I
Se trata por lo tanto en principio de hacer clara la finalidad de la física como ciencia. Lo que resulta más seguro para esto es mostrar la tendencia fundamental de la física, que en el curso de su historia desde Galilei hasta el presente ha surgido cada ves más claramente.
(361) La filosofía de la naturaleza antigua y medieval[i] procuraba investigar la esencia metafísica de los fenómenos inherentes a la realidad inmediata y sus causas ocultas. En oposición a esta especulación metafísica sobre la naturaleza, la ciencia de Galilei significa metódicamente algo completamente nuevo, Esta pretende ejercer el dominio sobre la diversificación de los fenómenos a través de la ley, y su logro (Leistung) nuevo y particular consiste en cómo llega a la ley. Como a partir de este método del conocimiento de la ley se puede ver más claramente la tendencia fundamental de la física, aclararemos este método con un ejemplo clásico: el hallazgo de Galilei de la ley de la caída. La antigua ciencia de la naturaleza hubiese procedido en el problema de la caída de tal modo que a través de la consideración de casos particulares de fenómenos de caída, hubiese intentado extraer lo que fuese común a todos los fenómenos de la caída, para luego desde aquí inferir la esencia de la caída. Galilei no comienza con la consideración de fenómenos de caída aislados, sino con una suposición en general (hipótesis) que reza: “Los cuerpos caen, privados de su sostén, de tal forma que su velocidad aumenta proporcionalmente al tiempo, (v=g.t) es decir que los cuerpos caen con un movimiento uniformemente acelerado. La velocidad al comienzo es 0, la velocidad final v=g.t. Tomemos la velocidad media g/2.t, entonces tenemos un movimiento uniforme; para éste reza la fórmula primitiva e=c.t : el espacio recorrido es igual al producto de la velocidad por el tiempo. En nuestro caso es c=g/2.t, este valor, sustituido en la fórmula precedente da por resultado: e=g/2.t2. Esta ecuación la prueba Galilei en casos concretos, y es confirmada por ellos. Por lo tanto es válida la antedicha suposición de la que en forma puramente deductiva fue obtenida la ley que más tarde se comprobó experimentalmente. Intencionalmente fue expuesto este raciocinio en forma más detallada para mostrar que en todo el razonamiento no se trata en ninguna parte de este o aquel objeto determinado, de esta o aquella duración de tiempo, o de éste o aquel espacio de caída. La suposición v g . t que luego a través de la conclusión y a partir del experimento verificante se vuelve ley, es una suposición general sobre los cuerpos en general.
En este nuevo método reside por lo tanto una doble particularidad: 1-Se afirma una suposición o hipótesis (Annahme), que permite en general comprender a los fenómenos de un determinado ámbito -aquí, por lo tanto, a los fenómenos del movimiento. 2-La suposición o hipótesis no afirma de ningún modo una cualidad oculta como la causa explicativa de los fenómenos, sino que contiene relaciones matemáticamente comprensibles, es decir, medibles, entre los momentos del fenómeno concebidos idealmente. Este modo de formulación del problema que Galilei por primera vez llevó a la práctica conscientemente logra el predominio con el correr del tiempo en las ramas especiales de la Física (Mecánica, Acústica, Doctrina del calor, Óptica, Doctrina del magnetismo y Electricidad). En cada uno de estos campos aspira la física a ecuaciones en las cuales son formuladas relaciones legales muy generales con respecto a los hechos del campo respectivo.
Pero la física moderna no se ha quedado aquí. Ha encontrado ya leyes fundamentales que permiten por un lado incluir partes de, la Acústica y de la Doctrina del calor en la Mecánica, y por otro lado incluir a la Óptica, al Magnetismo y a la Teoría radiotérmica en la Doctrina de la electricidad. Así la variedad de los campos particulares de la física se ha reducido hoy a dos campos: la Mecánica y la Electrodinámica, o, como también se dice, la física de la materia y la física del éter, Por más vehemente que sea la lucha entre la concepción del mundo (Weltnaschauung) mecánica y electrodinámica, ambos campos, como dice, Max Planck “no se podrán a la larga de ninguna manera delimitar nítidamente”,[ii] “La mecánica necesita para apoyarse en principio sólo el concepto de espacio, el del tiempo y el de lo que se mueve, califíquese a éste de sustancia o de estado. Pero tampoco la electrodinámica puede prescindir de los mismos conceptos: por eso una mecánica adecuadamente generalizada podría muy bien abarcar también a la electrodinámica; y en la práctica hay muchos indicios de que estos dos ámbitos ahora parcialmente conectados entre sí se van a unir finalmente en uno sólo, en una dinámica general”[iii]
Con esto estaría puesta de relieve la finalidad de la física como ciencia; es la unidad del concepto del mundo físico la reducción de todos los fenómenos a las leyes fundamentales fijables matemáticamente de una dinámica general, y a las leyes de movimiento de una masa que en cualquier momento puede ser determinada. Ya que conocemos ahora la finalidad de la Física, se puede formular la segunda pregunta: ¿Qué función le es inherente al concepto de tiempo en esta ciencia?
El objeto de la física, ahora podemos decirlo así brevemente, es la legalidad (Gesetzlichkeit) del movimiento. Los movimientos transcurren en el tiempo. Pero ¿qué quiere decir esto? El tiempo tiene una significación espacial; sin embargo el tiempo, evidentemente, no es nada espacial, y precisamente siempre se contrapone uno frente a otro al espacio y al tiempo. Pero también evidentemente el espacio y el tiempo están relacionados de alguna manera. Galileo Galilei se refiere una vez en un pasaje de los Discorsi precisamente a esta afinidad de los conceptos de tiempo y movimiento. “Así como la uniformidad del movimiento se comprende y se determina a través de la igualdad de tiempos y espacios, también podemos, a través de una idéntica igualdad de las partes del tiempo, comprender como simple el aumento de velocidad (aceleración) realizado”[iv] evidentemente se trata, en la relación (Verhältnis) de movimiento y tiempo, de la medida del movimiento con la ayuda (364) del tiempo. La medida como determinación cuantitativa es un asunto de la matemática. Por lo tanto, si queremos obtener rigurosos conceptos de tiempo y movimiento, tenemos que considerar a éstos en su forma matemática.
La situación de un punto material en el espacio está determinada por el punto del espacio con el que coincide. Supongamos por un momento que el espacio esté vacío, con excepción de un punto material, cuya posición debe ser determinada. Ahora bien, el espacio es infinito, cada punto del espacio es equivalente a otro, o igualmente cada dirección con cada otra. Una determinación de la situación del punto material en cuestión no es posible sin un punto con relación al cual se determine su situación. Un punto de referencia tal tiene que estar siempre supuesto. El valor de todas las determinaciones de posición es relativa a él, por lo tanto estas determinaciones no son absolutas. La determinación de la posición tiene lugar de tal forma que a través del punto de referencia nos representamos tres rectas situadas perpendicularmente una con respecto a otra, los ejes x, y, z, La posición del punto “p” está ahora determinada por la distancia de los ejes de coordenadas, a través de las coordenadas x, y, w Supongamos que un punto “p” estuviese en una curva en el espacio. Ahora lo consideramos en su movimiento, es decir, estudiamos sus posiciones, cómo se suceden temporalmente, En cada segundo que consideremos por el reloj podemos ocuparnos en tres dimensiones, es decir, indicar determinados valores de x, y, z que determinan la posición del punto P en ese momento; x, y, z son por lo tanto con respecto a sus valores dependientes del valor respectivo t. es decir, son funciones del tiempo (x=x (t) ; y=y (t); z=z (t)). Si se modifica el valor del tiempo t en un valor infinitamente pequeño entonces también se modifica el valor de las coordenadas, Sustituyamos ahora en ves de t todos los valores sucesivos posibles; entonces indicarán las coordenadas como funciones constantes de t la suma de todas las posiciones del punto P que se han sucedido temporalmente. A esta suma de todas las posiciones la llamamos movimiento (365): “Si queremos describir el movimiento de un punto de la materia”, dice Einstein “damos los valores de sus coordenadas en función del tiempo”[v]
Todos los demás conceptos fundamentales de la teoría del movimiento como velocidad movimiento uniforme, aceleración, movimiento no uniforme, se definen a través de determinadas relaciones entre magnitudes de tiempo y espacio. Las cualidades físicamente animadas (anschaulichen) del fenómeno definido han desaparecido y se han llevado al plano de lo matemático. Los movimientos como objetos de la física son medidos así con ayuda del tiempo. La función del tiempo es posibilitar la medición. Los movimientos, en tanto objetos de la Física, siempre son considerados con respecto a su posibilidad de ser medidos, no se ponen de ningún modo que sólo ocasionalmente en relación con el tiempo, de modo que hubiese igualmente conocimientos físicos aunque se dejase de lado al tiempo como tal, sino que el tiempo constituye como han demostrado las ecuaciones del movimiento indicadas anteriormente, un momento necesario en la definición de movimiento, El movimiento en este enlace necesario con el tiempo es comprensible, antes que nada, matemático-físicamente. Ya que el tiempo está comprendido como condición de la posibilidad de la determinabilidad matemática del objeto de la Física, es decir, de los movimientos, podemos responder inmediatamente la última cuestión sobre la estructura de este concepto de tiempo. En las ecuaciones de movimiento x x (t),y y (t), z x (t), está supuesto el tiempo como variable independiente de modo que éste cambia continuamente, es decir, fluye sin saltos de un punto a otro uniformemente, y representa una fila dirigida en una dirección, en la que cada punto se diferencia sólo a través de su posición medido a partir del punto del comienzo, Precisamente porque un punto del tiempo se diferencia del precedente sólo porque es su sucesor, es posible medir el tiempo y, por esto, movimientos.
(366) En cuanto se mide el tiempo ( y sólo como tiempo medible y capaz de ser medido tiene una función plena de sentido en la Física), determinamos una cantidad (Soviel). Esta indicación de la cantidad reúne en una unidad a los puntos del tiempo hasta allí transcurridos. Hacemos en la escala temporal en cierto modo un corte, destruimos con esto al verdadero tiempo en su fluir y lo paralizamos. El flujo se detiene, se congela, se hace superficie y sólo como superficie es medible El tiempo se ha vuelto una homogénea ordenación de sitios (homogene Stellenordnung), se ha vuelto escala, parámetro.
Antes de que terminemos la consideración del concepto de tiempo científico natural, debe ser tenida en cuenta aún una objeción. Se podría señalar que lo dicho hasta ahora no ha tenido en cuenta la más moderna de las teorías de la Física -la teoría de la relatividad. La concepción del tiempo que surge de ella “supera en atrevimiento probablemente a todo lo que ha sido hecho en la investigación especulativa de la naturaleza, e incluso en la teoría filosófica del conocimiento”[vi]
Se pasa por alto sin embargo esto: en la teoría de la relatividad en tanto teoría física se trata del problema de la medición del tiempo, no del tiempo en sí mismo. El concepto de tiempo permanece inalterado a través de la teoría de la relatividad, incluso ésta confirma plenamente lo que hemos puesto de relieve anteriormente como lo característico del concepto científico natural del tiempo, es decir, el carácter homogéneo determinable cuantitativamente. Este carácter matemático del concepto del tiempo físico no puede ser expresado más rigurosamente que por el hecho de que está considerado junto al espacio tridimensional como cuarta dimensión, y en unión con éste es tratado en las geometrías no euclidianas, es decir, las geometrías que consideran más de tres dimensiones.
Si ahora pasamos a describir la estructura del concepto de tiempo (367) en la ciencia histórica, parece por de pronto ser muy dudoso que aquí se pueda formular un nuevo problema. Porque también para la ciencia histórica el tiempo en cierto modo es una ordenación de sitios, con relación a la cual los acontecimientos tienen asignados su determinada colocación temporal, y por esto están fijados históricamente. Así, Frischeisen-Köhler escribe recientemente que “bajo ciertas circunstancias la fijación temporal (..) basta para hacer de un concepto construido según principios científicos naturales un concepto histórico”[vii] De este modo, el concepto “el hambre en Fulda en 750” designa un muy determinado acontecimiento individual, -y es por consiguiente un concepto histórico.
Estamos aquí ante una alternativa: o bien no estamos con respecto al concepto mencionado anteriormente frente a un concepto histórico en cuanto no se comprende porqué la mera determinación temporal tendría que hacer de un concepto general un concepto histórico, ya que también los fenómenos de la física se determinan temporalmente, o bien estamos frente a un concepto histórico, lo que en realidad es exacto, Pero entonces es la determinación temporal que en él se puede hallar una determinación temporal muy particular, que sólo se puede comprender a partir de la esencia de la ciencia histórica.
Algo ha quedado por lo menos aclarado: en el concepto de tiempo de la ciencia histórica reside un problema. Hay derecho y tiene sentido preguntarnos, por tanto, por la estructura del concepto de tiempo histórico. A esta estructura la podemos reconocer por la función en la ciencia histórica, función que por otra parte sólo comprensible a partir de la finalidad y el objeto de la ciencia histórica.