De la realidad de la energía: Wilhelm Ostwald

por Pedro Abellán
Murcia, España
30 de noviembre de 2021

A mediados del siglo XIX la mayoría de los científicos consideraba que las leyes de la mecánica eran la base para la explicación de los fenómenos. Pero otros muchos negaban que la mecánica fuese la ciencia más básica y proponían el rechazo a esa idea en favor de otra basada en la transferencia y la trasformación de la energía. Se trataba, esta última, de una posición genuinamente alemana y sus principales defensores fueron Georg Helm y Wilhelm Ostwald. Por su parte, Ludwig Boltzmann y Max Planck eran totalmente contrarios a los planteamientos de Helm y Ostwald quienes, aun estando de acuerdo en su antimecanicismo, defendían posiciones diferentes con respecto a la teoría de la energía.

Asignarle realidad no sólo a la materia sino también a la energía.

Ostwald basó su propuesta inicial en la figura de Julius Robert von Mayer, quien estableció el principio mecánico del calor, principio que consideró la más importante contribución a la teoría energética, al asignarle realidad no sólo a la materia sino también a la energía. Su propuesta se radicalizó unos años después al considerar que solamente la energía es real y que la materia no es nada más que un complejo de factores de energía. La energía ha de considerarse algo real, la última y única realidad, y no una simple abstracción matemática.

Pero el enfrentamiento entre el atomismo y el energetismo cobró su máxima expresión en las enconadas propuestas de Boltzmann y Ostwald. El primero era el principal representante del oficialismo materialista alemán y defendía que los movimientos de las moléculas en el éter eran responsables de los procesos naturales. Por su parte, Ostwald proponía que la base de los procesos eran las transformaciones de la energía. Ostwald estaba apoyado nada menos que por Nerst y Von Oettingen, y él mismo, junto a Svante Arrhenius y J. H. van’t Hoff, eran científicos de talla mundial y fundadores de la disciplina científica llamada Fisicoquímica. Ambos, Boltzmann y Ostwald, defendían que la energía era una propiedad de los átomos. Pero mientras que Ostwald pensaba que la energía era una realidad fundamental, Boltzmann proponía que los procesos naturales estaban sustentados por los movimientos de las moléculas en el éter. Se trataba de dos posiciones encontradas: mecánica estadística frente a fenomenología, átomos frente a energía, atomismo frente energetismo[1].

Los energetistas se oponían al reduccionismo de Boltzmann, quien reducía la termodinámica a las leyes estadísticas mecánicas considerando, en cambio, que la materia es solamente una manifestación de los procesos energéticos. Los átomos e iones, pensaban los energetistas, son sólo ficciones matemáticas que explican lo que hace la energía. El energetismo, concepto elaborado por William J. M. Rankine, fue un movimiento de concepción fenomenalista de investigación científica y una búsqueda de un marco distinto de orden conceptual y teórico de la ciencia[2].

En relación con la Química, los procesos químicos descubiertos durante el siglo XIX eran explicados por las hipótesis atómicas y moleculares. Ostwald no estaba de acuerdo con esas propuestas atosmistas considerando que los cambios químicos estaban basados en la termodinámica. Estas posturas no atomistas acabarían por disolverse a partir de los adelantos sobre el movimiento browniano de partículas en solución y, definitivamente, en los primeros años del siglo XX, cuando se demostró la existencia de pequeñas partículas mediante métodos experimentales. Aun así, la demostración de la existencia de átomos no convenció totalmente a algunos escépticos, que consideraban que la teoría microscópica no era adecuada para explicar todos los fenómenos químicos. Ostwald, finalmente, tuvo que reconocer que los avances científicos habían demostrado experimentalmente la constitución atómica de la materia y que los átomos de la química constituían una auténtica realidad.

Ostwald fue un científico de primer nivel que contribuyó al desarrollo de la química y consiguió el Premio Nobel en 1909, por sus trabajos en catálisis y por sus investigaciones sobre los principios fundamentales que rigen los equilibrios químicos y las velocidades de reacción. Era un científico muy fructífero que abordó áreas tan diferentes como la racionalización de la educación, la producción de nuevos compuestos químicos, la teoría del color, la teoría fisicoquímica… En la primera década del siglo XX, Ostwald consideraba que dos sistemas con diferentes niveles de energía no se encontraban en una situación de equilibrio estable sino en un estado que él denominó “metaestable”. Esto ocurre cuando los sistemas, y su contorno, disponen de energías cuyos potenciales químicos pueden mutuamente compensarse en el transcurso del tiempo, bien sea naturalmente o con la ayuda de catalizadores. Las relaciones de compensación se acabarán por disolver y se llegará al equilibrio mediante un proceso irreversible[3].

Ostwald estaba convencido, ya desde finales del siglo XIX, de que la dirección del tiempo se debía a los procesos físicos de naturaleza irreversible o, simplemente a procesos disipativos o dispersivos. Esta nueva orientación en su trabajo permitió que Planck, que había sido muy crítico con Ostwald por ignorar estos procesos irreversibles, le felicitara y le propusiera trabajar en esa dirección. Sin embargo, Planck fue muy crítico al considerar que Ostwald, aunque sí estableció una relación entre irreversibilidad y dirección del tiempo, no tenía en cuenta la relación entre entropía e irreversibilidad de los procesos.

Con su visión cosmológica, Ostwald representa, desde 1985, el origen de la tradición energetista que proclama la inutilidad del concepto de materia superando así el materialismo científico[4]. Se enfrentó a la visión de un universo mecánico que predominaba en la última década del S. XIX, al considerar que esta visión fallaba en varios aspectos: no cumplía el propósito para el que fue diseñada y no era consistente con las verdades conocidas. En un universo mecánico, el orden de los eventos depende exclusivamente de las condiciones iniciales del sistema, de forma que deben transcurrir a partir de esas condiciones, es decir, deben ser posibles. Para la termodinámica, los procesos irreversibles son considerados no como posibles procesos mecánicos sino como las más probables. Fue contrario a las tesis de Emil du Bois-Reymond quien, en 1872, planteaba unos límites para la comprensión humana con su lema ignoramus et ignorabimus. Medio siglo después, el matemático alemán Hilbert daba la razón a Ostwald al afirmar frente al ridículo ignorabimus el eslogan «debemos saber, ¡sabremos!».

Wilhelm Ostwald (1853-1932)

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El enfrentamiento entre dinámica y termodinámica continuó latente en las décadas posteriores. Científicos muy notables (Maxwell, Boltzmann, Gibbs y Einstein) trataron de salvar la dinámica newtoniana aproximándola a la segunda ley de la termodinámica. Pero según Prigogine[5], no fue posible reducir la entropía a la dinámica y aparecieron diversas críticas contrarias a estas propuestas. La mecánica cuántica aportó la evidencia de que entre las órbitas electrónicas tienen lugar interacciones que no pueden ser obviadas por ninguna transformación formal. Se trata de medidas reales, fotones, que participan en procesos disipativos independientes de las transformaciones. Por su parte, Whitehead invita a la Física y a la Metafísica a pensar un mundo en el que el devenir sería constitutivo de la realidad física, donde las entidades ya existentes podrían interaccionar entre sí, nacer y morir.

Otra reflexión filosófica sobre el estado actual de la ciencia sería el hecho de que la inestabilidad, el desorden, afecta a la vida de las cosas, permitiendo la aparición de estructuras en estado estacionario, próximas a la situación de equilibrio bajo la imposición del segundo principio de la termodinámica y el principio de producción de mínima entropía. Queda claro, también, que el estado de equilibrio conduce a la muerte térmica, a las estructuras no vivas. La discusión está lejos de acabar por el momento y es de esperar que nuevos adelantos en las disciplinas científicas sean considerados metafísicamente, con rigor y responsabilidad, para llegar a saber algo más sobre la realidad dinámica de las cosas y la realidad del propio hombre entre ellas.


Notas:

[1] Cf. Requena, Alberto, (2020). “La energía como sustancia ontológica”. En Pensandolo bien, Academia de Ciencias de la Región de Murcia.

[2] Diéguez, Antonio J. (1995). “Realismo y antirrealismo en la discusión sobre la existencia de los átomos”. Philosóphica Malacitana, 8: 11.

[3] Deltete, Robert, (2010). “Philosophy of Science, 77, 898.

[4] Hidalgo, Alberto. (2006). “Materialismo filosófico”. Eikasia, Revista de Filosofía, 2: 1.

[5] Prigogine, Ilya y Stenger, Isabel, (1983). La nueva alianza. Metamorfosis de la ciencia. Alianza Editorial, Madrid: 270.


Autor:

Pedro Abellán, reólogo de la realidad material.
Químico, dedicado en su carrera profesional a la Gestión de la Calidad, Investigación y Desarrollo en el campo de la Nutrición, en una empresa internacional. Doctor en Ciencias Químicas, Máster en Nutrición y Doctor en Filosofía (Lectura e Historia). En su etapa actual de cierta madurez, está interesado por la Metafísica y por las cuestiones relacionadas con la realidad y sus diferentes manifestaciones y, especialmente, en el hombre como realidad entre realidades. Miembro del Grupo internacional de investigación científico-filosófica Realidad y proceso.
Áreas: filosofía de la química, metafísica, antropología filosófica.
En Filosofía Fundamental: https://filosofiafundamental.com/pedro-abellan/

5 pensamientos sobre “De la realidad de la energía: Wilhelm Ostwald

  1. Pedro, me parece de interés su articulo, que me ha dado información sobre historia de la ciencia que desconocía, pese ha haberla cursado en la UNED.
    Mi comentario es sobre un hecho que veo olvidado o mal considerado sistemáticamente en muchas consideraciones del pensamiento filosófico. Se olvida que genéticamente lo primero el origen de toda aprehensión del humano y de toda aprehension de lo físicamente vivo, es cambio , los sentidos biológicos captan cambio, ya sean ondas visuales , sonoras, de presión, partículas olfativas. El procesamiento neuronal es cambio, no hay nada estático en él. El mundo físico es permanente cambio, no hay nada estático.
    La pregunta ¿ es el devenir constitutivo de la realidad física? tiene una respuesta obvia a mi entender: lo fundamental o transcendental a toda realidad, constitutivo de todo sistema y génesis de toda realidad es el cambio.Lo estático es solo una creación mental, una ficción. Constatando que lo estático no es más que una ficción mental todo lo demás es obvio.

  2. Hola Javier. Gracias por el comentario. Estoy de acuerdo en que la realidad es cambio permanente. La realidad refiere a las cosas reales y éstas son estructuras dinámicas, en evolución continua. En consecuencia, la realidad es también una estructura dinámica. Lo estático, lo que se encuentra en equilibrio, no intercambia energía ni materia con el entorno y está condenado a la muerte térmica. Sólo los sistemas estructurados abiertos y en relación con el entorno (una ciudad, los organismos vivos, el mismo universo,…), mantienen su estabilidad mediante intercambios con el entorno (aumentan su entropía, desorden, interna, pero la compensan cediéndola al ambiente). El devenir propio de las cosas reales y de la realidad conlleva cambios, transformaciones, reacciones, etc., que determinan la evolución de nuestro universo. En relación con lo estático como ficción mental yo no estaría tan de acuerdo. Lo estático, las cosas reales en equilibrio están ahí también. Pensemos en un cristal que, en las condiciones ambientales actuales, permanece prácticamente inalterado y exento de dinamismo pero, formando parte de la realidad.

    1. De acuerdo en lo que explica, que una realidad aprehendida pueda ser sentida como algo estático, como es el caso del cristal. Pero un análisis con la razón científica de esa aprehensión nos informa que un cristal, un mineral, pueden ser sistemas en equilibrio, con una duración de ese equilibrio, que es equilibrio dinámico entre las fuerzas atómicas en esa cristalización, lo que nos permite y hace más fácil el estudio de esas estructuras, pero en su constitución interna es puro dinamismo. Por eso he pensado que el término estático es una creación que sirve para designar sistemas en los que hay equilibrio en sus constituyentes. Es un término útil, un adjetivo, para designar situaciones con duración limitada en las que hay un determinado tipo de equilibrio. Una cosa como sistema estructural, o como asunto con formalidad de realidad, o como objeto sensible, para ser aprehendida como realidad requiere estar constituida como complejo estructural, con una duración, que permita su intelección, pero aunque se de un equilibrio que le permite mantener sus características o notas que duren más o menos, ese equilibrio es resultado de un dinamismo interno o de un intercambio con el exterior, a ese sistema, no hay nada aislado en el universo. En el limite la diferencia entre algo que se llama estático y las partículas elementales que duran infinitesimos , no es más que su duración. Las causas de la desaparición de un equilibrio de un sistema pueden ser internas o externas, el cambio del sistema , o complejo estructural, puede llegar a ser tal que pase a constituir una nueva realidad en su aprehensión por el Humano. En esos sentido si se puede adjetivar algo como estático. Pero veo que lo transcendental a lo real es su dinamismo.
      Gracias por la atención.

      1. Estoy de acuerdo. La realidad y las cosas reales son dinámicas; si lo opuesto a lo dinámico transcendental (transfísico) lo consideramos como lo estático transcendental este último sería lo no real. Se trataría, como propones, de un término útil para referirnos al resultado de procesos irreversibles que se caracterizan porque, en las condiciones impuestas por el entorno, no disipan ni intercambian energía ni materia: se encuentran en equilibrio termodinámico. Equilibrio en lugar de estático sería un término más apropiado. El problema lo representa el contenido semántico de la expresión ‘estático’: la RAE define estático como «Que permanece en un mismo estado, sin mudanza en él». Ahora bien, si consideramos lo estático como lo transcendental (de lo no real) supondría la condición de muerte térmica: cero absoluto (-273 ºK), cero nivel entrópico,… En nuestro universo no parece existir un estado así, ni siquiera el pretendido vacío.

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