso cartesiano de los modelos
puede resultar afín al modo en que los científicos y los filósofos
de la ciencia utilizan «modelos» en nuestros días. Como veremos
más adelante, Newton no sólo creía que la materia era corpuscular,
sino además que las partículas o están dotadas de fuerza o disponen
de fuerzas asociadas a ellas. De este modo podemos ver por qué,
cuando Newton considera un gas o fluido elástico que obedece a
la ley de Boyle, puede preguntarse legítimamente cuál es la ley de
fuerza que produce esta relación. Mas cuando procede luego a pro
poner un sistema explicativo de la ley de Boyle, actúa de una manera
que, como en el caso de las cotnparaisons de Descartes, resulta simi
lar al uso actual. En efecto, los documentos indican que Newton
rara vez (si es que ocurrió alguna) escribía con una genuina con
vicción acerca de tales fuerzas corpusculares, y en tal caso (como
hemos visto más arriba) se plantean problemas reales, como es que
acaben en partículas próximas. Newton dijo específicamente (en el
escolio a la proposición 23 del libro segundo) que «es un problema
físico que los fluidos elásticos [i.e., los gases compresibles] cons
ten realmente de partículas que se repelan de este modo unas a
otras». Lo único que había hecho era demostrar «matemáticamente
la propiedad de los fluidos [elásticos] que constan de partículas de
126 La revolución newtoniana y el estilo de Newtoa
este tipo», de modo que los filósofos naturales puedan «tener ocasión
de discutir el problema». Las comparaisons cartesianas y los «mo
delos» newtonianos difieren en un aspecto fundamental, dado que
en las comparaisons de Descartes la luz se toma como (o se compara
con) una corriente de partículas en movimiento o una especie de
movimiento, siendo así que para Descartes la luz no es más que un
conatus o tendencia al movimiento. Sin embargo, para Newton
quedaba abierta la posibilidad de que su explicación de la ley de
Boyle pudiese corresponder a la situación real de la naturaleza, trans
cendiendo de este modo la propiedad de ser un «modelo», tal y
como interpretaríamos dicho término. Veremos en el apartado $ 3.11
que Newton intentó construir sistemas orientados a la explicación
de las propiedades de la luz, que hasta cierto punto pueden participar
del carácter de los «modelos».
Frente a Newton, Descartes confirió un carácter realmente hipo
tético de su óptica, ya que introdujo tales comparaisons falsas según
sus propios principios. Pero fue aún más lejos en su Discours de
la métbode, Le monde y los Principia pbilosophiae, cuando confiesa
a sus lectores que introduce fábulas o novelas (romances)10. En
algún caso llega incluso a decir que utiliza hipótesis falsas 11. Al
comienzo mismo de los Principia, Newton podría dar la impresión
de haber construido también un universo imaginario o ficticio; esto
es, procede como si hubiese inventado un sistema imaginario que
transciende absolutamente la realidad. Este problema habría de
surgir tan pronto como comenzó a redactar sus pensamientos ma
duros relativos a la fuerza, el movimiento y la mecánica celeste en
la obra que terminó por convertirse en los Principia. Se encontró
frente al problema del sistema imaginario versus la realidad en
el primero de los tres «axiomata sive leges motus». Dicha ley co
mienza diciendo «corpus omne perseverare in statu suo quiescendi
vel movendi uniformiter in directum» («todo cuerpo persevera en
su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo»), para se
ñalar la condición «nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum
ilura mu tare» («excepto en tanto en cuanto se vea obligado a mudar
ese estado en virtud de fuerzas impresas en él»). En el mundo real,
en el que cada uno de los cuerpos atrae y es atraído por todos los
demás cuerpos, no cabe la posibilidad de que un cuerpo dado no
tenga «fuerzas impresas en él», viéndose así «obligado a mudar ese
estado». En cierto sentido, podemos decir que Newton se limitaba
a indicar que la primera iey tan sólo rige en una situación pura
mente imaginaria y ficticia o hipotética, sea en un universo que con
tenga un solo cuerpo sin campos de fuerza o en un universo en
el que los cuerpos no interactúen gravitatoriamente entre sí a .
) . La revolución newtoniana y el estilo de Newton 127
Con todo, la caracterización del primer axioma o ley del mo
vimiento como pura ■ hipótesis conferiría a la elaboración newto-
niana de la dinámica un carácter completamente opuesto a las in
tenciones y modo de proceder ordinario de Newton. Por el con
trario, sería más adecuado al espíritu de los Principia decir que
Newton está proponiendo aquí un sistema extremadamente imagi
nario que, en su estado puro, no posee más que una analogía limi
tada con el mundo de la física ordinaria; en tal sistema, no hay más
que un solo cuerpo (o partícula o punto de masa) que se puede
mover libremente a través del espacio sin resistencia, no estando
sujeto ni a la acción de ninguna fuerza externa producida por otros
cuerpos ni a campos de fuerza. Este es de hecho el constructo ma
temático que el propio Newton propondrá en breve en la propo
sición 1, donde parte precisamente de un cuerpo único semejante
que se mueve con movimiento puramente inercial en un espacio
libre de resistencia y en ausencia de fuerzas externas o campos de
fuerzas. Este es el sistema plenamente imaginario que Newton va a
utilizar, con otras palabras, a fin de ilustrar el nexo existente entre la
ley de inercia y la ley de áreas de Kepler, estableciendo de este
modo el significado y alcance de dicha ley. Por más que tal sistema
no pueda existir en la naturaleza, podemos aproximarnos mental
mente a él en los vastos espacios vacíos que se extienden más allá
del sistema solar, en los que las fuerzas gravitatorias son mínimas u.
Con todo, el propio Newton no sugiere tal aproximación a su sis
tema imaginario.
Resulta significativo que, en las dos ocasiones en que Newton
introduce este sistema, añada una ulterior condición que lo con
vierte en el tipo de constructo que utiliza normalmente en la fase
primera del estilo que caracteriza al libro primero de los Principia.
Así, en la proposición 1 del libro primero, Newton muestra que bajo
las condiciones iniciales de su sistema imaginado, el cuerpo, par
tícula o punto de masa en movimiento barrerá áreas iguales en
tiempos iguales mediante una línea trazada desde él a cualquier
otro punto del espacio que no se halle en la línea del movimiento.
Mas entonces introduce una fuerza externa por cuya acción el cuerpo
en movimiento recibe un golpe o impulso único e instantáneo que
altera tanto la dirección como la magnitud del movimiento origi
nal; tras un lapso de tiempo, tiene lugar otro empuje, seguido des
pués de otro, etc. Newton hace que el tiempo transcurrido entre
golpes sucesivos disminuya indefinidamente, con lo que en el límite
se da una fuerza continua. La primera alteración del sistema ima
ginado de la proposición 1, mediante la introducción de un único
golpe o impulso que produce un cambio en el movimiento (o mo-
128 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
mentó), corresponde a la alteración del sistema imaginario propuesto
para el axioma 1 (o ley 1) mediante la introducción del axioma2
(o ley 2). La condición de la posibilidad de la ley 1 («excepto en
tanto en cuento se vea obligado a mudar ese estado en virtud
de fuerzas impresas en él») se toma en la condición de realidad
de la ley 2, que enuncia lo que ocurre cuando una fuerza se imprime
sobre un cuerpo.
Un cuerpo único en el universo sin fuerzas ni resistencias y sin
ningún otro cuerpo con el que pueda entrar en colisión constituye
un caso extremo de sistema imaginario en los Principia. Tan extremo
resulta que de hecho Newton no insiste en él. En los ejemplos físi
cos orientados a ejemplarizar la ley 1, mostrando que en la natura
leza se da una continuación del movimiento inerdal, Newton no
invoca una partícula en alguna región remota del universo, muy
alejada de otros cuerpos y consiguientemente apartada de las fuer
zas gravitatorias de magnitud significativa u observable. Por el
contrario, los ejemplos que da incluyen el movimiento circular
(o curvilíneo), en el cual hay una fuerza actuante, si bien está diri
gida hacia el centro, por lo que resulta perpendicular al movimiento
inercial tangencial. Según la regla utilizada para hallar los compo
nentes de las fuerzas que producen aceleraciones en una dirección
cualquiera dada (F x eos 9), la componente que afecta al movimiento
inercial (F x eos 90°) es nula. El análisis matemático ha suministrado
un ejemplo de un movimiento inercial de larga duración presente
en las regularidades del sistema solar que se han observado durante
milenios .
La razón por la cual el ejemplo anterior resulta extremo, yendo
mucho más allá de las condiciones de los constructos o sistemas
matemáticos ordinarios de la fase primera, estriba en que estos
últimos son usualmente matematizaciones de una naturaleza sim
plificada e idealizada. Dejando de lado las perturbaciones, el sis
tema físico Sol-Tierra se conduce en gran medida como el constructo
de las proposiciones 1 y 2 del libro primero de los Principia. La
Tierra es tan pequeña y de masa tan insignificante en comparación
con el Sol que se puede tomar por una partícula que se mueve en
torno a un centro de fuerza fijo. Esto es, la acción de la Tierra para
mover al Sol resulta totalmente despreciable o, lo que es lo mismo,
el centro común de gravedad en torno al cual se mueven el Sol y la
Tierra en sus órbitas no sólo se halla en el interior del cuerpo solar,
sino que además se halla muy próximo al centro del Sol. La situación
es muy otra en el caso del sistema Tierra-Sol o incluso en el del
sistema Sol-Júpiter; pero, con todo, el sistema Tierra-Sol es el punto
de partida del constructo de un punto de masa moviéndose en tomo
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 129
a un centro de fuerza. Mas no hay un punto de partida tan simple
para el sistema del movimiento puramente inercial, por lo que New
ton no tuvo a bien dar ejemplo alguno de una situación que se apro
ximase siquiera al movimiento puramente inercial, quizá debido a
la temible implicación de que el movimiento inercial puro procede
por una trayectoria rectilínea indefinidamente, lo cual entraña in
mediatamente propiedades de infinitud e ilimitación para el espacio
que puede perfectamente haber querido evitar. En cualquier caso,
vadeó la dificultad introduciendo inmediatamente (como hemos vis
to: proposición 1, ley 1— ley 2) una ulterior condición con la que
se pone cota a la extensión indefinida o infinita del movimiento “ .
En cierto sentido, Newton desafiaba a la nueva ciencia, que
tendía a partir de leyes y propiedades empíricamente establecidas.
Galileo, por ejemplo, estaba menos interesado en la construcción
de sistemas físicos posibles o imaginados que en basar sus defini
ciones y leyes en la propia naturaleza (véase $ 1.4), mientras que
Newton comienza (fase uno) con constructos o sistemas imaginados,
como el sistema de un cuerpo con un campo de fuerza central, a
fin de proceder luego a la ley de áreas que, según él, se basaba en
los fenómenos. Kepler había puesto en primer lugar el paso newto-
niano a la fase tercera, dando primacía a la naturaleza de la fuerza
solar y a los principios del movimiento en búsqueda de leyes pla
netarias. De hecho, Newton parece asemejarse en parte en esta pri
mera fase a los escolásticos del siglo xiv más bien que a los
fundadores de la nueva ciencia, puesto que también aquéllos habían
construido sistemas matemáticos para explorar luego las consecuen
cias de las condiciones que habían impuesto. Con todo, se daba
una diferencia fundamental entre ellos, dado que Newton siempre
tenía en mente una fase dos, siendo así que los pensadores medie
vales no parecen haberse preocupado en absoluto por el problema
de hasta qué punto sus sistemas matemáticos, o las leyes que deri
vaban de ellos, podrían ser o no válidos para explicar el mundo
físico de la naturaleza exterior.
3.8. E l tercer paso de Newton y su secuela:
la causa de la gravitación
La gran ventaja del procedimiento en tres fases de Newton es
triba en que separa las cuestiones científicas básicas en diversas
categorías. En la primera fase, Newton puede examinar las conse
cuencias de cualesquiera condiciones o condición que considerase
matemáticamente interesantes o estimulantes, pudiendo hacerlo se
gún le guiase su inspiración, sin verse bloqueado o desviado por
130 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
problemas relativos a si cierta fuerzas o condiciones de resistencia
se dan de hecho o no en la naturaleza (o si pudieran o no darse). Ya
hemos visto, en el caso de Huygens, cuán inhibidor resultaba no
gozar de esta libertad.
Es difícil exagerar esta ausencia de una restricción prematura
de los esfuerzos creativos de una imaginación científica como la
de Newton. Cuando en 1679 Hooke planteó explícitamente el pro
blema de los movimientos planetarios debidos a una combinación
de una componente inercial y una fuerza centrípeta, Newton no se
detuvo a considerar en su respuesta si existía alguna clase de fuerza
conocida que pudiese extenderse desde el Sol a la Tierra, a Saturno
o incluso más allá; tampoco se paró a considerar si tal fuerza era
el resultado de una presión, de un bombardeo de partículas de éter,
o el efecto de un vórtice o de un éter con diversos grados de den
sidad. Para Newton, estas consideraciones adquirieron gran im
portancia en relación con la fuerza actuante sobre los planetas tan
sólo una vez que hubo explorado las consecuencias matemáticas de
las condiciones planteadas por Hooke ‘ . Esto es, Newton pudo tomar
en cuenta el problema del movimiento planetario en sus aspectos
matemáticos, y sólo después, una vez descubierto que sus resultados
se conformaban con la experiencia, tuvo que enfrentarse al problema
físico (o «filosófico», para utilizar sus propias palabras), de qué
tipo de entidad podría ser esta fuerza centrípeta. Cuando consideró
que el sistema simple utilizado al principio del libro primero de los
Principia se adecuaba a la realidad, había muchas explicaciones físi
cas de la fuerza planetaria que hubieran parecido posibles (incluso,
algún tipo de vórtice o conjunto de ellos2); mas tan pronto corno-
descubrió que la fuerza planetaria es mutua, ejercida por el Sol sobre
cada planeta y por cada uno de los planetas sobre el Sol, siendo
además esta fuerza la misma que mantiene a la Luna en su órbita
e idéntica a la gravedad terrestre, entonces todas las explicaciones
físicas conocidas se vinieron abajo2.
En esta etapa del desarrollo de su pensamiento se abrían ante
sí tres posibilidades. Uno de ellas consistía en suponer que la na
turaleza había dotado a los cuerpos de fuerzas que pueden actuar
sobre otros cuerpos a grandes distancias por el espacio vacío; pero
ello contravendrían los principios aceptados de la filosofía mecánica
a la que Newton se había sumado y que, en tal caso, habría de
sufrir una modificación. La segunda consistía en abandonar la me
cánica celeste que había desarrollado y rechazar su propia creación
por elhecho de recurrir a la «atracción», que constituía un tipo de
concepto supuestamente barrido de la ciencia. La tercera consistía
en aceptar el «hecho» de la gravitación universal y dedicarse a exa-
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 131
minar posibles mecanismos o causas de su acción que hace que los
cuerpos tiendan a moverse unos hada otros como si de una atrac
ción se tratase.
Actualmente, muchos estudiosos piensan que Newton adoptó la
primera de estas posiciones, si bien la gran masa de testimonios
documentales hablan en contra, a mi entender. Tal como yo veo las
cosas, Newton consideró que podría construir el sistema de los dos
primeros libros de los Principia desde una perspectiva matemática,
en términos de una serie de constructos o sistemas imaginados cuya
realidad o falta de realidad física no se tomaba fundamentalmente
en consideración en esta fase de la investigación. En la segunda fase,
descubrió que ciertas formas del constructo o sistema básico llevaban
a un acuerdo con los fenómenos en una medida tal que le permitía
confiar en que el constructo no fuese ficticio; esto es, predecía o
retrocedía los fenómenos conocidos y aún efectos nuevos todavía
desconocidos que fueron posteriormente confirmados por las obser
vaciones. La tercera fase consistía en la elaboración del sistema del
mundo, en la aplicación de los principios matemáticos a la filosofía
natural. Los resultados fueron magníficos. Entonces, se dedicó en
su mundo privado, y no en el ámbito público de los Principia, a la
investigación de la causa de la fuerza de la gravedad, la fuerza que
hace que los cuerpos sean pesados sobre la tierra y se aceleren hacia
abajo en la caída libre, la fuerza con que la Tierra tira de la Luna
para mantenerla en su órbita, la fuerza ejercida por la Luna y el Sol
en la producción de las mareas, y la que ejercen el Sol y los planetas
unos sobre otros. Algunas de las propiedades de dicha fuerza habían
sido puestas de manifiesto por las investigaciones matemáticas de
las fases uno y dos, así como por sus aplicaciones en la fase tres: la
gravedad se extiende a grandes distancias, disminuye como el cua
drado de las distancias a los cuerpos, es nula en el interior de capas
esféricas homogéneas, es ejercida por un cuerpo esférico homogéneo
o por un cuerpo compuesto de capas esféricas concéntricas (sobre
una partícula o cuerpo exterior) como si toda su masa estuviese
concentrada en su centro geométrico, y actúa sobre un cuerpo pro-
porcialmente a su masa o cantidad de materia y no proporcionalmen
te a su superficie, difiriendo así de las acciones mecánicas del tipo
de la resistencia al movimiento de los fluidos o de la producción del
movimiento por presión.
El sistema newtoniano de la tercera fase le lleva así a una pos
tura que ha de haber parecido chocante. Según los cánones aceptados
de la filosofía natural, no se podía concebir un modo mediante el
cual una fuerza pudiese actuar de acuerdo con estas propiedades4.
Y sin embargo, semejante fuerza (como más tarde diría) «existe
132 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
realmente» y, de acuerdo con estas propiedades, explica los fe
nómenos del mundo. La fase tres tenia una secuela, cual es el pro
ceso de descubrir la causa de la gravedad y comprender de qué
modo puede operar la gravedad. La fase tercera equivale a cons
truir una nueva filosofía natural en la que la fuerza de la gravita
ción universal sea un ingrediente esencial. La secuela de la fase
tercera puede conllevar incluso la construcción de mecanismos ex
plicativos o modelos cuasi-físicos que den cuenta o expliquen la
atracción gravitatoría. La salida más simple hubiera sido para New
ton suponer que la gravedad era una propiedad esencial de la ma
teria y dejarlo así, tal y como hizo Cotes al escribir su prefacio a
la segunda edición de los Principia de Newton, y tal como Bentley
porecía hacer (véase el párrafo § 3.9). Mas Newton señaló una y
otra vez que no consideraba de este modo la gravedad, como esencial
a la materia, tal y como ocurre con la impenetrabilidad y la iner
cia s. Lo veremos tratando sucesivamente de dar cuenta de la grave
dad mediante una especie de bombardeo de éter, mediante la elec
tricidad, mediante un nuevo tipo de éter omnipresente de densidad
variable, pero ninguna de tales explicaciones funcionó plenamente
y en detalle. Una de las razones de su fracaso es que todas ellas
constituyen modelos mecánicos de acción y hoy día sabemos que la
gravedad no se puede explicar mecánicamente. Nunca pasaron de ser
hipótesis, suposiciones o especulaciones que no funcionaban. Con
todo, Newton nunca cejó en su empeño de proseguir esta investi
gación, como sabemos merced a documentos tales como su propuesta
revisión tentativa de los Principia y las últimas cuestiones planteadas
para la Optica, donde se publicaron. Al investigar la «causa» de
la gravedad, Newton deseaba de hecho encontrar algún tipo de
mecanismo causal que diese cuenta de su acción e hiciese parecer
razonable su existencia.
En la época en que escribió los Principia, puede haber estimado
que lo más plausible era que dicha explicación consistiese en algún
tipo de lluvia etérea o corriente de partículas de éter. Se encuentran
pruebas de ello en la primera edición de los Principia, en la única
alusión que allí se hace a una posible causa de la gravedad o de la
atracción gravitatoria. Tal cosa aparece en la introducción a la sec
ción 11 del libro primero, cuando introduce formalmente el sistema
de dos cuerpos. En este famoso pasaje (discutido en el aparta
do S 3.3), hemos visto cómo decía Newton que consideraría las
mutuas fuerzas centrípetas de los cuerpos como «atracciones, por
más que tal vez, si hablamos el lenguaje de la física, deberían ser
denominadas con más verdad impulsos». Los impulsos o fuerzas
de percusión instantáneas se derivan de la acción de algunos tipos
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 133
de partículas que golpean un cuerpo, tal y como ocurre en una
lluvia o corriente de partículas de éter. A partir de aquí, Newton
inventó y puso a prueba toda una serie de «modelos» explicativos
de acción física, ninguno de los cuales resultó plenamente satisfac
torio, sin que por tanto ninguno de ellos superase nunca la condi
ción de un mero «modelo», no alcanzando jamás el estado de lo que
Newton podía concebir como verdadero o real. Estos pretendidos
«modelos» explicativos difieren de los constructos o sistemas mate
máticos que caracterizan lo que he denominado la fase primera. No
son sistemas matematizados basados en una naturaleza idealizada y
simplificada, con condiciones dadas de fuerza y resistencia de carác
ter matemático, de los que Newton extrae las consecuencias o im
plicaciones mediante el uso formal de las matemáticas: la geometría,
el álgebra, las proporciones, la aplicación del método de límites o
fluxiones y las series infinitas. Por el contrario, caen de lleno en la
categoría de mecanismos imaginarios o postulados, como el movi
miento de las partículas de éter, el efecto de los efluvios eléctricos
o algo del estilo de los efluvios eléctricos, la acción de algún tipo
de éter o la mediación de algo que puede ser material o inmaterial.
En cuanto tales, son semejantes a los modelos que caracterizan al
pensamiento actual en las ciencias y en la filosofía de la ciencia
(estos diversos intentos se discuten en la sección S 3.9).
En la primera edición de los Principia, Newton no hizo ninguna
afirmación relativa a la posible causa de la gravitación universal
que no fuese la mencionada referencia a la impulsión que aparece en
la introducción a la sección 11 del libro primero. En una Conclusio
no terminada, suprimida antes de que los Principia pasasen al im
presor6, discutía la atracción y repulsión de las partículas de mate
ria como las que componen los cuerpos macroscópicos, pero sin en
trar directamente en el problema de la causa de la gravedad universal7. Tampoco planteó esta cuestión en los borradores del pre
facio a la primera edición *.
Con todo, hacia la época de la segunda edición de los Principia,
era preciso pronunciarse públicamente, cosa que se hace en el escolio
general con que se cierran los Principia. Es en éste donde Newton
adopta un punto de vista un tanto positivista, aunque sólo «un
tanto», puesto que insiste en que la gravedad «existe realmente»
(«revera existat»), así como en que basta para explicar los diversos
fenómenos del universo. (Como es natural, la expresión «existe real
mente» es antipositivista.) En un cierto sentido, podemos ver aquí
matices directos del punto de vista que en la fase primera le había
permitido considerar las consecuencias matemáticas de un sistema
imaginado o constructo matemático basado en la idea de un fuerza
134 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
centrípeta, sin que tuviese que plantearse ningún problema físico
sobre la fuerza misma. Tras haber mostrado ahora, en la fase ter
cera, que la gravedad existe y sirve para dar cuenta de los fenóme
nos, declara la validez de su sistema del mundo, por más que la
causa de la gravedad nos permanezca oculta. Sin embargo, Newton
no fue nunca un verdadero positivista, dado que nunca abandonó
la búsqueda de la causa de la gravedad, creyendo efectivamente que
dicha causa existe y puede hallarse. No obstante, actúa como un
positivista en la medida en que se dice que su sistema es aceptable
porque funciona, por más que la causa de la gravedad universal
pueda ser desconocida o incluso por más que la propia gravedad
no se pueda explicar9. En el «Scholium Generale», no era intención
de Newton poner límite a la investigación científica, por más que
los científicos post-newtonianos hayan tendido a interpretar ese do
cumento como si estableciese tal limitación 10. Con todo, en ese es
colio final, Newton estableció una norma suficiente para la acep
tabilidad de los sistemas científicos, teorías o explicaciones científi
cas, que no exigía una explicación de las fuerzas u otras causas de
los efectos observados, siendo rutinariamente aceptada dicha norma
por parte de los científicos post-newtonianos.
No cabe duda de que fue una suerte que Newton pudiese des
arrollar y emplear su sistema de tres fases, ya que no sólo marcó'
el camino que habrían de seguir las ciencias exactas a partir de en
tonces, sino que además le permitió no verse desesperadamente
empantanado en un búsqueda infructuosa. Lo que con esto quiero
decir es que, tras haber escrito los Principia, examinó el problema
de cuál pudiera ser la causa de la gravedad, y continuó haciéndolo
una y otra vez durante el resto de sus días, sin que por eso se con
virtiese en una pasión absorbente que excluyese todo lo demás.
Revisó los Principia, preparó la Optica para la publicación, revisó
y aumentó las cuestiones y elaboró las proposiciones relativas al
movimiento de la Luna, estudió la teoría de las mareas y la per tur-:
bación, etc. Sus escritos, tanto publicados como inéditos, no mues
tran que la búsqueda de la causa o modus operandi de la gravedad
universal se haya tornado nunca en una actividad intelectual pre
ponderante. Su fracaso en esta búsqueda no le impidió publicar ni
los Principia ni la Optica con sus cuestiones relativas a la posible
causa de la gravedad. Como había señalado en el «escolium gene-
rale», había mostrado que la gravitación universal existe y había
mostrado que eso era suficiente para explicar los fenómenos de los
cielos y la tierra. Este fue el fruto de las tres primeras fases, y
aunque sentía curiosidad por cuál pudiera ser la naturaleza de la
3. La revolución oewtoaiana y el estilo de Newton 133
gravedad, a sus ojos su sistema del mundo era aceptable sin tal
conocimiento.
No sólo fue incapaz el propio Newton de elaborar la causa o
modus operandi de la gravitación, sino que además, en los términos
de los objetivos que él mismo se impuso, nadie ha sido nunca capaz
de ello. Las propias elucubraciones de Newton acerca de cómo po
dría producirse la gravedad (y más tarde, la gravitación universal)
atravesaron un cierto número de vicisitudes. Al comienzo de la dé
cada de 1660, creía que la gravedad terrestre estaba causada por
una especie de «lluvia» de partículas etéreas (véase Westfall, 1971,
páginas 330-331), y en 1679 sugería, en una carra a Boyle, que la
gravedad pudiera estar causada por un éter no homogéneo con una
densidad que variase según determinada regla " . Había encontrado
apoyo experimental para pensar que existía un éter capaz de resistir
al movimiento, ya que se observaba que las oscilaciones de un pén
dulo en un recipiente en el que se hubiera hecho el vacío se frena
ban y llegaban a detener casi con la misma rapidez que en el aire
ordinario. Newton interpretaba este experimento como una demos
tración de que existía un éter, algo que permanece en el recipiente
después de que la bomba de vacío baya expulsado el aire y que
es capaz de ofrecer resistencia al movimiento12. Hacia la época de
su solución del problema del movimiento orbital elíptico según una
fuerza inversa del cuadrado, presumiblemente en 1679-1680 (esto
es, durante o después de su intercambio de cartas con Hooke), le
resultaba posible creer que la gravedad era provocada por la presión
de un gradiente de densidad en el éter, o incluso por algún tipo de
vórtice etéreo. La razón de ello, como ya he señalado, se encuentra
en que Newton aún no había llegado al punto de aplicar su ley o
axioma tercero y, por el momento, no tenía que haber una fuerza
mutua entre la Tierra y los objetos terrestres, entre el Sol y los
planetas o entre los planetas y sus satélites. £1 cambio aparece do
cumentado en la revisión de su opúsculo De motu, durante o después
de diciembre de 1684 (véase la sección $ 5.6). A partir de entonces,
las simples explicaciones del éter no funcionarían.
En algún momento antes de escribir los Principia (o durante su
redacción), Newton realizó otro experimento con péndulos, esta vez
en el aire, que le pareció que mostraba que la resistencia del éter
era o nula o muy pequeña, por lo que era de presumir que semejante
éter no podía producir ninguno de los efectos mecánicos del tipo
de la gravitación con vistas a los cuales se había ingeniadou. Al
exponer este experimento en los Principia, Newton dice que hace
la presentación de memoria, ya que había perdido el papel en que
apuntara los resultados (jamás se ha encontrado entre sus papeles).
136 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
Newton no da ninguna pista acerca de cuándo se realizaron estos
experimentos, aunque yo conjeturaría que la íecha más plausible
sería tras la composición del De motu, es decir, después de diciem
bre de 1684, probablemente mientras escribía el libro segundo de
los Principia. Ello se compadecería bien con el hecho de que Newton
aún escribía sobre vórtices en relación con el movimiento planetario
en 1680 y 1681, como si no existiese ninguna razón de peso para
rechazar las explicaciones basadas en vórtices empleadas por sus co
rresponsales Burnet y Flamsteed M. Consiguientemente, Newton res
pondía a Flamsteed en relación con el calor del Sol (7 de marzo
de 1681 NS *) que «las partes centrales» de «la materia líquida que
nada en el Sol» ha de «tornarse tan caliente como si la materia
fluida caliente que la rodea igualase a todo el Vórtice». Lo que aquí
nos interesa es más la aceptación incontestada de Newton de la ver
sión de Flamsteed de la teoría de los vórtices, de la que se hace
eco, que su conclusión de que «todo el cuerpo solar ha de estar,
por tanto, el rojo & por consiguiente desprovisto de magnetismo»
(Newton, 1959-1977, vol. 2, p. 360). Unos cuantos años más tarde,
Newton atacó públicamente en los Principia la idea de los vórtices,
mostrando en la conclusión al libro segundo que se opone a la ley
de áreas de Kepler. Con todo, había creído en los vórtices a finales
de la década de1660 o comienzos de la de 1670, momento en que
había recurrido al supuesto movimiento en vórtices del éter, al
modo cartesiano, a fin de explicar ciertos aspectos del movimiento
lunar, en virtud de lo que D. T . Whiteside (1976, pp. 317-318) ha
denominado «la presión del vórtice solar sobre el terrestre, en el
que la luna desarrolla su trayectoria 'planetaria*». El hecho de que
en 1680 y 1681 Newton siguiese escribiendo aún como si la idea
de un éter moviéndose en un vórtice se relacionase directamente
con las fuerzas solares, indica no sólo que todavía no había realizado
los experimentos del péndulo, sino además que, incluso tras la co
rrespondencia con Hooke, aún no se había comprometido plena
mente con las fuerzas planetarias o solares otológicamente indepen
dientes, como única vía para dar razón de todos los movimientos
observados de los planetas y de la Luna.
Las revisiones del De motu M (realizadas poco después de no
viembre de 1684) mencionan al éter como si existiese, por más que
su resistencia pareciese ser «o nula o ... extremadamente pequeña» 16.
Newton dice haber estado considerando «el movimiento de los cuer
* New Styie: nuevo estilo en las fechas. La protestante Inglaterra no aceptó
hasta 1752 la reforma del calendario del Papa Gregorio X I I I (1582). (N ota
del traductor.)
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 137
pos en medios no resistentes», a fin de «poder determinar el movi
miento de los cuerpos celestes por el éter» ’7.
Muy poco después de la revisión del De motu, Newton comenzó
a escribir los Principa, y para esta época sus opiniones acerca del
éter se habían tornado un tanto menos positivas. Aún sigue alu
diendo al éter en cuanto tal (nombrándolo) en ciertos pasajes si
bien es cierto que la idea de éter no desempeñó ninguna función
significativa en la composición de los Principia mismos. Lo que re
sulta más notable es que, por más que Newton se refiera en ocasio
nes al éter como si fuese un creyente ordinario, en otras ocasiones
lo discute como si tuviese dudas acerca de su existencia efectiva o
posible. De este modo, introduce los experimentos del péndulo «por
que algunos [ ! ] opinan que existe cierto medio etéreo y extraordi
nariamente sutil que invade con entera libertad todos los poros y
canales de los cuerpos», añadiendo en el párrafo inicial del tratado
(def. I) que «por el momento, no tomo en cuenta ningún medio,
si es que hay alguno [! ] , que invada libremente los intersticios entre
las partes de los cuerpos»19.
En algunos lugares de los Principia, Newton menciona el éter,
mientras que en otros alude a un medio sutil. Hay, en fin, otros
lugares en los que se alude al éter tan sólo indirectamente, por im
plicación. Ya he hecho referencia anteriormente a la introducción a
la sección 11, donde Newton procede a hablar acerca de la atracción
mutua más bien que acerca de las fuerzas centrípetas, diciendo que
«en el lenguaje de la física», las atracciones «podrían denominarse
más adecuadamente impulsos». ¿Impulsos de qué? La única res
puesta que le viene a uno a la cabeza sería en términos de los im
pulsos de algún tipo de partículas de éter, como en la creencia ante
rior de los años 1660. La posibilidad de que tuviese en mente al éter
se ve fortalecida por la conclusión de esta misma sección 11, en la
que enumera entre las posibles causas de la atracción «la acción
del éter o del aire o de un medio cualquiera, sea corpóreo o incor
póreo, que actúe impeliendo unos hada otros a los cuerpos que en
él flotan» * .
La creenda en que la atracdón hubiera de ser causada por un
medio dispuesto entre (e incluso que penetrase) los cuerpos macros
cópicos persistió induso después de que se hubiesen publicado los
Principia. En 1693, en una carta a Bentley (25 de febrero), deda
Newton que «la Gravedad ha de ser causada por un agente que
actúe constantemente según ciertas leyes, mas si dicho agente es
material o inmaterial constituye un problema que he dejado a la
consideradón de mis lectores» (Newton, 1959-1977, vol. 3, pági
nas 253 y ss.; 1958, pp. 254 y ss.). Por más que Newton no se
138 La revolución ncwtoniana y el estilo de Newton
comprometa aquí con la creencia en un agente material, tampoco
excluye la posibilidad de que tal agente resulte ser de carácter ma
terial. Mas, sea cual sea ese agente, habría de actuar «constante
mente según ciertas leyes», tal y como Newton y otros suponían
que habría de hacer el éter. Lo que resulta de la mayor importancia
es que, en la época en que Newton escribió los Principia e inme
diatamente después, no creía naturalmente que la fuerza de la gra
vedad fuese una entidad que pudiese mantenerse por sí misma o
poseer una existencia independiente, dado que, como señalaba Ben-
dey, la idea de «que un cuerpo pueda actuar sobre otro a distancia
a través del vado sin la mediadón de alguna otra cosa, por la cual
o mediante la cual su acdón o fuerza pueda transmitirse de uno a
otro, es para mí un absurdo tan grande, que no estimo que pueda
icurrir en él quien posea una competente facultad de discurrir en
cuestiones filosóficas» (Newton, 1958, pp. 302 y ss.). En el con
texto de esta discusión Ja palabra «material» puede haber tenido
para Newton el sentido de lo que posee las propiedades de la ma
teria ordinaria, fundamentalmente la impenetrabilidad y la masa
inercial.
En ese mismo año de 1693, en d que Newton escribía a Ben-
tley, discutió también la gravitadón, junto con d éter, en su corres
pondencia con Leibniz. «Alguna materia extraordinariamente sutil»,
escribía, «parece llenar los d d o s» («At cáelos materia aliqua sub-
tilis nimis implere videtur») (Newton, 1959-1977, vol. 3, pp. 286,
287). Tenía que ser «extraordinariamente sutil», ciado que los expe
rimentos del péndulo habían establecido un límite superior a la
posible resistencia que pudiese ejercer un éter sobre d movimiento
de los cuerpos que lo atraviesan21. Newton llega induso tan lejos
como para escribir a Leibniz: «Pero si, mientras tanto, alguien ex
plica la gravedad junto con todas sus leyes mediante la acción de
derta materia sutil, me cuidaré mucho de protestar» (Newton, 1959-
1977, vol. 3, pp. 286, 287). Y , de hecho, aproximadamente hacia
esta misma época, abrazó con cdo y entusiasmo un intento de Fado
de Duíllier de explicar la gravedad mediante una hipótesis basada
en la idea d d movimiento rectilíneo de partículas de éter, llegando
incluso a afirmar que ésta era la única explicadón «mecánica» de
la gravedad (véase Hall & Hall, 1962, pp. 313, 315). La hipótesis
de Fado acerca de un «éter de semejante materia sutil» poseía la
virtud adicional de que, del «movimiento reedlíneo en todas direc
ciones» dd éter, «se deduce la acción de la gravedad en propordón
recíproca de los cuadrados de las distandas» n.
En algún momento anterior a 1702, en un ensayo sobre la teoría
de la Luna, Newton anundó tajantemente la inexistenda de un medio
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 139
fluido en el espacio2*. Entonces, durante un tiempo, Newton llegó
a pensar que la gravitación podría ser causada eléctricamente, al
parecer basándose en ciertos experimentos realizados por Hauksbee M.
Esta suposición se expresa en un párrafo final del escolio general
del fin de los Principia, redactado para la edición de 1713 a . Las
últimas opiniones de Newton sobre el tema, al menos las publicadas,
significaban una vuelta a un éter o a un medio etéreo, tal como
ocurre en la segunda edición inglesa de la Optica de 1717-18 a . En
esta ocasión, el éter era «tenue» más bien que «denso» y era ho
mogéneo, sugiriendo que podría producir sus efectos por medio de
variaciones de densidad.
Para el año 1685, en el que Newton había transformado el con
cepto de fuerza centrípeta que actúa sobre un cuerpo en una atrac
ción mutua entre dos cuerpos, la idea del éter planteaba dos grandes
tipos de cuestiones fundamentales. La primera de ellas se conecta
con el vórtice,ya que es una propiedad de los vórtices la tendencia
a arrastrar hacia el centro a un cuerpo en órbita, haya o no un cuerpo
en el centro. De este modo, la teoría de los vórtices niega el carácter
esencial de disponer de dos cuerpos en interacción como condición
de la gravedad. Como Newton dice expresamente en la introducción
de la sección 11, libro primero, de los Principia, «las atracciones...
se dirigen hacia los cuerpos» y no hacia centros matemáticos de
fuerza, y «por la tercera ley del movimiento, las acciones de los
cuerpos atrayentes y atraídos son siempre mutuas e iguales». Con
todo, Huygens argüía que, desde la perspectiva de la teoría tradi
cional de los vórtices, Newton estaba en un error. Huygens no
estaba en absoluto «convencido de la necesidad de la atracción mutua
de los cuerpos todos, dado que», como escribía, «he mostrado que
aun cuando no hubiese Tierra, los cuerpos no dejarían por ello de
tender hacia el centro en virtud de lo que denominamos gravedad» 71.
Pero, dejando de lado la teoría de los vórtices, resta aún una
clase de problemas importante relativa a las explicaciones de la
atracción gravitatoria por medio de un éter o un medio etéreo. La
lluvia de éter o el movimiento de las partículas etéreas, así como
el éter con un gradiente de densidad puede explicar de qué modo
se ve impelido un cuerpo hacia otro. Tal teoría, por ejemplo, podría
mostrar muy bien de qué modo un objeto terrestre se ve empujado
o tirado hacia la Tierra, de qué modo la Luna se ve empujada o
tirada hacia la Tierra, pero no a la inversa. Esto es, las teorías del
éter no suministran en general la necesaria fuerza igual y opuesta
sobre cada uno de ambos cuerpos, la manzana y la Tierra. Además
de este problema cualitativo, existe otro cuantitativo, como es el
que las consideraciones acerca del éter suministren un efecto resul
140 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
tante que constituya una fuerza de atracción a la vez directamente
proporcional al producto de ambas masas e inversamente proporcio
nal al cuadrado de la distancia entre ellas. Por ello no es de extra
ñar que, tal como recoge Fatio de Duillier, 1949, p. 117, Newton
«pareciese a menudo inclinarse a pensar que la Gravedad tenía su
Fundamento exclusivamente en la Voluntad arbitraria de Dios»
(Newton, 1959-1977, vol. 3, p. 70).
Newton tendía a escribir acerca de estos diversos modos (¿osa
ríamos decir modelos?) de explicar la gravedad un tanto tentati
vamente al menos en sus escritos publicados, y no tenemos modo
de determinar el grado absoluto de su compromiso con alguno de
ellos 28. Desde el punto de vista de este capítulo, sin embargo, es
importante observar que la ley de gravitación universal y sus efectos,
tal como se trazan en los Principia, no se ven afectados por la elec
ción de una de las explicaciones particulares que Newton desarro
llaba en diversos momentos. Cada uno de los modos de explicación
no es más que una diversa secuela de la fase tres, como la denomino,
y, por consiguiente, carece de alcance para la fase primera (la cons
trucción de sistemas y constructos matemáticos y la elaboración de
sus propiedades y consecuencias matemáticas) y para la fase segunda
(la investigación de hasta qué punto tales constructos y sistemas
concuerdan con los experimentos y observaciones o precisan modi
ficaciones a fin de satisfacer dicho acuerdo). Al no ser más que una
secuela de la fase tres, ni la invención de explicaciones de la gravi
tación ni la búsqueda de la causa de la gravitación o de su modus
operandi resultaba esencial para la aceptación o rechazo de los Prin
cipia de Newton, al menos en el caso de quienes estaban dispuestos
a aceptar el estilo newtoniano en filosofía natural o alguna variante
del mismo.
3.9. La revolución newtoniana tal como la vieron algunos
de sus sucesores: Bailly, NLaupertius, Clairaut
En la era de Newton, más o menos los primeros tres cuartos
del siglo xviii, cuando se aceptó la idea de que la ciencia progresa
a través de una serie de revoluciones, había tres candidatos funda
mentales al honor de haber instituido revoluciones científicas: Co-
pérnico, Descartes y Newton (véase Cohén, 1976a). Por sorpren
dente que pueda parecer, Galileo y Kepler no eran considerados
por Jean-Sylvain Bailly como los inauguradores de una revolución,
por más que tuviese en gran estima sus contribuciones a la astro
nomía. Bailly, quien utilizaba el nuevo concepto de revolución den-
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 141
tífica más sistemáticamente que cualquier otro autor del período
con el que me hallo familiarizado, no atribula explícitamente una
revolución a Descartes, tal y como había hecho d’Alembert', si bien
alababa la «sublime idea [cartesiana] de osar reducir las leyes ge
nerales del movimiento del universo a las leyes del movimiento de
los cuerpos terrestres» (Bailly, 1781, p. xi). Se trataba de una idea
totalmente novedosa, por entero propia de los nuevos tiempos, se
gún señalaba, y se debía a Descartes. Naturalmente, los vórtices
de Descartes resultaron ser una «mala explicación del peso y del
sistema del mundo», pero al menos dichos vórtices tuvieron la virtud
positiva de ser «mecánicos». Según Bailly, Descartes merecía el ma
yor reconocimiento posible porque «Descubrió que la misma causa
mecánica [le méme méchanisme) ha de hacer moverse a los cuerpos
en las regiones celestes y sobre la superficie terrestre; por más que
no captase la naturaleza de esta causa mecánica [méchanisme] , no
se ha de olvidar que este grandioso concepto nuevo fue el fruto
de su genio.» Y a continuación concluía: «Lo que Descartes se había
propuesto lo cumplió Newton, y no despojamos a Newton ni de
un ápice de su gloria por hacer justicia a Descartes» (Ih id .). Otros,
como el joven Turgot, atribuían explícitamente a Descartes el haber
realizado (o inaugurado) una revolución en las ciencias2.
Como hemos visto en el apartado S 2.2, para Bailly, Copémico
no sólo destruyó un viejo sistema del mundo, sino que estableció
uno nuevo, siendo «el restaurador de la astronomía física y el autor
del verdadero sistema del mundo». E l «espíritu revoltoso» de Co-
pérnico «dio la señal, y la revolución se produjo». En otra presen
tación, Bailly decía que «en esta época [ époque) » , Copérnico «llevó
a cabo una gran revolución y lo cambió todo» \ Fue el responsable
de una revolución en dos fases o de dos revoluciones en una. La
primera consistió en la eliminación del viejo sistema ptolemaico o
geocéntrico, siendo la segunda la presentación del nuevo sistema
heliocéntrico.
Bailly hallaba los mismos rasgos de una revolución doble en el
advenimiento de la filosofía natural de Newton. En una presenta
ción característica, Bailly alababa primero a Newton por su modestia
(a propósito del prefacio a la primera edición de los Principia), pa
sando luego a describir la revolución:
Newton, más que cualquier otro, hubo de pedir perdón por su elevada
posición. Había emprendido un vuelo tan extraordinario y había descendido
de nuevo con verdades tan novedosas, que hubo de acomodarse a aquellas
mentes que habrían rechazado estas verdades. Newton subvertió y cambió
todas las ideas. Aristóteles y Descartes aún se dividían el imperio, siendo los
142 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
preceptores de Europa, pero el filósofo inglés destruyó casi todas sus enseñan
zas y propuso una nueva filosofía. Dicha filosofía provocó una revolución.
Newton logró, aunque por medios más suaves y apropiados, aquello que los
conquistadores que usurpaban el trono intentaban hacer a veces en Asia: pre
tendían erradicar el recuerdo de reinados anteriores, a fin de que el suyo
inaugurase una era lépoque], de tal modo que todo comenzase con ellos. Pero
muy frecuentemente estas empresas arrogantes y tiránicas resultaban infruc
tuosas; ¡tan sólo logran el éxito en tanto en cuanto la razón y la verdad
pueden lograr dicha ventaja sin falsas pretensiones![Bailly, 1785, vol. 2, li
bro 12, sección 42, pp. 560 y ss.]
£1 uso que aquí se hace de toda una panoplia de metáforas políticas
resulta de lo más sorprendente, como ocurre con los conquistadores
que usurpan el trono y barren toda traza de sus predecesores, así
como el contraste entre la violencia o la tiranía y la razón o la ver
dad. Mas, de nuevo, hay que señalar que para Bailly una revolución
científica es una acción doble. Bailly (1785, vol. 2, libro, 13, sec
ción 1, p. 579) advertía, con todo, a sus lectores que por más que
el newtoniano «tratado sobre los Principios Matemáticos de la Fi
losofía Natural estuviese destinado a provocar una revolución en
astronomía», no era menos cierto que «esta revolución no se pro
dujo inmediatamente».
Bailly no se limitaba a afirmar generalidades relativas a la revo
lución científica newtoniana, sino que tal y como él veía las cosas,
la clave que en manos de Newton abrió los misterios celestes era
la matemática; la geometría. Antes que nada, señalaba Bailly, los
planetas se mueven en trayectorias curvas, y todo movimiento cur
vilíneo es el producto de varias fuerzas; ergo «las matemáticas [géo-
métrie] suponen dos fuerzas». Una de ellas es la «fuerza» de los
cuerpos celestes (uniforme y constante)4 y la otra está «situada
en el sol, & es capaz de arrastrar hacia él a todos los cuerpos que
se hallan en su esfera de actividad». Dicha fuerza no es constante
y debe debilitarse a medida que se extiende, siguiéndose por consi
deraciones geométricas sencillas que dicha fuerza sólo puede decre
cer como la ley del inverso del cuadrado de la distancia. La geometría
muestra que, bajo estas condiciones de fuerza y movimiento, los
planetas describen áreas con respecto al Sol que son proporcionales
a los tiempos de descripción; se mueven en elipses con el Sol en uno
de los focos, y los períodos de revolución son como las raíces cua
dradas de los cubos de las distancias al Sol. He aquí cómo «las tres
consecuencias de esta suposición constituyen los tres grandes fenó
menos observados por el genio de Kepler» (Bailly, 1785, vol. 2,
libro 12, sección 9, p. 486). Bailly no sigue la línea exacta de los
Principia, pero ha captado el punto esencial: mediante las matemi-
V La revolución newtoniana y el estilo de Newton 143
ticas (concretamente, la geometría), Newton ha descubierto que las
tres leyes de Kepler, verdaderas fenomenológica o contrastablemente,
son consecuencia de la ley de la gravitación universal, con lo que
se demuestra que no se trata de una mera hipótesis imaginada, sino
más bien de un principio y un sistema que se adecúa de hecho al
mundo real. O , como dice el propio Bailly, «Lo que se supone que
hace moverse a las cosas es lo que realmente las hace moverse; la
demostración era completa. Newton, él solo, con sus matemáticas
Igéom étrie], adivinó el secreto de la naturaleza».
Por matemáticas (o «geometría») Bailly no entendía la geometría
clásica de Eudides, ni siquiera la geometría analítica de Descartes
y Fermat, sino que entendía específicamente el cálculo integral y
diferencial. Señalaba, a mi entender con absoluta corrección, que:
Newton formaba una unión inseparable entre matemáticas [geóm étrie] y
astronomía; ambas ciencias avanzan ahora juntas y los distintos progresos en
cada una de ellas es necesario para el progreso de la otra. E l conocimiento
íntimo de lo que ocurre [ connoissattce intime des chases] depende de su
acuerdo, por cuanto que una de ellas observa y la otra explica, por cuanto que
las matemáticas predicen fenómenos y la astronomía observa y confirma lo
que se ha predicho. [Bailly, 1783, vol. 3, discurso 6, pp. 326 y ss.]
Después, tras aludir brevemente a algunos de los avances post-
newtonianos en astronomía, habla del modo en que, en ese mismo
período, «las matemáticas Igéom étrie] han progresado mediante la
mejora de los dos tipos de cálculo inventados por Newton». Uno
de ellos fue el cálculo diferencial que «desplegó las alas de New
ton», mientras que el otro, el cálculo integral, estaba aún incom
pleto. «E l método completo del cálculo integral representaría una
revolución en matemáticas [géom étrie] comparable a la de la apli
cación del álgebra [a la geometría] y a la de la invención del cálculo
diferencial.» A pesar de esta laguna, «tres matemáticos, los señores
Clairaut, d ’Alembert & Euler, sucesores de Newton, han sido ca
paces, siguiendo la senda abierta por Newton, de ver mejor y más
allá que él» (Bailly, 1785, vol. 3, discurso 6, pp. 327 y ss.). Como
señalaba Bailly, Newton había resuelto completamente tan sólo el
problema de dos cuerpos, mientras que por lo que respecta al pro
blema de tres cuerpos que se atraen mutuamente unos a otros gra-
vitatoriamente, el genio de Newton no pudo hacer otra cosa que
revelarle «los más palpables efectos de esta complejidad». Bailly
comparaba a Newton a un «conquistador que ha subyugado un vasto
imperio», aunque no haya sido capaz de someter él mismo todas
sus partes a sus órdenes: «impuso leyes y dejó al cuidado y talento
de sus sucesores hacerlas conocidas en todas partes». El «gran pro
144 L a revolución newtoniana y el estilo de Newton
blema de los tres cuerpos» había sido «efectivamente» resuelto por
Clairaut, d ’Alembert y Euler, de una manera «umversalmente apli
cable, que es el fundamento de todas las investigaciones de este tipo
y que constituye la gloría y característica distintiva de nuestro si
glo» (Ibid.).
Con rara penetración, Bailly vio que «la ventaja de las solucio
nes matemáticas consiste en su generalidad». El argumento según el
cual si los planetas se mueven de acuerdo con las leyes de Kepler,
entonces han de ser «impelidos por una fuerza que reside en el Sol»
depende tan sólo de consideraciones geométricas y principios gene
rales de movimiento. En la argumentación de Newton no aparecen
propiedades físicas especiales del Sol, que a este respecto difiere de
la de Kepler, dado que este último había recurrido a cualidades
especiales del Sol del tipo de su fuerza magnética y la orientación
de sus polos. Consiguientemente, el mismo argumento matemático
muestra que los satélites de Júpiter y Saturno, sujetos a las mismas
leyes de Kepler, han de verse igualmente «impelidos por fuerzas
que residen en ambos planetas». En otras palabras, Júpiter y Saturno
son a sus sistemas de satélites lo que el Sol es al sistema planetario,
residiendo la única diferencia en el alcance y la potencia. Lo mismo
se puede decir de la Tierra y nuestra Luna (Bailly, 1785, vol. 2,
libro 12, sección 9, pp. 486 y ss.).
Bailly comprendió plenamente que hallar los nexos entre el mo
vimiento inercial más la fuerza centrípeta y las leyes de Kepler era
«un problema matemático [o geométrico]»; no de geometría ordi
naria (como se acaba de señalar), sino de «una geometría [matemá
tica] que Newton había preparado para estas profundas investiga
ciones» {ibid., sección 5, p. 477). Además, según Bailly, «Estas ma
temáticas no se sintieron en ningún caso acobardadas por el tamaño
de las órbitas o por la variación de las velocidades o por la enor
midad de las fuerzas necesarias para transportar las pesadas masas
de los globos celestes». La nueva ciencia creada por Newton, deno
minada más tarde dinámica, «considera la fuerza tan sólo en cuanto
se manifiesta por sus efectos, los espacios atravesados y el tiempo
empleado. La ciencia se preocupa muy poco de si las fuerzas son
débiles o fuertes; puede considerar a la vez muchísimas fuerzas bajo
una expresión abstracta general...» {ibid., p. 478). Aquí se ve, pues,
toda la fuerza y poder de las matemáticas [géom étrie] newtonianas;
sus métodos son «universales... y son tan grandes como la natura
leza que todo lo abarca» (ib id .).
El propio Bailly estaba totalmente dispuesto a aceptar la idea
y principio de una fuerza gravitatoria universal, dado que tantos
fenómenos eran explicables mediante su uso; dado que tantos datos
3. La revolución newtonianay el estilo de Newton 145
observados y tantas leyes experimentales se podían derivar matemá
ticamente de las propiedades de la gravedad universal (Bailly, 1785,
volumen 2, libro 12, sección 41, pp. 555 y ss.). Con todo, era cons
ciente de que, al principio, muchos científicos (sobre todo en Fran
cia) establecían una distinción entre el sistema newtoniano en cuanto
matemático y en cuanto una verdadera filosofía natural. Así, por
lo que respecta a Maupertuis, quien según Bailly «nos parece que
ha sido el primero... de nuestros matemáticos en usar el principio
de atracción», Bailly (1785, vol. 3, «discours premier», p. 7) tenía
que señalar que «al principio lo usaba tan sólo por lo que respecta
a sus efectos calculables, aceptando la gravitación como matemático,
aunque no como físico». Esto es, Maupertuis procedió con el cons-
tructo o sistema matemático de Newton (nuestras fases uno y dos),
aunque no habría de conceder que en el sistema del mundo (fase
tres) Newton tratase necesariamente de la realidad.
De hecho, en un escrito «Sobre las Leyes de Atracción» (1732),
Maupertuis había sido muy explícito sobre este punto. «N o tomo
en absoluto en consideración», escribía, «si la Atracción se ajusta
o es contraria a la sana Filosofía.» Por el contrario, «Aquí trato de
la Atracción tan sólo como matemático [ géométre] .» E s decir, Mau
pertuis se ocupaba de la atracción tan sólo en cuanto «una cualidad,
cualquiera que sea, a partir de la cual se calculan los fenómenos,
considerando que se halla uniformemente distribuida por todas las
partes de la materia, actuando propordonalmente a la masa» s.
Hacia el final de esta introducción general, y antes de introducir
su comentario puramente matemático y sus extensiones de las sec
ciones 12 y 13 del libro primero de los Principia de Newton, Mau
pertuis sugería dos posibles causas físicas de la atracción gravita-
toria. Una es que la atracción deriva de algún tipo de «emanación»
del cuerpo atrayente en todas direcciones y en líneas rectas; otra,
que la atracción es el efecto de cierta materia extraña o externa que
empuja los cuerpos unos hacia otros. En el primero de los casos, se
puede ver fácilmente que la atracción debe seguir la ley del inverso
del cuadrado de la distancia, mientras que en el segundo quizá se
pueda hallar por qué la atracción se produce en esa proporción (Mau
pertuis, 1736, p. 478).
En otras palabras, Maupertuis acepta el estilo newtoniano y
desea, en cuanto «géométre», seguir las consecuencias matemáticas
de la ley de la atracción gravitatoria. Puesto que los resultados con-
cuerdan con los fenómenos observados en la naturaleza, Maupertuis
se pregunta a continuación como filósofo natural si existe semejante
fuerza como entidad física o si puede haber alguna otra razón por
la que los cuerpos actúen como si existiese tal fuetza. Si semejante
146 La revolución newtoniana y el estilo de New ton
fuerza existe, debe tener una causa, y vemos que esta idea está aún
tan enraizada en la filosofía mecánica que se limita a dos causas
materiales de la acción gravitatoria: alguna emanación del interior
del cuerpo atrayente o algún tipo de materia de fuera del cuerpo.
Por lo que a él respecta, está dispuesto a abandonar todas las causas
físicas e incluso se pregunta (1736, p. 479): «Si Dios hubiese que
rido establecer una ley de Atracción en la Naturaleza, ¿por qué
habría de seguir dicha ley la proporción que parece seguir? ¿Por
qué habría de variar la Atracción en razón inversa del cuadrado de
la distancia?»
En el resumen crítico que precede a la memoria de Maupertius
(en la Histoire de l'Académie Royale des Sciences del año 1732),
este aspecto de la filosofía newtoniana se desarrolla extensamente.
Gracias exclusivamente a la magnitud del «gran genio y autoridad»
de Newton, la atracción ha regresado a la física, de la que, según
se dice, «la habían barrido por consentimiento unánime Descartes
y todos sus seguidores o más bien, todos los filósofos». No obstante,
ha vuelto un tanto desfigurada, no siendo en absoluto como la an
tigua atracción; ahora es «tan sólo un nombre que se da a una
Causa desconocida». Los efectos de esta causa «se sienten por todas
partes, efectos que se calculan a fin de saber al menos el modo en
que actúa su causa, mientras esperamos por el desenvolvimiento de
su naturaleza»4. No cabe duda de que el autor ha leído a Newton
(o a los comentaristas newtonianos), comprendiendo plenamente la
postura de Newton con la que evidentemente simpatizaba.
En una memoria de Clairaut (1747), en la que hemos visto que
se refería a Newton como el autor de una revolución (Gairaut, 1749,
página 329), hay una discusión introductoria de los modos en que
muchos de los lectores de los Principia «se emocionan a la primera
ojeada y se enorgullecen de haber destruido el sistema newtoniano
sin haber seguido los cálculos y observaciones en que se funda».
Tales lectores, además, «se creen capaces de evitar las dificultades,
buscando en la metafísica los medios de probar la imposibilidad de
la atracción en cuanto causa y propiedad poseída por la propia ma
teria» (Gairaut, 1749, pp. 329 y ss.). Mas tales críticos no han
comprendido suficientemente los aspectos esenciales del estilo new
toniano, o bien no concuerdan con Newton en que se puede separar
legítimamente los resultados del análisis científico de los problemas
relativos a la causa de la gravitación, el posible mecanismo de la
acción gravitatoria y los argumentos puramente metafísicos relativos
a si la gravitación universal puede existir. Sin embargo, los cientí
ficos deberían seguir a Newton y no comenzar sus investigaciones
con preguntas dd tipo: ¿Qué es la fuerza? ¿Cuál es la causa dd
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 147
movimiento? ¿Qué es la gravitación? Clairaut constataba que los
críticos de Newton aún no habían comprendido de qué manera
se puede estudiar la gravitación, la fuerza y el movimiento de ma
nera matemática sin necesidad de plantear tales preguntas. Dichos
críticos, según Clairaut,
no se dan cuenta de que... habrían sido refutados sencillamente... por el señor
Newton, quien confesaba expresamente que se había limitado a utilizar el
término atracción, a la espera de descubrir su causa; y de hecho es fácil
comprobar a través del tratado sobre los Principios Matemáticos de la Filosofía
Natural que su única meta era establecer el hecho de la atraedón. [Ibid
p. 330.]
Estos comentarios de Clairaut son tanto más notables cuanto que
en esta misma memoria encontraba necesario, a pesar de su fideli
dad al newtonianismo, tomar en consideración la posibilidad de
que el movimiento de la Luna pudiese exigir que la ley de la gra
vitación presentase términos superiores, con lo que no variaría in
versamente al cuadrado de la distancia, tal y como Newton había
supuesto.
3.10. La revolución newtoniana en perspectiva histórica
En gran medida, este capítulo se ha dedicado a un solo tema,
como es el estilo newtoniano en cuanto clave para la revolución
científica newtoniana. Por supuesto, la revolución newtoniana no
consistía completamente en la introducción en la ciencia del uso de
sistemas imaginados y constructos matemáticos, tal como se encuen
tran en los Principia. Antes bien, dicha revolución constituyó una
reestructuración radical de los principios y conceptos del movimien
to, en la línea de la masa, la aceleración y la fuerza, más la elabo
ración de un sistema del mundo que operaba en términos de la
nueva dinámica, donde la gravitación universal es la fuerza directora
y la inercia constituye una propiedad primaria o esencial de la ma
teria. En términos tanto de su amplitud de miras como de la pro
fundidad del análisis, los Principia se desplegaron en 1687 ante un
auditorio totalmente desprevenido y sin preparación que, de hecho,
durante algún tiempo, no supo qué hacer con ellos o cómo usar
lo s'. Tan sólo poco a poco se llegó a apreciar con cuánta profun
didadhabía calado Newton en las operaciones de la naturaleza, hasta
el punto de percatarse, por ejemplo, tanto de la función desempe
ñada por la masa en la física inercial como de la distinción entre
la masa en cuanto resistencia a la aceleración (lo que denominamos
148 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
masa inercial) y en cuanto determinante de la fuerza en un campo
gravitatorio (masa gravitatoria). Newton mostró de qué manera una
y la misma fuerza universal sirve para dar cuenta del movimiento
de los planetas en tomo al Sol, de los satélites tanto artificiales
como reales en tomo a los planetas y de los cometas. Esa misma
fuerza explica las mareas, la misma tasa de caída libre de todos los
cuerpos en un lugar dado de la Tierra (o de cualquiera otra parte)
y el cambio de dicha tasa con la variación en latitud, así como la
forma oblonga de la Tierra. E s difícil encontrar otro libro científico
en toda la historia que entrañe un cambio tan complejo en el estado
del conocimiento relativo a la física celeste y terrestre2.
Newton produjo una revolución en la ciencia tan asombrosa me
diante la aplicación de las matemáticas (geometría, álgebra o propor
ciones, fluxiones, procedimientos de paso al límite, series infinitas)
a los fenómenos naturales. Newton constituía el ejemplo que tenían
ante su vista figuras científicas posteriores, como Kant y Quetelet,
cuando afirmaban que el progreso de una ciencia podía medirse por
el grado en que se había hecho matemática. El estilo newtoniano
es de la mayor importancia por haber hecho posible su matemati-
zación de los procesos naturales, y en este sentido el estilo newto
niano nos da la clave de la revolución científica asociada a los Prin
cipia.
Newton dista de haber sido el primer científico que construyera
un sistema matemático de la naturaleza, pues Ptolomeo y Arquímedes
fueron predecesores distantes (aunque sólo parciales); otros más
inmediatos habían sido Copérnico, Galileo, Descartes y, sobre todo,
Kepler, mientras que Huygens y Wallis eran contemporáneos ma
yores que él. Sin embargo, Arquímedes se había dedicado tan sólo
a un ámbito muy limitado de la naturaleza, mientras que la Compo
sición Matemática de Ptolomeo, como hemos visto, abarcaba ciertos
apeaos de los fenómenos a costa de ignorar otros. Como resultado
de ello, los sistemas de Ptolomeo3 para el Sol, la Luna y los pla
netas constituyen esencialmente un conjunto de esquemas geométri
cos de cómputo o modelos geométricos que no parecen haber sido
diseñados como representaciones de la realidad.
Pierre Duhem (1969) ha llamado la atención sobre el problema
de diseñar esquemas de cómputo, frente al intento de reflejar la
realidad, viendo el conflicto entre ambos como un tema dominante
en la historia de la ciencia de los cielos desde los griegos hasta el
siglo xvii. Su tesis, según la cual se daba una completa dicotomía
secular entre los constructores de modelos y los realistas, resulta
extremada *. No obstante, podemos ver que el conflicto entre ambos
puntos de vista sale a escena con el De Revolutionibus de Copérnico
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 149
(1543). Este libro se había publicado de tal modo que daba la im
presión de que el autor se limitaba a presentar su nuevo sistema
como un modelo, una hipótesis o esquema para el cómputo de los
fenómenos solares, planetarios o lunares. A continuación de la dedi
catoria al Papa Pablo III , viene un ensayo introductorio («Ad lec-
torem de hypothesibus hujus operis»), en el que Copérnico parece
haber dicho precisamente tal cosa5. No obstante, Kepler encontró
pruebas de que este ensayo no había sido compuesto por Copérnico
en absoluto, habiendo sido introducido en el libro por Osiander, un
clérigo protestante que supervisó la impresión del De Revolutio-
nibus4. Como hemos visto, el propio Kepler era fundamentalmente
un realista que deseaba partir directamente de las causas de los mo
vimientos de los planetas para hallar sus verdaderas trayectorias, sin
que estuviese interesado en meros esquemas de cómputo7. Consi
guientemente se sintió particularmente complacido al descubrir que
el propio Copérnico había sido un realista, que había creído en cuer
po y alma en su propio sistema y que no había sido el autor del
ensayo inicial sobre las hipótesis.
Galileo era un copernicano tan convencido como Kepler, por
más que no mejorase los esquemas de cálculo ni buscase las causas.
Creía, como es natural, en la realidad del sistema copernicano e in
cluso fraguó una razón, basada en una explicación de las mareas,
por la cual tenía que haber no sólo una rotación terrestre, sino tam
bién un movimiento de revolución en torno al Sol. Sin embargo,
Galileo no se ocupó concretamente de los detalles técnicos del siste
ma copernicano5, sino que se dedicó a los argumentos filosóficos
y científicos en favor de un heliocentrismo general y en contra de
la concepción aristotélica del movimiento. Por consiguiente, debemos
acudir a sus Dos nuevas ciencias, antes que a sus Dos máximos siste
mas del mundo, para encontrar un genuino precursor del estilo new-
toniano en cuanto paso hacia la aplicación de las matemáticas a la
naturaleza. Por ejemplo, Galileo tenía que enfrentarse con la realidad
de la fricción o de la resistencia del aire en relación con el movi
miento de los péndulos y la caída libre de los cuerpos. Dado que
esta situación real le resultaba muy compleja y difícil de manejar,
simplificó la naturaleza tal como la encontraba, suponiendo un es
pacio vacío en el que no hubiese efectos del aire. Predijo, por ejem
plo, que en dicho mundo imaginado una moneda y una pluma caerían
libremente del mismo modo o tendrían aceleraciones iguales9. Aun
que a una escala menor que Newton, Galileo estaba considerando
así un caso físico simplificado como un paso hacia la realidad. La
exigua diferencia en tiempo de caída que media entre un cuerpo
ligero y otro pesado tirados a la vez desde una torre se atribuía a
150 La revolución newtoniana y el estilo de New ton
la fricción del aire, que era de este modo la causa de la discrepancia
entre la situación ideal y la realidad. Los experimentos con péndulolJ
suministraron entonces las pruebas de que la fricción del aire resiste
efectivamente al movimiento. Las leyes galileanas de la caída libre
y de las trayectorias parabólicas de los proyectiles sólo son estric
tamente válidas en el caso de una idealización o simplificación de
la naturaleza, y no en el mundo real de la experiencia ordinaria10.
En este contexto, estos ejemplos galileanos poseen tan sólo un
interés académico, a beneficio de inventario, por así decir, ya que
no tenemos ninguna razón para creer que Newton haya leído nunca!
las Dos nuevas ciencias de Galileo, mientras que tenemos muchoá
elementos de juicio que indican que no lo hizo (véase Cohén, 1967c)v
Aún están por hacer importantes y fructíferas investigaciones sobre
el problema del uso de sistemas imaginarios y constructos matemá
ticos en la física del siglo xvn, tanto por lo que respecta a sistema^
y constructos que comprenden un conjunto de condiciones matemá
ticamente expresadas de la fuerza, la resistencia y el movimiento,
como por lo que respecta a aquéllos que incorporan sistemas o me
canismos para explicar las teorías (siendo como los «modelos» de
los científicos y filósofos de la ciencia actuales). Sin duda dicho
estudio apuntaría hacia las posibles fuentes del modo de proceder
de Newton, que él habría transformado, mejorado y dotado de nue
vos poderes extraordinarios11.
¿Mostró alguna vez Newton pruebas de ser consciente de estar
haciendo algo nuevo con su uso del estilo newtoniano? No exacta-'
mente, por más que sin duda fuese consciente de que nadie antes
que él había hallado tantos resultados. Sabía, por supuesto, que al
gunos científicos anteriores habían conjeturado la ley inversa del
cuadrado e incluso supuso que los antiguos podrían haber conocido
dicha ley u . Mastal cosa no implica que considerase menos meritoria
su invención, pues por más que dicha ley hubiera podido ser cono*!
cida por los profetas de edades pretéritas, ninguno de ellos la des
cubrió, ni demostró que era la causa de las órbitas elípticas. Ese
conocimiento era nuevo de su época y en dicha medida no conce
dería ni a Hooke ni a ningún otro ningún mérito. Además, lo sig
nificativo del logro de Newton era que no se había limitado a con
jeturar simplemente o siquiera a conocer la ley del inverso del
cuadrado, sino que, por el contrario, la había usado para demostrar
la elipticidad de las órbitas y para desarrollar un sistema del mundo
basado en ella. Tal cosa no se hubiera podido hacer por experimetf
tos y observaciones por inducción o por especulación filosófica, sino
tan sólo mediante las matemáticas, siendo el estilo newtoniano la
clave para aplicar las matemáticas al mundo, ya que se podían añadir
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 151
por etapas las condiciones capaces de hacer que el sistema imaginado
y constructo matemático fuese congruente con las. realidades de la
experiencia. Las matemáticas precisas para dicha tarea eran unas
matemáticas nuevas, el cálculo de fluxiones entrañado por el uso
continuo de límites y series infinitas u, y en este punto Newton
insistía en que él era el único inventor, el primer inventor, y no
un redescubridor de métodos antiguos (véanse Collins et al., 1856;
Newton, 1715).
E l punto hasta el cual el estilo newtoniano era revolucionario
puede calibrarse por el simple hecho de que, desde entonces, una
parte considerable de nuestra ciencia exacta ha procedido de un
modo un tanto similar. Creo que existe una tendencia lógica y sim
ple hacia una especie de positivismo por parte de todos aquellos
que enfocan una cuestión física como matemáticos, y para quienes
la exploración de las consecuencias matemáticas de cualquier sistema
o de cualquier conjunto de condiciones resulta igulamente fascinan
te, por más que resulte natura) que algunos sean más importantes
que otros, al relacionarse con la naturaleza tal y como la muestran
los experimentos y la observación.
En el escolio general escrito para la segunda edición de los Prin
cipia de 1713, Newton expresó la opinión cuasi-positivista que ba
inspirado a gran parte de las ciencias exactas desde entonces hasta
ahora, señalando que «basta» («satis est») que la gravedad exista
y que podamos deducir de ella los movimientos de los cuerpos ce
lestes, los objetos terrestres y las mareas. Mediante esta expresión,
Newton atacaba el tipo de crítica en el que toda la estructura de
la dinámica celeste newtoniana se descartaba por motivos metafí-
sicos, merced al aborrecimiento de la «atracción» o de las dudas
relativas a si dicha fuerza podía existir. En 1717, en la segunda edi
ción de la Optica, Newton señaló una vez más que no tomaba en
cuenta cómo «se puedan realizar estas atracciones» (Newton, 1952,
Q. 31, par. 1, 376 *) . Repitiendo esencialmente lo ya dicho en 1706
en la edición latina, señaló, «Lo que denomino atracción puede rea
lizarse mediante un impulso o cualesquiera otros medios que me
resultan desconocidos», y hacía hincapié en el hecho de usar «esa
palabra [atracción] tan sólo para señalar en general cualquier fuerza
por la que los cuerpos tiendan unos hacia otros, sea cual sea su
causa» (ibid.). Se había limitado al primer estadio de la investiga
ción, en el que «hemos de aprender de los fenómenos de la natu
raleza qué cuerpos atraen a otros y cuáles son las leyes y propiedades
de la atracción, antes de preguntamos por la causa que produce se
* Traducción española citada en la bibliografía, p. 325. (N. del T .)
152 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
mejante atracción» (ibid.). Pero, como se ha dicho ya, ninguno
de estos enunciados pueden interpretarse como si entrañasen que
el propio Newton no tuviese interés alguno en la búsqueda de tales
causas o que no hubiese instituido él mismo tal investigación M.
La insistencia de Newton en que era bastante ser capaz de pre
decir los movimientos terrestres y celestes y las mareas era de hecho
menos un grito de batalla de la nueva ciencia que la confesión de
un fracaso. Lo que Newton estaba diciendo esencialmente era que
su sistema debería aceptarse a pesar de su fracaso a la hora de
discernir la causa de la gravitación universal o incluso de compren
derla, ya que sus resultados concordaban tan bien con los datos de
la observación y los experimentos. La aceptación de la mecánica
celeste newtoniana, en ausencia del conocimiento de la causa fun
damental, era en cierto sentido una perversión de la filosofía que
Newton había expresado en el escolio general, dado que inhibía
cualquier búsqueda ulterior de una causa. Pero, en otro sentido, la
ciencia moderna ha estado siguiendo los principios newtonianos, ya
que Newton creta que el objetivo principal de la física matemática
(o de la ciencia exacta) es predecir y retrodedr los fenómenos de
la naturaleza.
Suplemento a 3.10: Estilo newtoniano o galileano
Lo que he denominado estilo newtoniano aparece frecuentemente
en los escritos de diversos autores con el nombre de estilo galileano.
Muchos autores utilizan la expresión «estilo galileano» en física en
relación con la idealización galileana de los movimientos de caída,
esto es, de la eliminación de los factores perturbadores y complejos
a fin de formular una ley matemática simple. Como ha indicado
Ernán McMullin (comunicación personal), «Esta ley (en opinión
de Galileo) vige exactamente en el mundo en la medida en que
las complejidades se hallen ausentes. El mundo la obedece con pre
cisión (razón por la cual no es un platónico estricto...). Para hallar
cómo se mueve un sistema particular, se complica hasta el extremo
necesario, dando cabida a los factores físicos que se dejaron fuera».
Aparece una extensa discusión del estilo galileano en el libro
de Edmund Husserl (1970), La Crisis de las ciencias europeas y la
Fenomenología transcendental, en una sección sobre «la matemati-
zación galileana de la naturaleza». Pero antes aún, en la era inme
diatamente posterior a Newton, se reconocía que el estilo newtoniano
hundía sus raíces en Galileo. En 1732, en un «Discours sur les
différentes figures des astres», Maupertuis discutía el uso newto-
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 153
niano del término «atracción»: Newton, escribía, «ha señalado con
frecuencia que tan sólo utilizaba este término para designar un he
cho y no una causa; que tan sólo lo empleaba para eludir sistemas
y explicaciones». Maupertuis procedía luego a explicar el modo de
proceder de los matemáticos, quienes pueden estudiar «cualquier
efecto regular, aunque su causa sea desconocida». Este estilo, según
Maupertuis, se originó con Galileo, quien «sin conocer la causa de
la pesantez de los cuerpos hacia la Tierra», fue, sin embargo, capaz
de erigir una bella y cierta teoría basada en dicha pesantez y de
explicar los fenómenos que de ella dependían (véase Aitón, 1972,
página 202). Al igual que Newton, Galileo era capaz de discutir
problemas de física desde un punto de vista matemático, sin inquirir
acerca de las causas y de la naturaeza de las fuerzas. Pero el estilo
que he denominado newtoniano no consta meramente de la deter
minación de las propiedades de los sistemas físicos sin inquirir acerca
de las causas, sino que se requiere además una segunda y tercera
fases sistemáticas donde se consideran las causas. En los Principia,
el estilo newtoniano llevaba a la consideración de las relaciones entre
fuerzas y aceleraciones producidas por ellas y terminaba en la gra
vitación universal. Por el contrario, Galileo se contentaba con poner
de manifiesto las leyes cinemáticas del movimiento sin pasar a la
dinámica. En breve, no cabe duda de que podemos hallar en Ga
lileo ejemplos muy semejantes al estilo newtoniano, por más que
no se desarrollen (como iba ahacer Newton) hasta la tercera fase
y su secuela.
Newton no inventó este estilo en el sentido de crear algo sin
antecedente alguno. Sin duda recibió la influencia de Barrow, quien
(a la manera elaborada por Newton en los libros primero y segundo
de los Principia) incluía escolios «físicos» o «filosóficos» en su
tratamiento matemático de un tema físico como la óptica. De hecho
sería totalmente inconsistente con el punto de vista que defiendo
en este libro creer que el estilo newtoniano podría haberse formado
de otro modo que no sea por la transformación de versiones an
teriores o modos menos desarrollados de procedimiento científico.
Entre tales predecesores incluiría ciertamente a Galileo, por más
que habría de insistir en que el estilo de Galileo era a lo sumo un
precedente primitivo del estilo netoniano, aparte de que no se
utilizó tan sistemática, extensa o eficazmente como el caso de New
ton. Es muy probable que el propio Newton no hubiera leído los
escritos de Galileo (especialmente sus Dos nuevas ciencias) lo su
ficiente como para recibir su influencia a este respecto.
He recurrido a la expresión «estilo newtoniano» porque me
parece una descripción adecuada del estilo ejemplificado en los
134 La revolución newtoniana y el estilo de Newtoa
Principia. Es el estilo que Newton desarrolló y aplicó con notable
efectividad, siendo además un estilo que debe tenerse muy presente
por ser la clave del modo de proceder de Newton y, por ende, de
la comprensión del tipo de discurso cuando se leen los Principia,
Constituye el estilo newtoniano en el sentido estricto de ser el
estilo usado por Newton en sus Principia. Dicho estilo newtoniano
suministró los medios de combinar las técnicas matemáticas y la
física de la experiencia que hicieron posibles los Principia. Además,
este estilo de los Principia, elaborado e ilustrado por Newton (y no
por Galileo), junto con algunos desarrollos posteriores, ha sido la
clave del auge de las ciencias exactas desde entonces hasta
ahora.
3.11. La Optica y el estilo newtoniano
Un aspecto básico del estilo newtoniano, tal como se ejemplo
fica en los Principia, consiste en la aplicación de las matemáticas a
un sistema o constructo que constituye el análogo matemático de
una situación natural, aunque hasta cierto punto simplificada e
idealizada. A medida que se añaden ulteriores condiciones al cons
tructo, éste se toma progresivamente más próximo a un análogo
de la naturaleza. De este modo, se elabora un cuerpo de principios
matemáticos pertinentes para la filosofía natural, aplicándose luego
al mundo de la física, como en el libro tercero sobre el sistema del
mundo. En este contexto del estilo newtoniano, la palabra mate
mática alude a la aplicación de verdaderas técnicas matemáticas, co
mo el álgebra, el método de las proporciones, la geometría euclídea,
la geometría de las secciones cónicas, la geometría proyectiva elemen
tal, las series infinitas, el cálculo de fluxiones ( al menos argumentos
fluxionales), la teoría de límites. En este contexto, las matemáticas
no significan experimentos que suministran resultados numéricos;
mediciones numéricas o la forma lógica de la argumentación, así
como tampoco significa que una obra se limite a presentar la forma
superficial asociada a los tratados matemáticos: definiciones, axÚK
mas y proposiciones numeradas.
Para poner a prueba esta dictotomía, considérese la obra de
Espinosa Ethica ordine geométrico demónstrala (1677, póstuma)
que, como reza su título, trata de presentar la ética «demostrada
según el orden geométrico». De ahí que proceda por definiciones y
axiomas a la obtención de proposiciones y sus corolarios, siguiendo
una larga tradición practicada por musulmanes, hebreos y cristia
nos, quienes empleaban esta forma de argumentación en un intento
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 153
de identificar «la forma silogística de una demostración con la forma
geométrica eudídea»'. Estas obras filosóficas difícilmente se podrían
considerar «matemáticas» y ciertamente no son matemáticas en el
sentido que he definido más arriba para los Principia. Sus conte*
nidos no se ven sometidos a análisis mediante las técnicas y méto
dos de las matemáticas, por más que sus autores traten de imitar
la forma externa de la geometría eudídea.
La Optica de Newton se fraguó con la forma externa de una
obra matemática, en la medida en que comienza con definidones y
axiomas y procede mediante proposiciones. No obstante, es de
destacar que las proposidones de la Optica no se demuestran en
su mayor parte de manera lógica en reladón con los axiomas; tam
poco las demostradones recurren a una sucesión de referendas que
se retrotraigan a las primeras proposiciones. Y lo que resulta aún
más significativo, las proposidones no se demuestran mediante la
aplicación de técnicas matemáticas. Por d contrario, lo más fre
cuente es que Newton proceda a suministrar una «PRUEBA expe
rimental» y tienda a hacer alusión a experimentos anteriores más
bien que a axiomas preliminares. De allí que, aunque Newton use
números (como en los resultados experimentales), su Optica no se
pueda considerar en ningún sentido legítimo un tratado matemá
tico 2.
Otra manera de decir esto mismo es señalar que, en la Optica,
Newton no procede mediante la aplicadón de lo que he denominado
el estilo newtoniano. Con todo, no hemos de conduir que Newton
considerase la óptica como un campo que no se pudiese desarrollar
matemáticamente al estilo newtoniano. En otros escritos, unos de
ellos publicados póstumamente y otros aún en MS [manuscritos],
Newton aborda los problemas de la óptica de modo fundamental
mente distinto a la presentadón que ha llegado hasta nosotros en
la Optica. En particular, Newton recurre extensamente a las mate
máticas, no sólo por lo que respecta a la geometría de la catóptrica
y la dióptrica, sino también a la óptica física. En su serie inaugural
de lecdones de la Universidad de Cambridge (a mediados de enero
de 1670), Newton se entregó de hecho a notables consideradones
que, como señalaba el editor de la edición inglesa póstuma (1728),
no eran tanto físicas cuanto «puramente geométricas» 3. En la parte
geométrica de estas lecdones4, Whiteside («desde un punto de vista
matemático») halla especialmente «algunas ilustraciones reveladoras,
en un contexto óptico, de su técnica de construir las raíces de ecua-
dones algebraicas por la intersección de cónicas, de su desarrollo
de incrementos para producir una diferendadón geométrica, y de
156 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
su tratamiento de los valores extremos de una función dada...»
(Newton, 1967— , vol. 3, p. 440).
Otro aspecto notable de la matematización newtoniana de los
problemas ópticos fue «su formulación matemática concluyente,
que culminaba dos mil años de lento avance empírico y la primitiva
teoría numérica de Descartes de la estructura del arco iris «-ario».
Otros ejemplos son su «cálculo de la aberración cromática de los
rayos (que irradian de un punto único) que se refractan en una su
perficie esférica» y «su construcción de un 'nuevo’ telescopio catóp-
trico en el que el espejo es una lente azogada situada de modo que
su distorsión cromática se minimice» (Newton, 1967— , vol. 3, pá
gina 442).
En estas lecciones, especialmente las secciones 3 y 4 de la par
te 1, Newton desarrolla su análisis matemático estableciendo algunas
suposiciones «físicas» arbitrarias 5, y su estilo o modo de proceder
sugiere un enfoque de los problemas que en diversos aspectos se
asemejan al de los Principia. Esto es, se puede discernir la potencia
del uso de sistemas imaginados o constructos de los que se derivan
consecuencias mediante el uso efectivo de las matemáticas, siguiendo
lo que he dado en llamar el estilo newtoniano. En otras palabras,
Newton no concebía que el objeto de la óptica física fuese necesa
riamente distinto en ningún sentido importante de la mecánica
física,por lo que respecta al uso de las matemáticas en relación con
los problemas físicos. Esto es algo que podemos confirmar exami
nando la sección 14 del libro primero de los Principia, donde New
ton toma en consideración un sistema de partículas que se mueven
a través de campos de fuerza que poseen propiedades un tanto pe
culiares en las proximidades de la separación entre dos medios cua
lesquiera y dentro de ciertos medios, como consecuencia de lo cual,
y partiendo de las condiciones del sistema, se pueden derivar un
buen número de propiedades de los rayos de luz observadas expe
rimentalmente é.
En la Optica aparece esencialmente el mismo sistema7, que re
sulta muy conspicuo por ser el único argumento matemático de este
tipo que se desarrolla plenamente en dicho tratado®. Aparece al
final de la proposición 6 del libro primero, parte 1, donde Newton
desea demostrar que «El seno de incidencia de cada uno de los
rayos, independientemente considerados, está en una razón dada
con su seno de refracción». Esta proposición se demuestra mediante
un experimento destinado a mostrar que cuando varios rayos tienen
el mismo seno de incidencia se da una proporción entre los senos
de los ángulos de refracción de los rayos. Se halla que esto es cierto
«en la medida en que yo soy capaz de estimarlo mediante la obser-
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 157
vadón de los espectros y el uso del razonamiento matemático». Con
todo, Newton «no realizó un cómputo predso», a pesar de lp cual
conduía: «Así la proposidón se cumple para cada rayo separado,
según muestra el experimento». No obstante, «la exactitutd de esto
se puede demostrar mediante la siguiente suposidón: los cuerpos
refractan la luz actuando sobre sus rayos según líneas perpendicu
lares a sus superficies» 9. He aquí un único ejemplo aislado del fun
cionamiento en la Optica del método que he caracterizado como la
csenda de la dencia de los Principia y por tanto la fuente de la
revoludón newtoniana en la cienda °.
¿Acaso hemos de conduir que el mundo dentífico vio la ejempli-
ficación del método revoludonario de Newton tanto en la mecánica
física (y en la dinámica celeste) como en la óptica física? En abso
luto. La razón estriba en que Newton no tuvo un éxito real en su
óptica física, en el mismo sentido en que lo tuvo en su trabajo rela
tivo al movimiento de puntos de masa bajo la acdón de fuerzas
centrales. Por consiguiente, hemos de percatarnos de por qué, cuando
escribó y publicó lo que conocemos como la Optica, la única aplica-
dón plenamente desarrollada de las matemáticas al estilo newtoniano
que envió a la imprenta fue el mencionado intento de explicar la
ley de refracdón. Induso este ejemplo no podía resultarle plenar
mente satisfactorio a Newton, debido a la dificultad de imaginar
una fuerza en un medio que actuase sólo perperdicularmente o verti
calmente11. E l movimiento de las partículas bajo estas condidones
se elabora plenamente con las matemáticas necesarias y se aplica
a la reflexión y refracdón en la sección 14 del libro primero de los
Principia. No obstante, hay que señalar que induso en esta presen-
tadón más desarrollada, Newton no intenta dar cuenta de un amplio
rango de fenómenos ópticos u .
Así pues, a fin de descubrir los intentos de Newton de usar el
estilo newtoniano en el campo de la óptica, es predso aventurarse
más allá de los libros impresos, la Optica y los Principia, para exa
minar las lecdones lucasianas de óptica y los MS ópticos no publi
cados. Esta tarea la emprendió J . A. Lohne (1961, pp. 397, 398),
quien trató de extraer de los MS de Netwon y de los escritos pu
blicados un conjunto de supuestos que parecen haber tenido una
influenda determinante en su pensamiento sobre óptica y en su
realizadón e interpretadón de experimentos, especialmente en los
años de la década de 1670. Entre ellos se hallan los conceptos de
glóbulos de luz y de un éter que todo lo penetra, siendo más raro
en los cuerpos más densos (de manera que los glóbulos de luz se
muevan más aprisa en los cuerpos más densos). Una condidónu
importante es que cuando un glóbulo de luz pasa de un cuerpo o
158 La revolución newtoniana y el estilo de Newton
medio a otro de mayor densidad, la «velocidad tangencial permanece
inalterada, si bien la velocidad total aumenta y es independiente'
del ángulo de incidencia»; otra es que los rayos «rubriformes» (o
productores del rojo) se mueven más aprisa en el vacío que los pro
ductores del azul14 (y por tanto también en toda substancia o medio
transparente). Algunas de las características matemáticas de los es
critos ópticos de Newton han sido elucidadas por D. T. Whiteside,
especialmente en los volúmenes 4 y 6 de su edición de los Mathema-
tical Papers de Newton (Newton, 1967— ); sin embargo, no apare
cen en la Optica.
En un novedoso e interesante enfoque de la óptica newtoniana
(no de la O ptica), Zev Bechler ha examinado diversos «modelos» a
propuestos por Newton para explicar los fenómenos de los colores,
entre ellos lo que Bechler denomina «modelo mecánico de reflexión
diferencial de los corpúsculos de luz desde los cuerpos, mediante el
que el color de estos cuerpos se reduciría a las leyes de colisión
elástica». Newton construía aquí un modelo del comportamiento
de los corpúsculos o glóbulos de luz en el dominio invisible o no-
directamente-perceptible, en el que seguirían exacta y rigurosamente
las «leyes del mundo visible». Este tipo de construcción de modelos
recibe de Bechler el nombre de «la 'regla de normalidad’, y los mo
delos construidos de acuerdo con ella, 'modelos normales’» . Según
Bechler (1973), Netwon completó esta «regla de normalidad» de
la construcción de modelos con una «exigencia de razonamiento
matemático riguroso» que consideraba «como la contribución cen
tral de Newton a la nueva metodología de la ciencia», denominán
dola «la 'matematización de la normalidad’». Bechler halla que New
ton había propuesto una serie de modelos diferentes (o, por impli
cación, puede verse que los había usado). Por ejemplo, tenemos lo
que Bechler denomina un «modelo de velocidad» (1669-1670), su
primido en 1675 y sustituido por un «modelo de masa», refinado y
mejorado más tarde. También encuentra varios modelos en 1687,
1694, 1704 y 1706. Todos ellos son ejemplos del interés newtoniano
por una explicación mecanicista o «mecánica» de la dispensión. Re
sulta notable que estos «modelos» no aparezcan explícitamente en
la Optica publicada, excepto por lo que atañe al resumen ya aludido
de la proposición 6 del libro primero (parte 1). En particular, Bechler
analiza y explicita la base matemática del primer gran escrito de
Newton sobre la «luz y los colores», que se encuentra en gran
medida en las Lectiones opticae, aunque, como dice Bechler, «nin
guno de los notables que leyeron el escrito conocía esta base mate
mática masiva, y Newton ni siquiera indicó su existencia» ,é. A la vista
de la revelación de las presuposiciones corpusculares y matemáticas
3. La revolución newtoniana y el estilo de Newton 159
del pensamiento newtoniano (gracias a estudiosos como Bechler,
Lohne y Sabra), sería difícil mantener que este experimento clásico
y su interpretación se pueda comprender a un nivel simple de ex
perimento y observación.
Contra este transfondo podemos ver lo que Newton tenía en
mente cuando escribió que «Un naturalista difícilmente esperaría
ver que la ciencia de ellos [i.e., los colores] se tornase matemática,
t í con todo me atrevo a afirmar que hay en ella tanta certeza [i.e, en
la ciencia de los colores] como en cualquier otra parte de la Optica»
(1959-1977, vol. 1, pp. 96 yss.). Esta frase aparece en esa impor
tante carta de 1672 sobre la luz y los colores que Newton envió
a Oldenburg para que se publicase en las Philosophical Transaciions.
Newton dice que la ciencia de los colores (la óptica física) es tan
cierta como la óptica geométrica, siendo la razón, según Newton, que
lo