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Con la obra de Galileo puede ilustrase de un modo muy gráfico el giro operado en el concepto de «tiempo», desde el Medioevo, y apreciar el surgimiento del nuevo concepto de «naturaleza». Sería quizás útil leer, en el texto mismo de Galileo, la descripción de sus famosos experimentos sobre la aceleración que contribuyeron al desarrollo del concepto físico de «tiempo», centrado en la «naturaleza». Más de lo que podría nuestra descripción, las palabras mismas de Galileo nos muestran con claridad el enorme esfuerzo que aplicó a sus experiencias, y el gran aprecio que tuvo por ellas^[19]:

El orden de experimentación de Galileo era tan sencillo como genial; se ve con claridad lo que está midiendo, cuando afirma que ha medido «el tiempo». Utilizó como medida del movimiento de las bolas que caían, un hilo de agua que se derramaba. Pesando, midió la cantidad de agua que fluyó por el canalillo, mientras que la bola se desplazaba de la posición de reposo A a la posición B, y la comparó con la cantidad de agua que fluyó por el reloj, mientras la bola rodaba de B a C y de C a D. Medidas con una regla, esto es, solo espacialmente, las distancias AB, BC y CD tenían la misma longitud. Sin embargo, la cantidad de agua que rodó en su aparato para medir el tiempo, mientras la bola se desplazaba de A a B, no era, como Galileo había de comprobar, la misma cantidad de agua que cuando la bola corría de B a C y de C a D, sino que iba disminuyendo. Galileo expresó, en correspondencia con la función social de un reloj, con el concepto de «tiempo» la circunstancia observada según la cual, mientras la bola recorría trechos de la misma longitud, el agua que fluía por el reloj, era tanto menor cuanto más abajo se situaba el trecho de la tabla. Cantidades menguantes de agua que representan los derrames más breves por el canalillo, eran los datos observables sobre los que se apoya la afirmación de que la bola que rueda hacia abajo, requiere para las mismas distancias «tiempos» cada vez más cortos. Es decir, la palabra «tiempo» expresa el movimiento físico (el de la medida del tiempo). Cantidades de agua diferentes que se derramaban por la abertura del reloj y que Galileo observó en el platillo de la balanza, eran considerados como indicadores de «cuantos temporales desiguales». De este modo, su experimento le dio la certeza de que la bola recorría los últimos trechos de su recorrido más rápidamente que los primeros que espacialmente tenían la misma longitud; o dicho de otro modo, que el «tiempo» de recorrido de los primeros trechos era más largo que el de los últimos que, sin embargo, tenían la misma longitud. En suma, que la velocidad de la bola no era uniforme, sino que se aceleraba.

Galileo no habría descubierto con certeza la velocidad acelerada de un cuerpo que cae o, en su lugar, de una bola que rueda por un plano inclinado, si no hubiera tenido como marco de referencia, un movimiento relativamente uniforme, esto es, una unidad de «tiempo». Como se trasluce de su relato, Galileo utilizó en sus experimentos sobre aceleración, de modo ocasional, uno de los medios más simples de determinar el tiempo de que los hombres han dispuesto: el pulso sanguíneo. Aunque no sea muy de fiar, es, por su estructura, un movimiento no acelerado con una serie de intervalos de igual longitud, claramente marcados. Ni el reloj de agua ni la pulsación que Galileo empleó como medidas para transformaciones posicionales sucesivas, tenían el grado de regularidad y uniformidad al que, hoy en día, estamos acostumbrados. Pero su movimiento era bastante uniforme como para dejar ver que la velocidad de un cuerpo que cae, el «tiempo» de su cambio de una posición a otra, no era uniforme. Más aún, le permitió averiguar cuánto aumentaba exactamente la velocidad de un cuerpo en caída, o en relación con una medida temporal, cuánto disminuía el «tiempo» de su recorrido a través de trechos de igual longitud espacial, durante su caída. Con ayuda de sus experimentos Galileo probó y comprobó su hipótesis de que, en la caída, la distancia recorrida era proporcional al cuadrado del tiempo, o en forma de ecuación: D - Z²

Ni estos experimentos ni las regularidades que, mediante ellos, debían someterse a prueba se le ocurrieron a Galileo por arte de magia. Para ello fueron necesarios muchos años de reflexión y observación. Durante este largo proceso de descubrimiento, siguió pistas falsas y se perdió en callejones sin salida. Pero no cejó, sino que, bastante flexible para reconocer sus errores, se lanzó animoso en busca de nuevas soluciones. Al final obtuvo el éxito… hasta cierto punto.

Las generaciones posteriores han interpretado la obra de Galileo, por lo general siguiendo sus propias preferencias. Se convirtió, como suele suceder a los muertos, en botín de sus intérpretes, quienes lo citan como testigo principal en sus batallas ideológicas. A los empiristas pareció empirista e idealista y platónico a los idealistas. Se ha discutido infatigablemente si la ley que después se llamó de la gravitación universal, había sido desarrollada deductivamente, es decir, por mera reflexión, o inductivamente, es decir, por mera observación. Y sin embargo, tales preguntas son, a todas luces, absurdas. Suponen que los hombres reflexionan sin observaciones previas. Ningún proceso de investigación o descubrimiento en las ciencias positivas, teóricamente empíricas, que se conozca, se realiza como lo postulan estas suposiciones. Ambas, aunque contrarias, siguen uno y el mismo paradigma; participan de la idea de que uno debe encontrar un principio y que la investigación empieza ya en el pensamiento, ya en el experimento. Como otros antagonismos en el mismo grado de la evolución social, ambas partes están unidas por aquel problema a las que dan una respuesta contraria: preguntan dónde empiezan los progresos del conocimiento y pretenden una explicación estática según el modelo de explicaciones causales de la Física. Pero, pese a todo, la investigación es un proceso, en cuya reconstrucción y en general en la preparación de modelos procesuales, el análisis, esto es, la división en factores o causas, es un medio para la síntesis. No hay principios, ni reflexión sin observación, ni observación sin reflexión.

Habitualmente no se percibe con bastante claridad que estos frentes de batalla pertenecen a un estadio posterior. Las batallas de Galileo se dieron en otro frente y, por consiguiente, su posición se determinó de otra manera. La controversia decisiva que influyó en sus propias concepciones, fue su polémica contra los defensores de la tradición que convirtió las enseñanzas de Aristóteles en una doctrina autoritaria y definitiva que no podía ser cuestionada; una doctrina que, a lo largo del tiempo, había adquirido casi el mismo carácter de las sagradas escrituras del cristianismo: ser salvaguardia del saber revelado^[20]. Según Aristóteles, la velocidad de un cuerpo que cae, es proporcional a su peso. Galileo se empeñaba en contradecir esta opinión y sustituirla por un teorema basado en hechos observados firmes y comprobables. Su crítica no solo se orientaba en contra de lo sustancial de la doctrina aristotélica, sino contra los seguidores de Aristóteles que solo raras veces intentaban comprobar sus teorías mediante experimentos sistemáticos.

Es cierto que Galileo no fue el primero en reconocer el potencial innovador de una reflexión unida a una observación y experimentación sistemáticas. La sociedad florentina había sido un suelo propicio para el «nuevo realismo» y para los intentos innovadores de romper la tradición establecida, mediante la reflexión y la experimentación individuales, apoyadas por las técnicas sistemáticas de medición. Ejemplo de ello es la pintura perspectivista que se desarrolló en el círculo de hombres y maestros experimentados como Masaccio y Uccello, y que fue promovida por las reflexiones más teóricas de Alberti. El trabajo de Galileo constituye un punto culminante de esta tradición. Por eso reivindicarlo como representante del «empirismo» o del «idealismo», además de una deformación, es un anacronismo. El «nuevo realismo» de su época en contra de la ortodoxia aristotélica constituyó un desarrollo ulterior de síntesis intelectuales hacia un nivel en el cual ganaron un plus en realidad y congruencia, en comparación con el estadio anterior. Es bastante fragmentario nuestro conocimiento actual sobre el largo proceso de la observación y la reflexión que condujo al descubrimiento por parte de Galileo, de una fórmula más realista para el movimiento de caída de los cuerpos; pero, de todos modos, se ve con claridad que en conjunto los problemas prácticos, teóricos y empíricos han contribuido a ello.

Uno de los problemas prácticos que interesaban a Galileo, era el del funcionamiento de las armas, cañones por ejemplo. El conocimiento de las regularidades de la caída de los cuerpos le fue útil para analizar el movimiento de los proyectiles y para calcular la trayectoria de una bala de cañón. Mientras más experimentaba sobre estas regularidades, más propuestas fecundas podía hacer para mejorar la artillería. No fue del todo casual que eligiera el arsenal de Venecia como escenario para presentar de un modo convincente su nueva ciencia. Con orgullo aclaró que, si bien muchos hombres antes que él habían observado la trayectoria curva de los proyectiles, ninguno antes que él se había dado cuenta de que dicha trayectoria tenía la forma de una parábola. Como tal, dicha trayectoria podría determinarse mediante cálculos matemáticos en cierto modo rigurosos y, en caso de necesidad, también manipularse. A los ojos de Galileo, una parábola habría que concebirla como la combinación de un movimiento hacia adelante y otro hacia atrás. Así sería posible aplicar las técnicas matemáticas a las cuestiones prácticas de la balística, una vez conocidas las regularidades inmanentes de estos movimientos.

En este contexto se sitúa el problema de las regularidades de los movimientos de caída de los cuerpos, con el que Galileo se enfrentó durante muchos años. La velocidad de la caída ¿era proporcional a la distancia?, ¿al tiempo?, ¿al peso? ¿Era uniforme la velocidad? ¿Cambiaba? ¿Se modificaba de un modo uniforme? Era característico del penetrante ingenio de Galileo, el descubrir la cuestión teórica general en el problema práctico concreto. La tarea tal como la percibió Galileo, consistía simplemente en descubrir las relaciones recurrentes entre los diversos aspectos del movimiento de caída de los cuerpos; aspectos diversos cuyos valores cuantitativos debían definirse con la ayuda de diferentes unidades de medida. Galileo abandonó por completo el marco de referencia, teleológico en última instancia, en el que sus predecesores habían discutido del problema del movimiento físico; y ello tal vez en gran parte porque para las cuestiones prácticas que le ocupaban, este marco carecía de importancia. Así pues, en el caso de Galileo, los problemas prácticos y teóricos se imbricaban y completaban; ni estaban escindidos, como sucede hoy con frecuencia, ni habían sido todavía introducidos en las polémicas sobre cuál tipo de problema era el prioritario, cuál la causa y cuál el efecto.

Al investigar tales cuestiones, Galileo, como cualquier otro ser humano, estuvo limitado por las condiciones técnicas y, en un sentido más amplio, sociales del desarrollo de su época. Estas limitaciones quedan claramente de manifiesto en la forma en que él trató de determinar la relativamente elevada velocidad de los cuerpos que caen libremente. En ese tiempo todavía no se conocían instrumentos de medición del tiempo que tuvieran subunidades que, como los minutos y los segundos, fueran bastante pequeños para permitir mediciones precisas de los movimientos de tal velocidad. No es improbable que esta haya sido una razón para que Galileo haya probado de manera indirecta sus ideas sobre las regularidades de la caída de los cuerpos; esto es, con la ayuda de un plano inclinado y unas bolas que rodaban por él. Mediante este dispositivo, la velocidad del movimiento descendente se hizo más lento y se mantuvo en los límites conciliables con la velocidad de movimiento de las unidades temporales de que él disponía. Con esto queda claramente indicado que las mediciones del «tiempo» y la velocidad de los movimientos tienen una interdependencia funcional. Dada la misma distancia, la velocidad es inversamente proporcional al «tiempo»; conocida la una, se conoce el otro y viceversa.

Galileo se enfrentaba con un problema: encontrar pruebas empíricas seguras de la relación «tiempo/distancia» en los cuerpos que caen. El orden de experimentación antes descrito fue su respuesta a este problema, que le permitió determinar la velocidad o el «tiempo» de movimientos sobre distancias dadas, con mayor precisión que sus predecesores, y de este modo comprobar las antiguas hipótesis y sus propias nuevas ideas sobre el movimiento de caída de los cuerpos, como todavía nadie antes lo había hecho. Aun la elaboración de un nuevo protocolo de experimentación le había costado mucho tiempo; era resultado de un proceso fatigoso donde jugaron su papel la reflexión y la observación. Con toda probabilidad, Galileo había diseñado experimentos provisionales relativamente burdos en los que tal vez utilizaba su propio pulso como secuencia de referencia, antes de llegar a desarrollar el ingenioso protocolo de investigación que él mismo describe en el pasaje citado.

Que sepamos, nunca antes se habían utilizado cronómetros de factura humana como medida para procesos físicos^[21]. La clepsidra que Galileo había utilizado mejorándola en su experimento, era un instrumento tradicional para medir el tiempo de acontecimientos humanos. Era, pues, una medida social del tiempo. La determinación del tiempo había sido siempre antropocéntrica. Galileo, gracias a su imaginación innovadora, cambió la función de un instrumento antiguo, usándolo de manera sistemática como medida no de eventos sociales, sino de fenómenos «naturales». Así, un nuevo concepto de «tiempo» —el «tiempo físico»— empezó a distinguirse del concepto antiguo, antropocéntrico y relativamente unitario. Este paso estaba vinculado con una transformación correspondiente del concepto de naturaleza. A los ojos humanos, la «naturaleza» fue adquiriendo cada vez más el carácter de un nexo factual, autónomo y mecánico, sin finalidad, pero bien ordenado, que estaba sujeto a «leyes». Y el «tiempo» se consideró una característica de esa relación. Una evolución larga y lenta había preparado el camino para que esta forma centrada en la naturaleza de la determinación del tiempo fuera separándose de la forma anterior centrada en Dios y el hombre; al ver el experimento de Galileo se pesca al vuelo y en vivo el momento en que se realiza.