TEMA 3: Las primeras teorizaciones en química

 Introducción

En los primeros tiempos de la química práctica, especialmente en Mesopotamia y Egipto, no se han encontrado evidencias claras de teorías que justifiquen los fenómenos y propiedades de la materia. Los vestigios de papiros egipcios y tablillas mesopotámicas escritas en cuneiforme sugieren una química práctica desligada de contenidos teóricos. A diferencia de estas culturas, en el Lejano Oriente, especialmente en la filosofía budista india, se encuentran indicios de una teoría atómica primitiva, posiblemente influenciada por el pensamiento griego a través de Alejandro Magno.

Aunque la falta de información directa no descarta la existencia de teorías, es plausible que se hayan perdido con el tiempo, como sugiere el antropólogo Mircea Eliade. Él propone explorar teorías animistas sobre metalurgia encontradas en pueblos primitivos contemporáneos, que podrían ofrecer insights sobre prácticas y explicaciones metalúrgicas antiguas, aunque estas interpretaciones se encuentran más en el ámbito de la mitología humana que en la racionalización teórica.

El mundo griego marcó un punto crucial donde las interrogantes sobre el universo, la naturaleza y su composición empezaron a ser abordadas mediante el razonamiento. Aquí surgió la noción inicial de "elemento", aunque con un significado diferente al que se le atribuye en la actualidad.

Estudio de la Materia en la Filosofía Natural Griega

En la antigua Grecia, los filósofos se dedicaron a buscar explicaciones sobre el mundo y la vida, lo que los llevó a desarrollar teorías sobre la materia. Estas teorías no solo buscaban justificar los cambios y propiedades de la naturaleza, sino también ordenar y clasificar las distintas sustancias. Este enfoque sentó las bases de la filosofía de la naturaleza o filosofía natural, que evolucionó con el tiempo y dio origen a diversas escuelas de pensamiento.

Filósofos Presocráticos

Los filósofos presocráticos, activos en el siglo VI a.C., se dedicaron a la pregunta fundamental: ¿de qué está hecho el mundo? Partían de la idea de que todo sigue un orden comprensible mediante la razón. Tales de Mileto, considerado el padre de la filosofía griega, postuló que el agua era el principio fundamental del universo, una sustancia primordial de la cual surgían todas las demás. Esta concepción evolucionaría con el tiempo hacia el concepto moderno de elementos en la química y de energía en la física.

Sus sucesores, como Empédocles, propusieron sistemas donde múltiples elementos (fuego, aire, tierra y agua) se combinaban en diferentes proporciones para formar las sustancias observables en el mundo. Con el tiempo, estos sistemas evolucionaron hacia dualismos que explicaban el mundo a través de principios opuestos como el bien y el mal, el amor y el odio.

Este periodo marcó el inicio del pensamiento filosófico sistemático sobre la naturaleza de la materia, sentando las bases para las investigaciones posteriores en filosofía natural y ciencia.

Aristóteles

En el siglo IV a.C., Aristóteles desarrolló una teoría sobre la materia que contrastaba con las ideas anteriores de los filósofos presocráticos. Para él, la materia era informe y carente de atributos, pero podía adquirir cualidades como calor, frío, sequedad y humedad, que eran fundamentales para formar los cuatro elementos de Empédocles: agua, aire, tierra y fuego. Estos elementos se combinaban en diferentes proporciones para dar origen a todas las sustancias observables en el mundo natural.

Aristóteles propuso que las cuatro propiedades mencionadas podían aplicarse universalmente a todas las cosas, formando así un sistema dualista que explicaba la naturaleza. Estos conceptos fueron representados en un diagrama cuadrilátero donde cada elemento estaba conectado por propiedades comunes.

Su enfoque tuvo una profunda influencia en la Edad Media a través de la filosofía escolástica y perduró hasta el siglo XVIII, siendo la base de la química teórica de la época. Introdujo la doctrina de la transmutación de elementos y sus ideas fundamentales influenciaron a filósofos posteriores como Kant y Hegel.

Antes de Aristóteles, Demócrito había propuesto una teoría atómica donde la diversidad de las sustancias se explicaba por diferentes formas y tamaños de átomos indivisibles. Aristóteles criticó esta teoría por no poder explicar adecuadamente la variedad observada en la naturaleza, así como por la necesidad de admitir la existencia del vacío y el movimiento para justificar el cambio.

A pesar de sus críticas, Aristóteles retomó aspectos de la teoría atómica en su obra Meteorológica, sugiriendo la existencia de corpúsculos o partículas mínimas que podrían compararse a las moléculas modernas. Además, propuso explicaciones sobre el origen de los metales, argumentando que crecían y evolucionaban en el interior de la tierra, con el oro como el metal más perfecto.

Su legado abarcó no solo la ciencia, sino también aspectos sociopolíticos, influyendo significativamente en la comprensión del mundo físico durante varios siglos.

Epicúreos

Después de Aristóteles, Epicuro (341-272 a.C.) retomó y perfeccionó la teoría atómica de Demócrito, proponiendo que los átomos eran las partículas indivisibles fundamentales de la materia. Según Epicuro, los átomos se movían por su propio peso en el vacío y no seguían un movimiento predeterminado, lo cual permitía su combinación entre sí mediante desviaciones aleatorias en su trayectoria.

Más que buscar una explicación científica, las ideas de Epicuro tenían un enfoque ético. Proponía que el conocimiento debería liberar al individuo del miedo y la ansiedad causados por supersticiones y religiones, conduciendo así a la búsqueda de la felicidad. Para lograr esto, abogaba por huir de las pasiones excesivas, practicar la tolerancia y la moderación, valorar la amistad por encima de la competencia, y minimizar el deseo de destacar sobre los demás.

Epicuro creía en un mundo finito compuesto por átomos combinados al azar, rechazando la idea de una separación entre el alma y el cuerpo y negando la inmortalidad del alma. Su doctrina buscaba desmitificar el mundo en una época dominada por religiones misteriosas, alentando a no temer ni a los dioses ni a la muerte.

Aunque gran parte de los escritos de Epicuro se perdieron, sus ideas fueron transmitidas a través de obras como "De rerum natura" de Lucrecio (circa 55 a.C.). Su filosofía enfrentó críticas tanto de corrientes filosóficas rivales, como el estoicismo, como de tradiciones religiosas, incluyendo el cristianismo y el judaísmo, debido a su enfoque materialista y su actitud hacia la divinidad y el alma humana.

Estoicos

La escuela filosófica del estoicismo, fundada por Zenón de Citio (aprox. 342-270 a.C.) en el siglo IV a.C. y desarrollada posteriormente por figuras como Séneca en el siglo I d.C., adoptó y adaptó elementos de la filosofía aristotélica. Aunque creían en la divisibilidad infinita de la materia, a diferencia de Aristóteles, los estoicos defendían la analogía entre la física celestial y terrenal, conocida como macrocosmos y microcosmos.

Central a la cosmología estoica era la distinción entre la materia inerte y una forma activa llamada pneuma o espíritu vital, derivada de la palabra griega para "aire". Según ellos, el pneuma era responsable tanto de los procesos de corrupción como de generación en la naturaleza. Los cuatro elementos aristotélicos (fuego, aire, agua y tierra) eran interpretados como formas de pneuma, donde los elementos calientes (fuego y aire) eran más activos que los húmedos y fríos (agua y tierra). Este concepto de pneuma actuando como fuerza cohesionadora explicaba la formación de sustancias complejas a partir de elementos más simples.

Las ideas estoicas tuvieron un impacto duradero, proporcionando fundamentos para interpretar fenómenos naturales como la destilación. Su enfoque en el pneuma como principio vital y activo en la naturaleza influenció tanto la filosofía como las ciencias naturales durante siglos posteriores.

Evolución de la Idea de Elemento

La noción de elemento en la filosofía griega antigua difiere significativamente del concepto moderno de elemento químico. Para los primeros filósofos como Tales de Mileto, el elemento único era el agua, mientras que Empédocles propuso cuatro elementos básicos: fuego, aire, tierra y agua. Aristóteles introdujo la idea de que estos elementos se definían por sus cualidades o propiedades generales.

Tras el declive del mundo antiguo, los árabes redescubrieron y adaptaron las ideas de Aristóteles a través de traducciones de textos clásicos. A diferencia de los griegos, los árabes eran experimentadores prácticos y necesitaban un sistema elemental más congruente con sus observaciones empíricas. Durante la Edad Media, la alquimia desempeñó un papel crucial en el desarrollo de la química, con el objetivo principal de transformar metales en oro.

Los alquimistas árabes seleccionaron cuatro elementos: mercurio (representando la propiedad metálica), azufre (simbolizando la combustibilidad), tierra (personificando los minerales no metálicos) y sal (significando la solubilidad en agua). Estos elementos no solo se definían por su composición, sino también por las propiedades que simbolizaban. Los alquimistas creían que era posible alterar las propiedades de un metal mediante técnicas específicas, lo que justificaba la idea de la transmutación, es decir, la conversión de un metal en oro.