Física aristotélica

La física aristotélica es la forma de ciencia natural descrita en las obras del filósofo griego Aristóteles (384–322 a. C.). En su obra Física, Aristóteles pretendía establecer principios generales de cambio que gobiernen todos los cuerpos naturales, tanto vivos como inanimados, celestes y terrestres, incluyendo todo movimiento (cambio con respecto al lugar), cambio cuantitativo (cambio con respecto al tamaño o número), cambio cualitativo y cambio sustancial ("venir a ser" [llegar a existir, 'generación'] o "fallecer" [ya no existe, 'corrupción']). Para Aristóteles, la 'física' era un campo amplio que incluía temas que ahora se llamarían filosofía de la mente, experiencia sensorial, memoria, anatomía y biología.

Los conceptos clave de la física aristotélica incluyen la estructuración del cosmos en esferas concéntricas, con la Tierra en el centro y esferas celestes a su alrededor. La esfera terrestre estaba hecha de cuatro elementos, a saber, tierra, aire, fuego y agua, sujetos a cambios y descomposición. Las esferas celestes estaban hechas de un quinto elemento, un éter inmutable. Los objetos hechos de estos elementos tienen movimientos naturales: los de tierra y agua tienden a caer; los de aire y fuego, para elevarse. La velocidad de dicho movimiento depende de sus pesos y de la densidad del medio. Aristóteles argumentó que el vacío no podría existir ya que las velocidades se volverían infinitas.

Aristóteles describió cuatro causas o explicaciones del cambio como se ve en la tierra: las causas materiales, formales, eficientes y finales de las cosas. En cuanto a los seres vivos, la biología de Aristóteles se basaba en la observación de las clases naturales, tanto las clases básicas como los grupos a los que pertenecían. No realizó experimentos en el sentido moderno, sino que se basó en la recopilación de datos, procedimientos de observación como la disección y la formulación de hipótesis sobre las relaciones entre cantidades medibles, como el tamaño del cuerpo y la vida útil.

Métodos

la naturaleza es en todas partes la causa del orden.—  Aristóteles, Física VIII.1

Si bien son consistentes con la experiencia humana común, los principios de Aristóteles no se basaron en experimentos cuantitativos controlados, por lo que no describen nuestro universo de la manera precisa y cuantitativa que ahora se espera de la ciencia. Contemporáneos de Aristóteles como Aristarco rechazaron estos principios a favor del heliocentrismo, pero sus ideas no fueron ampliamente aceptadas. Los principios de Aristóteles eran difíciles de refutar simplemente a través de la observación cotidiana casual, pero el desarrollo posterior del método científico desafió sus puntos de vista con experimentos y mediciones cuidadosas, utilizando tecnología cada vez más avanzada, como el telescopio y la bomba de vacío.

Al reclamar la novedad de sus doctrinas, aquellos filósofos naturales que desarrollaron la “nueva ciencia” del siglo XVII frecuentemente contrastaron la física “aristotélica” con la suya propia. La física del primer tipo, según afirmaban, enfatizaba lo cualitativo a expensas de lo cuantitativo, descuidaba las matemáticas y su papel propio en la física (particularmente en el análisis del movimiento local) y se basaba en principios explicativos tan sospechosos como las causas finales y " esencias "ocultas". Sin embargo, en su Física, Aristóteles caracteriza la física o la “ciencia de la naturaleza” como perteneciente a las magnitudes (megethê), el movimiento (o “proceso” o “cambio gradual” – kinêsis) y el tiempo (cronon) (Phys III.4 202b30–1). De hecho, elLa física se ocupa en gran medida del análisis del movimiento, en particular del movimiento local, y de los demás conceptos que Aristóteles cree que son necesarios para ese análisis.—  Michael J. White, "Aristóteles sobre el infinito, el espacio y el tiempo" en Blackwell Companion to Aristotle

Existen claras diferencias entre la física moderna y la aristotélica, siendo la principal el uso de las matemáticas, en gran parte ausentes en Aristóteles. Sin embargo, algunos estudios recientes han reevaluado la física de Aristóteles, enfatizando tanto su validez empírica como su continuidad con la física moderna.

Conceptos

Elementos y esferas

Aristóteles dividió su universo en "esferas terrestres" que eran "corruptibles" y donde vivían los humanos, y esferas celestiales móviles pero inmutables.

Aristóteles creía que cuatro elementos clásicos componen todo en las esferas terrestres: tierra, aire, fuego y agua. También sostuvo que los cielos están hechos de un quinto elemento especial, ingrávido e incorruptible (es decir, inmutable) llamado "éter". Aether también tiene el nombre de "quintaesencia", que significa, literalmente, "quinto ser".

Aristóteles consideraba que la materia pesada, como el hierro y otros metales, consistía principalmente en el elemento tierra, con una cantidad menor de los otros tres elementos terrestres. Creía que otros objetos más ligeros tienen menos tierra en relación con los otros tres elementos en su composición.

Los cuatro elementos clásicos no fueron inventados por Aristóteles; fueron originados por Empédocles. Durante la Revolución Científica, se descubrió que la antigua teoría de los elementos clásicos era incorrecta y fue reemplazada por el concepto empíricamente probado de los elementos químicos.

Esferas celestes

Según Aristóteles, el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas están incrustados en "esferas de cristal" perfectamente concéntricas que giran eternamente a velocidades fijas. Debido a que las esferas celestiales son incapaces de cualquier cambio excepto la rotación, la esfera terrestre de fuego debe dar cuenta del calor, la luz de las estrellas y los meteoritos ocasionales. La esfera lunar más baja es la única esfera celestial que realmente entra en contacto con la materia terrestre cambiante del orbe sublunar, arrastrando el fuego y el aire enrarecidos por debajo a medida que gira. Como el æthere de Homero (αἰθήρ), el "aire puro" del Monte Olimpo, era la contrapartida divina del aire que respiran los seres mortales (άήρ, aer). Las esferas celestes están compuestas del elemento especial éter., eterno e inmutable, cuya única capacidad es un movimiento circular uniforme a una velocidad determinada (en relación con el movimiento diurno de la esfera más externa de las estrellas fijas).

Las "esferas de cristal" concéntricas, etéreas, de lado a lado, que transportan al Sol, la Luna y las estrellas, se mueven eternamente con un movimiento circular invariable. Las esferas están incrustadas dentro de esferas para dar cuenta de las "estrellas errantes" (es decir, los planetas, que, en comparación con el Sol, la Luna y las estrellas, parecen moverse erráticamente). Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno son los únicos planetas (incluidos los planetas menores) que eran visibles antes de la invención del telescopio, razón por la cual no se incluyen Neptuno y Urano, ni ningún asteroide. Más tarde, se abandonó la creencia de que todas las esferas son concéntricas en favor del modelo deferente y epiciclo de Ptolomeo. Aristóteles se somete a los cálculos de los astrónomos con respecto al número total de esferas y varias cuentas dan un número cercano a las cincuenta esferas. Se supone un motor inmóvil para cada esfera, incluido un "motor principal" para la esfera de estrellas fijas. Los motores inmóviles no empujan las esferas (ni podrían hacerlo, siendo inmateriales y adimensionales) sino que son la causa final del movimiento de las esferas, es decir, lo explican de manera similar a la explicación "el alma es movida por la belleza".

Cambio terrestre

A diferencia del eterno e invariable éter celestial, cada uno de los cuatro elementos terrestres es capaz de transformarse en cualquiera de los dos elementos con los que comparte una propiedad: por ejemplo, el frío y húmedo (agua) puede transformarse en caliente y húmedo (aire) o el frío y seco (tierra) y cualquier cambio aparente a caliente y seco (fuego) es en realidad un proceso de dos pasos. Estas propiedades se predican de una sustancia real en relación con el trabajo que es capaz de hacer; la de calentar o enfriar y la de secar o humedecer. Los cuatro elementos existen solo con respecto a esta capacidad y en relación con algún trabajo potencial. El elemento celestial es eterno e inmutable, por lo que solo los cuatro elementos terrestres explican el "llegar a ser" y el "desaparecer" o, en los términos de Aristóteles.(Περὶ γενέσεως καὶ φθορᾶς), "generación" y "corrupción".

Lugar natural

La explicación aristotélica de la gravedad es que todos los cuerpos se mueven hacia su lugar natural. Para los elementos tierra y agua, ese lugar es el centro del universo (geocéntrico); el lugar natural del agua es un caparazón concéntrico alrededor de la tierra porque la tierra es más pesada; se hunde en el agua. El lugar natural del aire es igualmente un caparazón concéntrico que rodea al del agua; las burbujas se elevan en el agua. Finalmente, el lugar natural del fuego es más alto que el del aire pero debajo de la esfera celeste más interna (que lleva la Luna).

En el Libro Delta de su Física (IV.5), Aristóteles define topos (lugar) en términos de dos cuerpos, uno de los cuales contiene al otro: un "lugar" es donde la superficie interna del primero (el cuerpo contenedor) toca el superficie exterior del otro (el cuerpo contenido). Esta definición siguió siendo dominante hasta principios del siglo XVII, aunque había sido cuestionada y debatida por los filósofos desde la antigüedad. La crítica temprana más significativa fue hecha en términos de geometría por el erudito árabe del siglo XI al-Hasan Ibn al-Haytham (Alhazen) en su Discurso sobre el lugar.

Movimiento natural

Los objetos terrestres suben o bajan, en mayor o menor medida, según la proporción de los cuatro elementos que los componen. Por ejemplo, la tierra, el elemento más pesado, y el agua, caen hacia el centro del cosmos; por lo tanto, la Tierra y en su mayor parte sus océanos, ya habrán llegado a descansar allí. En el extremo opuesto, los elementos más ligeros, el aire y especialmente el fuego, se elevan y se alejan del centro.

Los elementos no son sustancias propias en la teoría aristotélica (o en el sentido moderno de la palabra). En cambio, son abstracciones utilizadas para explicar las naturalezas y comportamientos variables de los materiales reales en términos de proporciones entre ellos.

El movimiento y el cambio están íntimamente relacionados en la física aristotélica. El movimiento, según Aristóteles, implicaba un cambio de potencialidad a actualidad. Dio ejemplo de cuatro tipos de cambio, a saber, cambio en sustancia, en calidad, en cantidad y en lugar.

Aristóteles propuso que la velocidad a la que se hunden o caen dos objetos de forma idéntica es directamente proporcional a sus pesos e inversamente proporcional a la densidad del medio a través del cual se mueven.Al describir su velocidad terminal, Aristóteles debe estipular que no habría límite con el cual comparar la velocidad de los átomos que caen a través del vacío (podrían moverse indefinidamente rápido porque no habría un lugar particular para que se detuvieran en el vacío).). Ahora, sin embargo, se entiende que en cualquier momento antes de alcanzar la velocidad terminal en un medio relativamente libre de resistencia como el aire, se espera que dos de esos objetos tengan velocidades casi idénticas porque ambos están experimentando una fuerza de gravedad proporcional a sus masas y por lo tanto han sido acelerando casi al mismo ritmo. Esto se hizo especialmente evidente a partir del siglo XVIII cuando comenzaron a realizarse experimentos de vacío parcial, pero unos doscientos años antes Galileo ya había demostrado que objetos de diferente peso llegan al suelo en tiempos similares.

Movimiento antinatural

Aparte de la tendencia natural de las exhalaciones terrestres a ascender y los objetos a caer, el movimiento antinatural o forzado de un lado a otro resulta de la colisión turbulenta y el deslizamiento de los objetos, así como de la transmutación entre los elementos (Sobre la generación y la corrupción).

Oportunidad

En su Física Aristóteles examina los accidentes (συμβεβηκός, symbebekòs) que no tienen causa sino el azar. "Tampoco hay una causa definida para un accidente, sino sólo el azar (τύχη, týche), es decir, una causa indefinida (ἀόριστον, aóriston)" (Metafísica V, 1025a25).

Es obvio que hay principios y causas que son generables y destructibles aparte de los procesos reales de generación y destrucción; porque si esto no es verdad, todo será por necesidad: esto es, si necesariamente ha de haber alguna causa, distinta de la accidental, de lo que se engendra y se destruye. ¿Será esto o no? Sí, si esto sucede; de lo contrario no (Metafísica VI, 1027a29).

Continuo y vacío

Aristóteles argumenta en contra de los indivisibles de Demócrito (que difieren considerablemente del uso histórico y moderno del término "átomo"). Como un lugar sin nada que exista en él o dentro de él, Aristóteles argumentó en contra de la posibilidad de un vacío o vacío. Como creía que la velocidad del movimiento de un objeto es proporcional a la fuerza que se aplica (o, en el caso del movimiento natural, el peso del objeto) e inversamente proporcional a la densidad del medio, razonó que los objetos que se mueven en un vacío moverse indefinidamente rápido, y por lo tanto todos y cada uno de los objetos que rodean el vacío lo llenarían de inmediato. El vacío, por lo tanto, nunca podría formarse.

Los "vacíos" de la astronomía moderna (como el Vacío Local adyacente a nuestra propia galaxia) tienen el efecto opuesto: en última instancia, los cuerpos descentrados son expulsados ​​del vacío debido a la gravedad del material exterior.

Cuatro causas

Según Aristóteles, hay cuatro formas de explicar la aitia o causas del cambio. Escribe que "no tenemos conocimiento de una cosa hasta que hemos captado su por qué, es decir, su causa".

Aristóteles sostenía que había cuatro tipos de causas.

Material

La causa material de una cosa es aquello de lo que está hecha. Para una mesa, eso podría ser de madera; para una estatua, que podría ser de bronce o mármol.

“De una manera decimos que la acción es aquello de lo cual. como existente, algo llega a ser, como el bronce para la estatua, la plata para la redoma, y ​​sus géneros” (194b2 3-6). Por "géneros", Aristóteles se refiere a formas más generales de clasificar la materia (por ejemplo, "metal"; "material"); y eso se volverá importante. Un poco más tarde. amplía el rango de la causa material para incluir letras (de sílabas), fuego y otros elementos (de cuerpos físicos), partes (de totalidades) e incluso premisas (de conclusiones: Aristóteles reitera esta afirmación, en términos ligeramente diferentes). términos, en An. Post II.11).—  RJ Hankinson, "La teoría de la física" en Blackwell Companion to Aristotle

Formal

La causa formal de una cosa es la propiedad esencial que la hace ser la clase de cosa que es. En el Libro de Metafísica Α, Aristóteles enfatiza que la forma está estrechamente relacionada con la esencia y la definición. Dice por ejemplo que la razón 2:1, y el número en general, es la causa de la octava.

“Otra [causa] es la forma y el ejemplar: esta es la fórmula (logos) de la esencia (to ti en einai), y sus géneros, por ejemplo, la relación 2:1 de la octava” (Phys 11.3 194b26—8)... La forma no es solo forma... Estamos preguntando (y esta es la conexión con la esencia, particularmente en su formulación aristotélica canónica) qué es ser algo. Y es una característica de los armónicos musicales (primero notado y maravillado por los pitagóricos) que los intervalos de este tipo exhiben esta proporción de alguna forma en los instrumentos utilizados para crearlos (la longitud de los tubos, de las cuerdas, etc.). En cierto sentido, la proporción explica lo que todos los intervalos tienen en común, por qué resultan iguales.—  RJ Hankinson, "Causa" en Blackwell Companion to Aristotle

Eficiente

La causa eficiente de una cosa es el agente primario por el cual su materia tomó su forma. Por ejemplo, la causa eficiente de un bebé es un padre de la misma especie y la de una mesa es un carpintero, que conoce la forma de la mesa. En su Physics II, 194b29-32, Aristóteles escribe: "existe aquello que es el originador primario del cambio y de su cesación, como el deliberante que es responsable [sc. de la acción] y el padre del niño, y en general el productor de la cosa producida y el cambiador de la cosa cambiada".

Los ejemplos de Aristóteles aquí son instructivos: un caso de causalidad mental y otro de causalidad física, seguidos de una caracterización perfectamente general. Pero ocultan (o al menos no logran hacer patente) una característica crucial del concepto de causalidad eficiente de Aristóteles, y que sirve para distinguirlo de la mayoría de los homónimos modernos. Para Aristóteles, todo proceso requiere una causa eficiente constantemente operativa mientras continúa. Este compromiso aparece más claramente a los ojos modernos en la discusión de Aristóteles sobre el movimiento de proyectiles: ¿qué mantiene al proyectil en movimiento después de que sale de la mano? "Ímpetu", "momentum", y mucho menos "inercia", no son respuestas posibles. Debe haber un motor, distinto (al menos en algún sentido) de la cosa movida, que está ejerciendo su capacidad motriz en cada momento del vuelo del proyectil (ver Phys.VIII. 10 266b29—267a11). De manera similar, en cada caso de generación animal, siempre hay algo responsable de la continuidad de esa generación, aunque puede hacerlo por medio de algún instrumento intermedio (Phys II.3 194b35—195a3).—  RJ Hankinson, "Causas" en Blackwell Companion to Aristotle

Final

La causa final es aquello en virtud de lo cual algo tiene lugar, su fin o propósito teleológico: para una semilla que germina, es la planta adulta, para una bola en lo alto de una rampa, viene a descansar en el fondo, por ojo, es ver, por cuchillo, es cortar.

Las metas tienen una función explicativa: eso es un lugar común, al menos en el contexto de las adscripciones de acción. Menos común es el punto de vista propugnado por Aristóteles, que la finalidad y el propósito se encuentran en toda la naturaleza, que es para él el reino de aquellas cosas que contienen dentro de sí mismos principios de movimiento y reposo (es decir, causas eficientes); así tiene sentido atribuir fines no sólo a las cosas naturales mismas, sino también a sus partes: las partes de un todo natural existen por el bien del todo. Como señala el propio Aristóteles, las locuciones “por el bien de” son ambiguas: “ A es por el bien de B ” puede significar que A existe o se emprende para producir B; o puede significar que A es parael beneficio de B (An II.4 415b2—3, 20—1); pero ambos tipos de finalidad tienen, piensa, un papel crucial que desempeñar en contextos naturales, así como deliberativos. Así, un hombre puede hacer ejercicio en aras de su salud: y así la “salud”, y no sólo la esperanza de lograrla, es la causa de su acción (esta distinción no es trivial). Pero los párpados son por el bien del ojo (para protegerlo: PA II.1 3) y el ojo por el bien del animal en su conjunto (para ayudarlo a funcionar correctamente: cf. An II.7).—  RJ Hankinson, "Causas" en Blackwell Companion to Aristotle

Biología

Según Aristóteles, la ciencia de los seres vivos procede reuniendo observaciones sobre cada tipo natural de animal, organizándolas en géneros y especies (las diferencias en Historia de los animales) y luego estudiando las causas (en Partes de los animales y Generación de animales). Animales, sus tres principales obras biológicas).

Las cuatro causas de la generación animal se pueden resumir de la siguiente manera. La madre y el padre representan las causas material y eficiente, respectivamente. La madre proporciona la materia a partir de la cual se forma el embrión, mientras que el padre proporciona la agencia que informa ese material y desencadena su desarrollo. La causa formal es la definición del ser sustancial del animal (GA I.1 715a4: ho logos tês ousias). La causa final es la forma adulta, que es el fin por el cual tiene lugar el desarrollo.-  Devin M. Henry, "Generación de animales" en Blackwell Companion to Aristotle

Organismo y mecanismo

Los cuatro elementos componen los materiales uniformes como la sangre, la carne y los huesos, que son a su vez la materia a partir de la cual se crean los órganos no uniformes del cuerpo (por ejemplo, el corazón, el hígado y las manos) "que a su vez, como partes, son materia para el funcionamiento del cuerpo como un todo (PA II. 1 646a 13—24)".

[Hay] cierta economía conceptual obvia sobre la visión de que en los procesos naturales las cosas constituidas naturalmente simplemente buscan realizar en plena actualidad los potenciales contenidos dentro de ellas (de hecho, esto es lo que significa que sean naturales); por otro lado, como no tardaron en señalar los detractores del aristotelismo a partir del siglo XVII, esta economía se gana a expensas de cualquier contenido empírico serio. El mecanismo, al menos tal como lo practicaron los contemporáneos y predecesores de Aristóteles, puede haber sido explicativamente inadecuado, pero al menos fue un intentoen una explicación general dada en términos reductivos de las conexiones legales entre las cosas. La simple introducción de lo que los reduccionistas posteriores se burlarían como "cualidades ocultas" no explica; simplemente, a la manera del famoso chiste satírico de Molière, sirve para redescribir el efecto. La conversación formal, o eso se dice, es vacía.Sin embargo, las cosas no son tan sombrías como esto. Por un lado, no tiene sentido tratar de involucrarse en la ciencia reduccionista si no tiene los medios, empíricos y conceptuales, para hacerlo con éxito: la ciencia no debería ser simplemente una metafísica especulativa sin fundamento. Pero más que eso, hay un punto en describir el mundo en términos tan teleológicamente cargados: da sentido a las cosas de una manera que no lo hacen las especulaciones atomistas. Y además, el discurso de Aristóteles sobre las formas de las especies no es tan vacío como insinuarían sus oponentes. No dice simplemente que las cosas hacen lo que hacen porque ese es el tipo de cosas que hacen: el punto central de su biología clasificatoria, ejemplificado más claramente en PA, es mostrar qué tipos de función van con qué, cuáles presuponen cuáles y cuáles están subordinadas a cuáles. Y en este sentido, la biología formal o funcional es susceptible de una especie de reduccionismo. Comenzamos, nos dice, con las clases animales básicas que todos reconocemos preteóricamente (aunque no irrevocablemente) (cf. PA I.4): pero luego pasamos a mostrar cómo sus partes se relacionan entre sí: por qué es, por ejemplo, que solo las criaturas con sangre tienen pulmones, y cómo ciertas estructuras en una especie son análogas u homólogas a las de otra (como las escamas en los peces, las plumas en las aves, el pelo en los mamíferos). Y las respuestas, para Aristóteles, se encuentran en la economía de las funciones, y cómo todas ellas contribuyen al bienestar general (la causa final en este sentido) del animal.—  RJ Hankinson, "Las relaciones entre las causas" en Blackwell Companion to Aristotle

Véase también Forma orgánica.

Psicología

Según Aristóteles, la percepción y el pensamiento son similares, aunque no exactamente iguales en el sentido de que la percepción se ocupa únicamente de los objetos externos que actúan sobre nuestros órganos de los sentidos en un momento dado, mientras que podemos pensar en cualquier cosa que elijamos. El pensamiento se trata de formas universales, en la medida en que se hayan entendido con éxito, sobre la base de nuestra memoria de haber encontrado instancias de esas formas directamente.

La teoría de la cognición de Aristóteles descansa sobre dos pilares centrales: su explicación de la percepción y su explicación del pensamiento. Juntos, constituyen una parte significativa de sus escritos psicológicos, y su discusión sobre otros estados mentales depende críticamente de ellos. Estas dos actividades, además, se conciben de manera análoga, al menos en sus formas más básicas. Cada actividad es desencadenada por su objeto; cada una, es decir, se trata de lo mismo que la provoca. Esta explicación causal simple explica la confiabilidad de la cognición: la percepción y el pensamiento son, en efecto, transductores, que traen información sobre el mundo a nuestros sistemas cognitivos, porque, al menos en sus formas más básicas, se relacionan infaliblemente con las causas que los provocan. (UnIII.4 429a13–18). Otros estados mentales más complejos están lejos de ser infalibles. Pero todavía están atados al mundo, en la medida en que se basan en el contacto inequívoco y directo que la percepción y el pensamiento disfrutan con sus objetos.—  Victor Caston, "Phantasia and Thought" en Blackwell Companion To Aristotle

Comentario medieval

La teoría aristotélica del movimiento fue objeto de críticas y modificaciones durante la Edad Media. Las modificaciones comenzaron con John Philoponus en el siglo VI, quien aceptó en parte la teoría de Aristóteles de que "la continuación del movimiento depende de la acción continua de una fuerza", pero la modificó para incluir su idea de que un cuerpo lanzado también adquiere una inclinación (o "fuerza motriz"). para alejarse de lo que hizo que se moviera, una inclinación que asegura su movimiento continuo. Esta virtud impresa sería temporal y se gastaría a sí misma, lo que significa que todo movimiento tendería hacia la forma del movimiento natural de Aristóteles.

En El libro de la curación (1027), el erudito persa del siglo XI, Avicena, desarrolló la teoría filoponeana como la primera alternativa coherente a la teoría aristotélica. Las inclinaciones en la teoría aviceniana del movimiento no eran autoconsumidoras sino fuerzas permanentes cuyos efectos se disipaban solo como resultado de agentes externos como la resistencia del aire, lo que lo convirtió en "el primero en concebir un tipo tan permanente de virtud impresa para el movimiento no natural". ". Tal movimiento propio (mayl) es "casi lo contrario de la concepción aristotélica del movimiento violento del tipo de proyectil, y recuerda más bien el principio de inercia, es decir, la primera ley de movimiento de Newton".

El hermano mayor de Banū Mūsā, Ja'far Muhammad ibn Mūsā ibn Shākir (800-873), escribió El movimiento astral y La fuerza de atracción. El físico persa Ibn al-Haytham (965-1039) discutió la teoría de la atracción entre cuerpos. Parece que era consciente de la magnitud de la aceleración debida a la gravedad y descubrió que los cuerpos celestes "eran responsables ante las leyes de la física". Durante su debate con Avicena, al-Biruni también criticó la teoría aristotélica de la gravedad en primer lugar por negar la existencia de la levedad o gravedad en las esferas celestes; y, en segundo lugar, por su noción de que el movimiento circular es una propiedad innata de los cuerpos celestes.

Hibat Allah Abu'l-Barakat al-Baghdaadi (1080–1165) escribió al-Mu'tabar, una crítica de la física aristotélica en la que negaba la idea de Aristóteles de que una fuerza constante produce un movimiento uniforme, ya que se dio cuenta de que una fuerza aplicada continuamente produce aceleración., una ley fundamental de la mecánica clásica y un presagio temprano de la segunda ley del movimiento de Newton. Al igual que Newton, describió la aceleración como la tasa de cambio de la velocidad.

En el siglo XIV, Jean Buridan desarrolló la teoría del ímpetu como alternativa a la teoría aristotélica del movimiento. La teoría del ímpetu fue precursora de los conceptos de inercia y momento en la mecánica clásica. Buridan y Alberto de Sajonia también se refieren a Abu'l-Barakat al explicar que la aceleración de un cuerpo que cae es el resultado de su impulso creciente. En el siglo XVI, Al-Birjandi discutió la posibilidad de la rotación de la Tierra y, en su análisis de lo que podría ocurrir si la Tierra estuviera girando, desarrolló una hipótesis similar a la noción de "inercia circular" de Galileo. Lo describió en términos de la siguiente prueba observacional:

“La roca pequeña o grande caerá a la Tierra siguiendo el camino de una línea que es perpendicular al plano (sath) del horizonte; esto es atestiguado por la experiencia (tajriba). Y esta perpendicular está alejada del punto tangente del La esfera de la Tierra y el plano del horizonte percibido (hissi). Este punto se mueve con el movimiento de la Tierra y, por lo tanto, no habrá diferencia en el lugar de caída de las dos rocas".

Vida y muerte de la física aristotélica

El reinado de la física aristotélica, la primera teoría especulativa conocida de la física, duró casi dos milenios. Después del trabajo de muchos pioneros como Copérnico, Tycho Brahe, Galileo, Descartes y Newton, se aceptó generalmente que la física aristotélica no era ni correcta ni viable. A pesar de esto, sobrevivió como actividad académica hasta bien entrado el siglo XVII, hasta que las universidades modificaron sus planes de estudio.

En Europa, la teoría de Aristóteles primero fue desacreditada de manera convincente por los estudios de Galileo. Utilizando un telescopio, Galileo observó que la Luna no era del todo lisa, sino que tenía cráteres y montañas, contradiciendo la idea aristotélica de la Luna lisa incorruptiblemente perfecta. Galileo también criticó teóricamente esta noción; una luna perfectamente lisa reflejaría la luz de manera desigual como una bola de billar brillante, de modo que los bordes del disco de la luna tendrían un brillo diferente al punto donde un plano tangente refleja la luz del sol directamente al ojo. Una luna áspera se refleja en todas las direcciones por igual, dando lugar a un disco de brillo aproximadamente igual al que se observa.Galileo también observó que Júpiter tiene lunas, es decir, objetos que giran alrededor de un cuerpo que no es la Tierra, y anotó las fases de Venus, lo que demostró que Venus (y, por implicación, Mercurio) viajaba alrededor del Sol, no de la Tierra.

Según la leyenda, Galileo dejó caer bolas de varias densidades desde la Torre de Pisa y descubrió que las más ligeras y las más pesadas caían casi a la misma velocidad. Sus experimentos en realidad se llevaron a cabo utilizando bolas que rodaban por planos inclinados, una forma de caída lo suficientemente lenta como para ser medida sin instrumentos avanzados.

En un medio relativamente denso como el agua, un cuerpo más pesado cae más rápido que uno más liviano. Esto llevó a Aristóteles a especular que la tasa de caída es proporcional al peso e inversamente proporcional a la densidad del medio. A partir de su experiencia con objetos que caen en el agua, concluyó que el agua es aproximadamente diez veces más densa que el aire. Al pesar un volumen de aire comprimido, Galileo demostró que esto sobrestima la densidad del aire por un factor de cuarenta.A partir de sus experimentos con planos inclinados, concluyó que si se desprecia la fricción, todos los cuerpos caen a la misma velocidad (lo que tampoco es cierto, ya que no solo la fricción sino también la densidad del medio en relación con la densidad de los cuerpos tiene que ser despreciable. Aristóteles notó correctamente que la densidad media es un factor, pero se centró en el peso corporal en lugar de la densidad. Galileo descuidó la densidad media, lo que lo llevó a la conclusión correcta para el vacío).

Galileo también avanzó un argumento teórico para apoyar su conclusión. Preguntó si dos cuerpos de diferentes pesos y diferentes velocidades de caída están atados con una cuerda, ¿el sistema combinado cae más rápido porque ahora es más masivo, o el cuerpo más liviano en su caída más lenta retiene al cuerpo más pesado? La única respuesta convincente es ninguna: todos los sistemas caen al mismo ritmo.

Los seguidores de Aristóteles sabían que el movimiento de los cuerpos que caían no era uniforme, sino que ganaba velocidad con el tiempo. Como el tiempo es una cantidad abstracta, los peripatéticos postularon que la velocidad era proporcional a la distancia. Galileo estableció experimentalmente que la velocidad es proporcional al tiempo, pero también dio un argumento teórico de que la velocidad no podía ser proporcional a la distancia. En términos modernos, si la tasa de caída es proporcional a la distancia, la expresión diferencial para la distancia y recorrida después del tiempo t es:

con la condición de que . Galileo demostró que este sistema se mantendría para siempre. Si una perturbación pusiera en movimiento el sistema de alguna manera, el objeto aumentaría su velocidad exponencialmente en el tiempo, no cuadráticamente.

De pie en la superficie de la Luna en 1971, David Scott repitió el famoso experimento de Galileo dejando caer una pluma y un martillo de cada mano al mismo tiempo. En ausencia de una atmósfera sustancial, los dos objetos cayeron y golpearon la superficie de la Luna al mismo tiempo.

La primera teoría matemática convincente de la gravedad, en la que dos masas se atraen entre sí por una fuerza cuyo efecto disminuye según el inverso del cuadrado de la distancia entre ellas, fue la ley de gravitación universal de Newton. Esta, a su vez, fue reemplazada por la teoría general de la relatividad de Albert Einstein.

Evaluaciones modernas de la física de Aristóteles

Los eruditos modernos difieren en sus opiniones sobre si la física de Aristóteles se basó lo suficiente en observaciones empíricas para calificar como ciencia, o si se derivaron principalmente de la especulación filosófica y, por lo tanto, no satisfacen el método científico.

Carlo Rovelli ha argumentado que la física de Aristóteles es una representación precisa y no intuitiva de un dominio particular (movimiento en fluidos) y, por lo tanto, es tan científica como las leyes del movimiento de Newton, que también son precisas en algunos dominios y fallan en otros (es decir, relatividad especial y general).