Importancia de la Física
Título de Profesora de Biología
La física es una de las ciencias básicas más antiguas que existen, teniendo una importancia inestimable para la comprensión de los fenómenos naturales presentes en el universo hasta la evolución de la humanidad hasta el punto en que nos encontramos hoy. Desde el por qué se mueven los objetos hasta cómo se transforma la materia y cómo esta se encuentra tan fuertemente vinculada al concepto de la energía, son incógnitas que la física se encarga de revelar.
Como todas las demás ciencias, la física también se encuentra subdividida en diversas áreas, destacando entre las más comunes: 1) la mecánica, enfocada en el estudio del movimiento y el comportamiento de los cuerpos en relación con las fuerzas que actúan sobre ellos y que se divide a su vez en mecánica newtoniana, mecánica cuántica y mecánica relativista; 2) la termodinámica que se encarga del estudio de los procesos de transferencia de calor y energía, y cómo se relacionan con los cambios en las propiedades físicas y químicas de la materia; 3) el electromagnetismo y la electrodinámica, que analizan las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia, y cómo interactúan entre sí; 4) la óptica que observa los fenómenos relativos a la luz y cómo se comporta en diferentes materiales y situaciones; 5) la física atómica y nuclear, enfocada en el estudio de la estructura y las propiedades de los átomos y núcleos atómicos, así como sus reacciones; 6) la física de partículas, a través de la cual se investigan las partículas subatómicas y su interacción con las fuerzas fundamentales de la naturaleza; 7) la física matemática, especializada en el desarrollo de teorías y modelos matemáticos que permitan explicar y predecir el comportamiento de la materia y la energía en diferentes situaciones y condiciones; 8) astrofísica, que sin lugar a dudas es el campo con mayor apertura divulgativa en los últimos tiempos, gracias a los grandes avances realizados en la comprensión de los asuntos del cosmos.
¿Para qué estudiar Física?
La autora de este artículo asume que en su juventud llegó a preguntarse “¿de qué serviría aprender fórmulas y conceptos de la física?”. Pues bien, es cierto que las fórmulas no serán una constante en la vida de cada persona, pero la física sí. Está presente en casi todo lo que involucra nuestra vida de forma tan rutinaria que pasa desapercibida. La luz eléctrica, el automóvil que nos lleva a algún lado, cocinar en una estufa de gas son ejemplos de cómo la física es útil, pero no se engañen pensando que es solo en las comodidades que está presente. ¿Sabes aquel pan que dejaste olvidado fuera del envase, que se puso duro, o aquella vez que corriste hasta la parada del autobús antes de que este llegara? También involucran la física.
Es gracias al estudio de la física que encontramos la respuesta a los fenómenos naturales y con este conocimiento podemos desarrollar técnicas sobre cómo dominar o mejorar los procesos utilizándolos a nuestro favor. Sobre el ejemplo del pan que citamos, observamos que la blandura de su estado inicial está asociado a la disponibilidad de agua en su interior, que al estar en contacto con el aire, sufre el intercambio de humedad, perdiendo agua con el ambiente y así, como resultado, el pan se endurece. En base a esta información, pasamos a almacenar el pan en una bolsa o envase hermético, que en este caso será una barrera entre el alimento y el medio ambiente, para poder conservarse por más tiempo.
Es virtualmente imposible para muchos de nosotros imaginar la vida sin las ventajas tecnológicas que nos rodean, pero nada de esto sería posible sin una comprensión de la ciencia detrás de este conocimiento. Esta comprensión va mucho más allá de conservar un alimento o conocer las ventajas de la electricidad, ya que las personas con una buena comprensión de la física básica pueden prevenir ciertas situaciones peligrosas e incluso salvar la vida de alguien.
Cálculos para vivir
Sin la posibilidad de un constante y complejo manejo matemático como lenguaje base, los fenómenos físicos no pudiesen ser siquiera comprensibles y mucho menos predecibles, de allí que para esta área del saber humano sea tan importante la cuantificación de los acontecimientos.
No obstante, la matemática también permite el desarrollo de modelos predictivos basados en meras hipótesis, algunas veces basadas en ideas realmente absurdas, pero que permiten de una u otra manera darle forma al análisis de un fenómeno sobre el cual no se tienen aún los suficientes datos o incluso evidencia alguna, por ende, la mayoría de los planteamientos y más aún de los que se efectúan desde campos como la astrofísica, no pueden ser considerados más que bases especulativas sobre lo que en un futuro podrá demostrarse o desmentirse por completo. Un ejemplo de esto lo representa la propia teoría de los agujeros negros, la cual durante décadas fue tan solo una potencial explicación brindada por Stephen Hawking, sobre lo que él pensaba que pudiese ocurrir tras la liberación de excesivas cantidades de energía tras determinados fenómenos en el Universo, pero de lo cual no tenía más que un cúmulo de números y ecuaciones, hasta que apenas en el 2019 se alcanzó el nivel de tecnología necesaria para poder observar uno por primera vez.
Todo esto como consecuencia de que durante años Hawking se dedicara a promover su idea, con la cual se supo qué buscar y en dónde, aunque no existiese ninguna evidencia previa de su existencia, más allá de una lógica acompañada por unos cuantos números.
Origen de la física como ciencia
La física se define como la ciencia que se dedica a la investigación de los fenómenos naturales en sus más diversos aspectos en la búsqueda del conocimiento sobre las propiedades y relaciones de la materia y la energía. Se puede decir que su origen está ligado a los filósofos de la naturaleza en la antigua Grecia quienes negaban explicaciones místicas a los fenómenos que observaban y comenzaron a racionalizar teorías sobre los hechos que los rodeaban.
Muchos siglos después, en la época del Renacimiento, hubo un gran avance en la física con nombres como Galileo y Newton, y con el conocimiento acumulado por muchos estudiosos surgieron formulaciones, experimentos y principalmente interpretaciones basadas en hechos expresados en lenguaje matemático, es decir, ecuaciones.
A partir de esta amplia y creciente gama de informaciones que fueran surgiendo/descubriéndose a lo largo de los años, aparece la necedad de dividir esta ciencia en áreas y, consecuentemente, en subáreas, siguiendo su desarrollo y avances tecnológicos. Así, tenemos la física clásica y la física moderna como las dos ramas principales. El primero dirige sus estudios a fenómenos macroscópicos como la termología, la óptica, la mecánica, las ondas y la electricidad. La Física Moderna, por su parte, se ocupa de fenómenos microscópicos, cuyo estudio, como se mencionó anteriormente, fue posible gracias a los avances tecnológicos en las subáreas de la mecánica cuántica, la física nuclear y la relatividad.
Los físicos teóricos actualmente se encuentran proponiendo diversas hipótesis y modelos para explicar el origen y la evolución del universo, la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura, y la estructura fundamental de la materia a nivel subatómico, encontrándose nuevos hallazgos a diario, por lo que las noticias espaciales se han convertido en una nueva carrera comunicacional por quién puede brindar más información, atrayendo el interés de la humanidad hacia temas que hasta poco tiempo atrás eran considerados elitescos y comprensible para unos pocos, demostrándose con esto que las ciencias, pese a su complejidad, son un asunto creado por la propia curiosidad humana y que por ende, nunca estarán al margen de su verdadera esencia e interés.
La física siempre presente en la vida cotidiana
Hay tantos conceptos relacionados, desde el movimiento de nuestro cuerpo hasta el lanzamiento de un cohete al espacio, que describirlos todos es casi imposible. Sin embargo, el conocimiento sobre ciertos fenómenos físicos se ha vuelto fundamental para la seguridad y la supervivencia humana, y se transmite entre las personas durante generaciones, incluso sin una comprensión correcta de por qué. Con la expansión de los estudios e investigaciones y una mejor comprensión de cómo sucede todo, la física comenzó a enseñarse en las aulas desde la infancia.
Así, por ejemplo, en medio de una tormenta siempre debemos evitar los espacios abiertos, ya que los rayos tienden a ser atraídos por el punto más alto, es decir, una persona o un poste. Tampoco es seguro acercarse demasiado a un árbol porque la savia que se encuentra en su interior es un buen conductor eléctrico, lo que aumenta las posibilidades de que le caiga un rayo, lo que hace que sea muy común que los automóviles estacionados debajo de los árboles sufran daños por ramas que se quiebran (sin mencionar la acción de la fuerza del viento).
Referencias
Hawking, S. (1988). Historia del tiempo. Del big bang a los agujeros negros. Espasa.
Hawking, S., & Jou, D. (2002). El universo en una cáscara de nuez. Barcelona: Crítica.
Hawking, S. (2018). La teoría del todo (edición ilustrada): El origen y el destino del universo. Debate.
Resnick, R., Halliday, D., & Krane, K. (2004). Física Vol. I. I.
Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2009). Física para ciencias e ingeniería con física moderna. Cengage Learning Editores.
Art. actualizado: Mayo 2023; sobre el original de agosto, 2022.
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