El Comité de Investigación, Desarrollo e Innovación, realizó la Conversación Abierta “Las Ciencias Matemáticas y Físicas del Renacimiento a Newton y sus Desarrollos Posteriores”, liderada por el Presidente del Comité, Ing. Rodolfo Baffico y el Ing. invitado Hernán Lafourcade, quienes explicaron e introdujeron al público en la evolución del conocimiento ocurrido especialmente en el periodo conocido como Renacimiento, gracias al aporte de algunos grandes genios de la ciencia y las matemáticas en la historia desde Leonardo Da Vinci, Luca Pacioli, Galileo Galilei y varios otros, hasta llegar a Newton y sus desarrollos posteriores.

En el inicio de la conversación el Presidente del Comité I+D+i, Ing. Rodolfo Baffico, destacó la importancia de Dante Alighieri, quien al escribir su obra maestra La Divina Comedia en un nuevo dialecto de la zona de Florencia, en el centro de Italia, dio origen a una nueva lengua italiana que prontamente se transformo en una lengua franca, además del latín mayormente empleado por la Iglesia y las universidades. Luego de la fundación en Bologna de la 1ª Universidad del mundo, dedicada a la Jurisprudencia, en el eje Pisa Florencia y Padua, cerca de Venecia, se establecieron las Universidades dedicadas a las demás Ciencias, Medicina, Física, etc. Ello significó establecer los fundamentos del Método Científico, aplicados felizmente por Piero de la Francesca, Luca Pacioli, Cavalieri, Kepler, Galileo Galilei, Roberval y muchos otros que abrieron un camino para los trabajos posteriores de Descartes, Huygens, Leibnitz, Hooke e Isaac Newton que estableció la estructura básica de la Gravitación Universal y su formulación matemática, utilizando su propio método de las “fluxiones” que luego fuera denominado “análisis diferencial”.

Precursor de este extraordinario periodo fue Leonardo Da Vinci quien desde el mundo de las ciencias de la ingeniería y de las ciencias físicas y matemáticas aplicó sus propios desarrollos científicos en sus retratos y pinturas, donde el uso de la perspectiva, de la proporción armónica – que llego a denominarse “divina proporción’ – y de las congruencias y deformaciones de las figuras geométricas manteniendo la misma área. Leonardo suscribió una enorme cantidad de apuntes con definiciones, figuras explicativas y fundamentos de la ingeniería y de las ciencias matemáticas, así como el diseño de numerosas máquinas – ideas muy adelantadas para su tiempo – tales como el helicóptero, el carro de combate, el submarino y el automóvil. Muy pocos de sus proyectos llegaron a construirse (entre ellos la máquina para medir el límite elástico de un cable), puesto que la mayoría no eran realizables durante esa época.

Como científico, Leonardo da Vinci hizo progresar mucho el conocimiento en las áreas de anatomía, la ingeniería civil, la óptica y la hidrodinámica, y sus apuntes muestran un extraordinario talento matemático, que si se hubieran conocido o divulgado después de su muerte, habría sido considerado el verdadero creador del Método Científico. Como ejemplo baste su desarrollo respecto del punto, en el que detalla que “el punto natural más pequeño es más grande que todos los puntos matemáticos”, y lo demuestra porque “el punto natural tiene continuidad, y cualquier cosa que es continuo es infinitamente divisible, pero el punto matemático es indivisible porque es sin cantidad.” Luego destacó la importancia de Galileo Galilei en las ciencias físicas y matemáticas ya que – siendo “un fino y atento observador de la naturaleza” – utilizó todos los conocimientos y medios a su alcance para discurrir los experimentos y la creación de aparatos que pudieran clarificar y eventualmente confirmar sus ideas. Prueba de lo anterior fue precisamente la construcción de su famosa “bilancetta” – una balanza hidrostática – del telescopio, demostrando asi que “el universo cercano esta constituido de una misma o similar materia”, y del péndulo de doble longitud para demostrar su isocronismo e indirectamente la curva braquistocrona.

En la segunda parte del Seminario, el Ing. Lafourcade presentó una panorámica del desarrollo de las Ciencias desde el Siglo XVIII en adelante destacando en particular las leyes de la dinámica establecidas por Newton con la publicación de los “Principia Matemática” que dieron origen a un extraordinario desarrollo de las matemáticas y de las ciencias en general. En el siglo XIX, el creciente y favorable impacto de las aplicaciones científicas y tecnológicas sobre las condiciones de la vida humana confiere, gradualmente, a la investigación teórica y experimental un prestigio que nunca había tenido en el pasado. Euler, Bernouilli, D’Alambert, Lagrange y Laplace, entre otros grandes mecanicistas del S. XVIII, perfeccionan la aplicación del calculo infinitesimal a la resolución de problemas propios de la mecánica de Newton, en particular Lagrange (1736-1813), quien aporta una poderosa generalización matemática dela mecánica de Newton. A su vez Laplace (1749-1827), aplica la mecánica de Newton al análisis de las órbitas planetarias y la estabilidad del sistema solar. En 1758 se verifica el retorno del cometa Halley – tal como había sido previsto en el siglo anterior por el astrónomo ingles Edmond Halley amigo y contemporáneo de Newton – que suministra una prueba formidable de la validez de la ley de gravitación universal de Newton.

Asimismo, las leyes del Electromagnetismo, que unificaron para siempre la electricidad y el magnetismo, fueron brillantemente establecidas por Maxwell ( 1864), culminando las investigaciones previas de físicos e ingenieros como Volta, Coulomb, Oersted, Arago, Ampere y del autodidacta experimentalista Faraday (1831), descubridor de la inducción magnética, quien predijo la existencia de las ondas de radiación electromagnética, entre ellas la propia luz y las ondas de radio (con longitudes de onda muy grandes), descubiertas experimentalmente en 1885 por Hertz. Todas ellas se propagaban en el éter a la velocidad de la luz. En el Siglo XX, la Física conocida se reducía a un grupo reducido de formidables teorías: la Mecánica Clásica y la Teoría de la Gravedad de Newton, la Teoría del Electromagnetismo de Maxwell) y la Termodinámica clásica de Carnot, Joule, Meyer, Kelvin y Clausius. La Termodinámica Estadística, de Maxwell y Boltzmann, no era hasta entonces universalmente aceptada por asumir la existencia de átomos y moléculas, considerados entes hipotéticos, bajo la influencia de la escuela positivista de Viena. Sin embargo, ciertos fenómenos naturales no encontraban explicación mediante sus leyes y ecuaciones: la radioactividad, el espectro de la radiación de cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico, entre otros.

Dos nuevas teorías, nacidas en el Siglo XX, comprenden hoy la llamada Física Moderna: la Teoría de la Relatividad de Einstein (1905-1915) y la Teoría Quántica o Mecánica Quántica (1900-1930). Al amparo de ambas teorías, así como las termodinámicas clásicas y estadística, la Astrofísica y la Cosmología, experimentaron avances tan notables que nos han permitido formular entre 1915 y 1965 el primer modelo unificado y racional sobre la evolución del Universo, el llamado Modelo Cosmológico Standard [Modelo del Big Bang (Lambda-CDM-FLRW Model). Tres importantes predicciones confirmadas por evidencias experimentales sustentan la validez científica de este Modelo: la expansión del Universo (Hubble, 1929), la abundancia relativa de deuterio, hidrogeno, helio y litio en el Universo y las propiedades del espectro de la radiación cósmica en micro-ondas (CMB) en 1965.

La Teoría General de la Relatividad (TGR) es una teoría de la estructura causal del espacio-tiempo: re-explica la Gravedad y es la base científica de la Cosmología moderna. Por otra parte la Teoría Quántica (TQ) explica y predice el comportamiento de los átomos, moléculas, partículas sub-atómicas y de la radiación (fotones). Es la base científica de las interacciones débiles (radiactividad) y fuertes del núcleo (energía nuclear), así como de las interacciones entre la radiación y la materia, expresadas en el Modelo Standard de Partículas (1970). La Física Moderna se encuentra pues dicotomizada: mientras las tres interacciones (“fuerzas”) que rigen el comportamiento de las partículas y la radiación electromagnética obedecen las reglas de la TQ (son interacciones cuánticas), la interacción que rige la Gravedad (la “fuerza de gravedad”) es atribuida a la distorsión – la curvatura – del espacio-tiempo. El actual estado de la Física nos plantea un formidable desafío: la necesaria formulación de una teoría unificada que fusione los conceptos del espacio y el tiempo aportados por la TGR con el de la inseparabilidad entre el observador y el sistema observado que nos plantea la TQ. Esta teoría unificada, aun incompleta, es denominada Teoría Quántica de la Gravedad (también Teoría de la Gravedad Quántica, TGQ). La que deberá ser, a lo menos, una teoría de la Materia, una teoría del Espacio y del Tiempo y una teoría Cosmológica.

Al término del Seminario, los ingenieros respondieron las preguntas del público, generándose una animada conversación respecto a los variados inventos que generaron grandes cambios en el planeta.