ACERCA DE LA CONTRADICCIÓN EN EL ÁTOMO

ACERCA DE LA CONTRADICCIÓN EN EL ÁTOMO

                                                                    “La  contradicción, ley fundamental única de la incesante

                                                                     transformación de la materia eterna.”

    El desarrollo del conocimiento siempre se presenta en lucha contra el pensamiento de las clases representantes de lo viejo en la sociedad. Así fue cuando surgió la filosofía como materialismo con Tales de Mileto y poco después como dialéctica con Heráclito de Éfeso, en el siglo VI a.n.e.; posición materialista que años después llegó con Demócrito (siglo V a.n.e.) a su más alto desarrollo del sistema social esclavista. Heráclito sostenía que todas las cosas están en constante cambio debido a fuerzas internas; mientras que el idealista y metafísico Parménides, acérrimo enemigo de aquél, desconfiaba del testimonio de los sentidos y negaba el movimiento, el cambio. Platón, a su vez acérrimo enemigo de Demócrito, seguía a Parménides en que únicamente lo que está libre de contradicciones es cognoscible, y afirmaba en cambio que el mundo sensible no lo es, puesto que tanto el movimiento como el cambio contienen contradicciones.

Del átomo de Demócrito al quark

     Demócrito desenvuelve su trabajo en este contexto de la lucha ideológica y, siguiendo a Leucipo, sostiene: “Nada existe, aparte de átomos y vacío”, que la materia está constituida por pequeñas unidades indivisibles (átomos), invariables, eternas, que se hallan en movimiento constante y se diferencian entre sí únicamente por su forma, magnitud, situación y orden, que todo cambio en el mundo puede interpretarse como una reorganización de los átomos en el vacío.

     La profundización del conocimiento de las formas más ínfimas de la materia (microcosmos) ha generado diversos cambios en la formulación hecha por Demócrito. Lo que seguimos llamando átomos no son impartibles, sino que están compuestos por protones, neutrones y electrones, y que los primeros están compuestos, a su vez, por quarks; sin embargo, entre otros, estos descubrimientos de importancia, en modo alguno niegan, como formas de la materia, la existencia objetiva del átomo y las partículas que lo conforman. Esta profundización ha llevado, a que las ideas iniciales de Demócrito se conserve sólo una que es sustancial: en la naturaleza existe límite de divisibilidad de la materia, más precisamente, de formas de ésta, límite después del cual la materia se transforma, adquiriendo nuevas cualidades. Es evidente entonces que la dialéctica está presente en las forma ínfimas de la materia; por tanto, la ciencia, como siempre, da mayor base al materialismo dialéctico como concepción científica del mundo, considerando, además, que la “destructibilidad” del átomo, su inagotabilidad, la mutabilidad de todas las formas de la materia y de su movimiento, han sido siempre el pilar del materialismo dialéctico. Todos los límites en la naturaleza son condicionales, relativos, móviles, expresan la aproximación de nuestra inteligencia al conocimiento de la materia, pero esto no demuestra en modo alguno que la naturaleza, la materia misma, sea un símbolo, un signo convencional, es decir, un producto de nuestra inteligencia, como sostienen los neopositivistas

     De acuerdo a los conocimientos alcanzados hasta hoy podemos decir de manera muy sintética, que el átomo consta de un núcleo, formado por protones de carga eléctrica positiva y neutrones de carga eléctrica positiva y neutrones, alrededor del cual giran los electrones que poseen carga negativa, a modo de nubosidades y a velocidades muy altas, cercanas a la de la luz (300 000 km/s). El átomo tiene un diámetro de alrededor de 10-8 cm, y el núcleo de alrededor de 10-13 cm (para tener una idea de las proporciones, si el átomo tuviera un diámetro de un kilómetro, el del núcleo sería de un centímetro). Pero casi toda la masa del átomo está en ese pequeñísimo núcleo (el protón tiene 1836 veces la masa del electrón y el neutrón, 1837,5).

Materia e idea. Dialéctica y metafísica

     Actualmente vemos cómo se vuelve a atacar el materialismo y la dialéctica y se derivan conclusiones idealistas, metafísicas y neopositivistas de los descubrimientos científicos en el microcosmos. Los físicos Paul Davies y John Gribbin, filosóficamente idealistas, hablan en su libro “Los mitos de la materia” de una supuesta “muerte del materialismo” y sostienen, por ejemplo, que “La mecánica cuántica parece imponer una limitación inherente a lo que los científicos pueden decirnos del mundo, y eso reduce a meros modelos a entidades que considerábamos como reales por derecho propio”; y desde el neopositivismo: “La mecánica cuántica nos faculta para relacionar diferentes observaciones realizadas sobre, digamos, un átomo. La teoría debe considerarse como un procedimiento para conectar dichas observaciones en algún tipo de esquema lógico consistente: un algoritmo matemático. El uso de la palabra ‘átomo’ es sólo una manera informal de hablar de dicho algoritmo ... pero no significa que el átomo esté realmente aquí como una entidad bien definida, con un conjunto completo de atributos físicos propios ...”. A lo que añaden de manera sumamente expresiva: “hay lugar para la religión”, revelando hasta posiciones creacionistas, precisamente cuando los descubrimientos científicos evidencian la existencia de nuevas formas de la materia, nuevas formas de su movimiento y la complejidad de las mismas, y que todo ello no en sino movimiento de la materia en el espacio y el tiempo, indesligables de ella. La inteligencia humana ha descubierto muchas cosas extraordinarias en la naturaleza y, con seguridad, descubrirá aún más, aumentando así su dominio sobre ella, pero eso no quiere decir que la naturaleza sea una creación de nuestra mente o de una mente abstracta (o sea, de un “dios”). La única “propiedad” de la materia, con cuya admisión está ligado el materialismo dialéctico, es la propiedad de ser una realidad objetiva eterna, de existir fuera de la conciencia en incesante movimiento y transformación. Y todas las formas de existencia de la materia descubiertas hasta hoy lo demuestran fehacientemente.

Cómo se manifiesta la contradicción en diversos niveles

     El surgimiento de la teoría atómica, en Grecia, siglo V a.n.e., se dio en medio de la enconada lucha entre materialismo e idealismo, así como entre dialéctica y metafísica. En las actuales circunstancias, cuando el imperialismo, encabezado por el yanqui, propala metafísica en defensa de su caduco y nefasto sistema, es de especial importancia demostrar cómo se expresa la dialéctica en el átomo, como parte de la lucha ideológica y la defensa de la concepción materialista dialéctica. Y hablar de dialéctica implica hoy hablar de la contradicción como ley fundamental única de la incesante transformación de la materia eterna. Ensayemos, pues, encontrar el complejo de contradicciones, de unidades de contrarios, existentes en el átomo, en diversos niveles.

En el átomo

     El átomo es una unidad de dos contrarios: núcleo atómico y electrones. Estos forman una contradicción. El núcleo es el aspecto principal ya que determina el número de electrones y, lo que es esencial, determina la cualidad del átomo específico (por ejemplo, el átomo con un protón en su núcleo es el hidrógeno; con dos, helio; con ocho, oxígeno; con noventa y dos, uranio, etc.). La atracción entre cargas eléctricas opuestas de electrones y núcleo (determinada por la carga de los protones), es la que mantiene unido al átomo, y este hecho lo explica la mecánica cuántica. Puesto que cada átomo es eléctricamente neutro, el número de electrones en la nube de electrones tiene que ser exactamente igual al número de protones en el núcleo. Entonces, en el nivel atómico la fuerza dominante es la electromagnética, que retiene a los electrones junto al núcleo y permite que los átomos se combinen entre sí para formar moléculas, que implica mayor complejidad en la organización de la materia. Además, la contradicción núcleo-electrones genera un campo electromagnético (otra forma de existencia de la materia) que “llena el vacío” entre las partículas subatómicas que interactúan, y hace que también actúen como unidad.

En el núcleo atómico

     El núcleo atómico es, a su vez, una unidad de contrarios: protones y neutrones. ¿Cómo entender esta contradicción? En el núcleo actúan dos clases de fuerzas contrarias. Una es repulsiva, debida a la intensa interacción de cargas eléctricas del mismo signo, es decir, entre los protones que conforman el núcleo: la otra es atractiva, es la fuerza nuclear fuerte, de acción próxima (sólo actúa a distancias del rango del diámetro del núcleo), que se comporta como un conjunto de ganchos que sujetan a los protones y neutrones sólo cuando éstos se encuentran dentro del rango de distancias mencionado, y consigue superar al aspecto contrario: la repulsión eléctrica entre protones. A nivel del núcleo atómico, cuando se encuentra en estado estable, los protones constituyen el aspecto principal de la contradicción, ya que su número define su carácter específico (por ejemplo, un núcleo con seis protones no puede corresponder sino al carbono). Los núcleos más pesados tienden a la inestabilidad, en la que cumplen principal papel los neutrones, es decir, el otro aspecto de la contradicción; situación en la que se generan procesos de transformación a través de emisiones de partículas nucleares (como es la emisión de partículas alfa) e incluso la división del núcleo (fisión nuclear), dando como resultado la formación de otros núcleos atómicos, debido a la variación del número de protones. La contradicción es, pues, motor de estas transformaciones, y se expresa también como unidad y lucha entre atracción y repulsión, en la que una puede ocupar el lugar de la otra en determinadas condiciones.

En protones y neutrones          

     Experimentos realizados por algunos físicos, como Burton Richter y Chao Chung Ting en 1974, han permitido determinar que los protones y neutrones están formados por partículas más pequeñas, a las que se conoce como quarks. Han llegado a precisar algunas de sus características, como las que han denominado “sabores” (de seis clases) y “colores” (tres diferentes). Si tenemos en cuenta que la dialéctica nos enseña que uno se divide en dos, ¿cómo se expresa este principio en los protones y neutrones? Un protón contiene dos quarks de un sabor y uno de otro; similarmente en el caso del neutrón. ES decir, en ambos encontramos quarks de dos “sabores” distintos, que, aunque por el momento no podamos precisar los detalles, forman una contradicción. Además, los quarks que forman los protones y neutrones están unidos por una fuerza de atracción intensa –la más intensa conocida hasta hoy en la naturaleza- y de muy corto alcance: la fuerza nuclear fuerte, la que se impone a otra que es repulsiva, debido a que los quarks son partículas cargadas eléctricamente (similar q lo que vimos en el caso de los protones). Nuevamente encontramos la contradicción atracción-repulsión. Por otro lado, aplicando el materialismo dialéctico, podemos prever que posteriores descubrimientos deben explicar, a la luz de la ley de la contradicción, la propiedad de la interacción nuclear fuerte conocida como “confinamiento”, que consiste en que la fuerza nuclear fuerte siempre liga a partículas de diferentes colores, como en el caso del protón y neutrón que están constituidos por tres quarks, uno de cada color.

     Otra forma del “confinamiento” que sí muestras palmariamente la contradicción es la que permite la combinación de quarks de un color con su antiquark del mismo color; tales combinaciones forman las partículas conocidas como mesones, que son inestables porque los dos aspectos de la contradicción se “aniquilan” entre sí, produciéndose su transformación en electrones y otras partículas.

     Quisiéramos destacar la desintegración de neutrones como un hecho notable donde se expresa claramente la contradicción, que uno se divide en dos. Esta desintegración deja como restos un protón, un electrón y un neutrino. El protón y electrón tienen cargas eléctricas opuestas y forman una unidad de contrarios (el neutrino no tiene carga eléctrica). Cuando esto se produce en el núcleo atómico, el electrón y el neutrino son emitidos, mientras que el protón incrementa el número de los que conforman el núcleo, razón por la que éste se transforma y da lugar al surgimiento de otro elemento químico. Este proceso es el que se conoce como desintegración beta.

En los electrones              

     Y, ¿qué podemos decir de la contradicción en el electrón? La complejidad de su comportamiento, en el átomo y al interactuar con otras partículas, nos muestra que el electrón es tan inagotable como el átomo; y podemos asegurar que su movimiento y transformación están regidos por la ley de la contradicción. Los descubrimientos futuros no harán más que confirmar esta aseveración.

La contradicción en las partículas subatómicas

     Es importante ver otras formas en que se manifiesta la contradicción en las partículas subatómicas. Cuando los protones, neutrones y electrones interactúan a altas energías, se transforman en una multitud de nuevas partículas, que son inestables; éstas, que hoy ya suman varios centenares, en corto tiempo vuelven a transformarse en partículas estables. Es importante comprender que las partículas inestables no son las constituyentes de los protones, neutrones o electrones. Cuando éstas colisionan a altas energías, no se “abren” y dejan en libertad una lluvia de restos; las partículas que se conforman vienen a ser el producto de la transformación que sufren las partículas subatómicas junto con la energía de impacto (por la ley encontrada por Einstein, de la equivalencia entre la masa y la energía, E=mc²). Es esencial destacar el hecho de que las partículas subatómicas se transmuten unas en otras: desintegración de las partículas inestables, transformación de las partículas y antipartículas en fotones y otras partículas. Ello evidencia que estas partículas poseen una estructura compleja,y, lo que es más importante, todo esto no puede ser sino expresión de la contradicción inherente a la materia, y es la que posibilita las diversas y numerosísimas transformaciones de la misma.

El cambio cuantitativo y cualitativo en el átomo

     Otra de las formas en que se expresa la ley de la contradicción es el cambio cuantitativo y cualitativo. En el terreno que nos ocupa se manifiesta en cómo el incremento de la cantidad en los aspectos de la contradicción lleva, en determinadas condiciones, a un cambio cualitativo, es decir, a un salto en el desarrollo. Específicamente, ¿cómo vemos esto en el átomo? Una expresión es lo que se da en el núcleo atómico con el cambio del número de protones; basta que se  incremente o disminuya un protón en el núcleo de un determinado elemento químico para que genere su transformación, deviniendo en otro elemento cualitativamente diferente.

     Otra expresión es lo que se da con el incremento del número de neutrones. Como dijimos, los protones y neutrones forman una contradicción. Un átomo estable es aquél en el que existe una relación determinada entre el número de protones y de neutrones; sin embargo, esta relación admite un rango de variación en el número de neutrones para un elemento químico determinado. Pero este incremento cuantitativo tiene un límite, a partir del  cual, si es sobrepasado, el núcleo se vuelve inestable; es decir, este aspecto de la contradicción deviene principal, y se entra a un proceso de cambio cualitativo, de salto, y el átomo se divide dando lugar a otros elementos químicos. Por ejemplo, trabajando con elementos que ya naturalmente tienen un elevado número de neutrones, la captura de un neutrón adicional produce la ruptura del núcleo y la formación de átomos de otros elementos. Este proceso es el que se conoce como fisión nuclear, y es claro ejemplo de cómo el cambio cuantitativo lleva, en determinado momento de su desarrollo, al cambio cualitativo, al salto.

     Es necesario precisar que el incremento en el número de neutrones en el núcleo genera también cambios cualitativos parciales; como sucede con los isótopos, es decir, los elementos químicos que teniendo el mismo número de protones y diferenciarse en el número de neutrones siendo el mismo elemento químico, se diferencian por sus propiedades físicas. Como puede verse en los tres isótopos del hidrógeno que se diferencian por: olor, temperatura de fusión y ebullición; el hidrógeno que no tiene neutrón es estable; el núcleo de hidrógeno con un neutrón (deuterio) es una partícula muy valiosa para bombardear núcleos atómicos; el hidrógeno con dos protones (tritio) es radiactivo y se desintegra con bastante rapidez.

La ley de desarrollo en el átomo

     Finalmente, otra forma en que se manifiesta la contradicción es en que la materia en su automovimiento tiende al desarrollo. En relación al tema que tratamos, podríamos precisar que las partículas tienden a la mayor complejidad en su organización, lo que implica la formación de determinadas contradicciones, cuya solución lleva al establecimiento de nuevas contradicciones a través de saltos. De acuerdo a los conocimientos alcanzados hasta hoy, en lo que respecta a los átomos, podemos ver el desarrollo de su organización debido a su automovimiento a partir de los quaks (para no ir más atrás, en esta oportunidad); éstos se organizan en protones y neutrones, que a su vez forman los núcleos atómicos, a éstos se suman los electrones para conformar los átomos; subsiguientemente los átomos se organizan en moléculas cada vez más complejas, alcanzando su máxima complejidad en la materia viva y más aún en el cerebro humano, considerado la más alta organización de la materia.

El microcosmos está ahíto de contradicción y motoriza su desarrollo

     Luego de haber visto de manera somera un conjunto de manifestaciones de la ley de la contradicción en el átomo, podemos afirmar que los descubrimientos científicos muestran fehacientemente que el microcosmos está ahíto de contradicción, y ésta es la motoriza su desarrollo. La naturaleza pregona, pues, dialéctica. Además, es importante comprender que, siendo la materia infinita, el hombre no puede ni podrá conocerla completamente ni a sus infinitas formas, incluido el átomo más pequeño, pues la materia, en todas su partes, no tiene principio ni fin.

     Ante las ideas y teorías seudo científicas que propalan las clases antihistóricas, respondámosles con las palabras de Lenin: “El materialismo dialéctico insiste en el carácter temporal, relativo, aproximado, de todos esos jalones del conocimiento de la naturaleza por la ciencia humana en progreso. El electrón es tan inagotable como el átomo, la naturaleza es infinita, pero existe infinitamente, y este reconocimiento, que es el único categórico, el único incondicional, de su existencia fuera de la conciencia y de las sensaciones del hombre, es precisamente lo que distingue al materialismo dialéctico del agnosticismo relativista y del idealismo.”

     Así, los descubrimientos científicos nos han traído hasta los quarks; la idea de Demócrito, la de los elementos últimos, se ha transferido hasta ahora a partículas mucho más pequeñas como constituyentes de la estructura interna del átomo. ¿Se puede esperar que éstas sean ya las “partículas elementales” e indivisibles? Stephen Hawking, en su difundido
”Historia de tiempo”, dice en relación a los quarks “...Tenemos algunas razones teóricas para creer que poseemos, o estamos muy cerca de poseer, un conocimiento de los ladrillos fundamentales de las naturaleza”, punto fallido del que deriva metafísicamente: “... por lo tanto, debe existir una teoría definitiva del universo”. A lo que podemos responder con el notable físico Enrico Fermi: “En general, se puede decir que en cada una de las etapas de desarrollo de la ciencia denominamos elementales a las partículas cuya estructura desconocemos y que consideramos como puntuales.”

     Podemos afirmar, entonces, en base a la complejidad de su comportamiento e interacción, y de que no existe el conocimiento absoluto, “definitivo”, “último”, como enseña el materialismo dialéctico, que el quark es tan inagotable como el átomo. Está dentro de lo posible que se descubra en el futuro que estas partículas son estructuras complejas, tal como evidencia su comportamiento, y con partes constituyentes. El hombre nunca podrá estar seguro de haber llegado al “ladrillo básico”, porque la materia es inexhausta y está en incesante transformación debido a la contradicción que la motoriza.

     En conclusión, comprobamos que la física contemporánea, al estudiar la naturaleza, pone en evidencia la presencia de la contradicción y da mayor base al materialismo dialéctico, y no deja lugar para el idealismo y la metafísica. Los descubrimientos en el microcosmos muestran la profundización en el conocimiento de la materia, por tanto, nuestra capacidad de transformarla es mayor. Nuestra libertad es cada día más grande. De esta manera. la ciencia está en condiciones de aportar inmensamente a la solución de las necesidades de toda la humanidad; pero no lo hace porque está aherrojada, como parte de las fuerzas productivas, a la propiedad privada que esteriliza y niega su potencial.

Walter Vargas Cárdenas

REFERENCIAS:

-          Paul Davies, John Gribbin: Los mitos de la materia, McGraw-Hill, España, 1995.

-          Stephen Hawking. Historia del tiempo. Del big bang a los agujeros negros. Editorial Grijalbo, Bogotá, 1989.

-          Lenin. Materialismo y empiriocriticismo. Editorial Progreso, Moscú.