Universidad Estatal a Distancia
Escuela de Ciencias Exactas y Naturales

II Cuatrimestre, Pac 2011-IV
a. Analisis de la teoría del atomo desde la Antigüedad hasta nuestros días.

Demócrito y otros filósofos propusieron de que todo en la materia esta formada por atomos, esto dio lugar a una de las teorías mas importantes en la historia de la ciencia.
El atomismo en la ciencia predomino durante la edad media junto con Aristóteles, a pesar de que pensadores como Descartes y Leibniz continuaron rechazando la posibilidad del vacío y la existencia de partículas elementales.

El atomo se introdujo en la ciencia poco a poco, en el siglo XVIII, el francés Joseph Proust, estableció la ley de las proporciones constantes : muestras diferentes de una misma sustancia contienen siempre proporciones idénticas de sus componentes elementales.
En 1816 el médico y químico inglés William Prout tuvo una idea interesante : Los atomos de los elementos podrían estar compuestos de partes. Llego a esta conclusión al establecer proporciones semejantes a las que había establecido Proust, pero a partir de un elemento, el hidrógueno. Prout decía que si un elemento tiene una masa atómica que es un múltiplo de la del hidrógueno, entonces se forma con ese mismo número de atomos de hidrógueno.
Esto resultó ser falso, hasta el descubrimiento de los isótopos de un elemento, unsiglo después vino a aclarar la posición basica del núcleo del hidrógueno en relación con las partículas de los atomos de los demas elementos. Frederick Soddy quién aclaro esta idea : todos los atomos de un elemento tienen el mismo número de protones, pero a veces tienen diferente número de neutrones, Soddy llamó a estas variedades atómicas isótopos.
John Dalton fue quién amplió la ley de Proust para formular la ley de las proporciones múltiples simples : se pueden formar diferentes compuestos con los mismos elementos, pero siempre en proporciones que guardan relación entre sí. Para Dalton la materia esta constituida por partículas extraordinariamente pequeñas que no se pueden destruir. Su aporte principal en la ciencia tiene que ver con los tamaños y peso relativo de los atomos de los elementos, a partir del hidrógueno.
De móleculas se habla desde Avogadro y fue otro italiano, Stanislao Cannizzaro quién en 1858 aclaró esta idea al tratar de poner orden en la química, con su ponencia se entatizó la necesidad de diferenciar entre atomos y moléculas y así poder llegar a escribir bien las fórmulas de los compuestos químicos.
En la segunda mitad del siglo XIX se descubre el electrón ( anunciado por Joseph John Thomson), gracias a la investigación de las partículas subatómicas, en 1898 propuso un representación grafica del atomo: una esfera con carga positiva con electrones incrustados.
Ernest Rutherford hizo otro modelo : un núcleo en el centro con unos pocos electrones girando alrededor, estarepresentación se conoce con el nombre de modelo solar o planetario. Esta es la reprensentación que tienen del atomo la mayoría de las personas.
Como pueden ver pasaron muchos siglos para que la teoría del atomo se generalizara entre los científicos y se modificara.

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b. Teoría de la relatividad de Einstein y la física cuantica de Max Planck.

Relatividad de Albert Eisntein

.Einstein formuló la teoría especial de la relatividad en 1905, a la temprana edad de 26 años. El nombre de “relatividad” le viene de la ausencia de un punto de observación privilegiado sobre los demas; la relatividad es que dos observadores que se mueven relativamente uno al lado de otro con gran velocidad mediran diferentes intervalos de tiempo y espacios para describir las mismas series de eventos. En otras palabras, la percepción del espacio y el tiempo depende del estado de movimiento del observador, que sin embargo se considera a sí mismo en estado de reposo mientras los demas se mueven.
En 1915 Einstein formuló la teoría general de la relatividad, que describe las propiedades del Universo visto como un todo. Esta basada en varias suposiciones. La primera asume que la materia esta distribuida por todas partes en el espacio, aunque haya concentraciones separadas (planetas, estrellas, galaxias). La segunda consiste en suponer que las propiedades del Universo son las mismas en cualquier parte. Entre las distintas configuraciones que podría tener el Universo, la teoría general escoge laesférica: el Universo en infinito pero no tiene límites. Un rayo de luz que recorra el Universo tendría una trayectoria circular, pero no se detendría porque no encontraría un límite en ningún momento.
La geometría de Riemann es la usada por Einstein en su teoría de la relatividad general. En 1854 Georg Riemann (1826-1866) formuló la geometría no euclideana. Asumió que por un punto externo a una recta no se puede trazar ninguna línea paralela a la recta; se pueden trazar todas las líneas que uno quiera. La geometría de Riemann es la que funciona sobre la superficie de una esfera. Sobre la superficie de la Tierra, por ejemplo, una línea recta (la mas corta entre dos puntos) de hecho es un segmento de un gran círculo sobre una esfera. Cualquier círculo que trazamos sobre esta superficie esférica es limitado en extensión, de modo que no tendríamos ninguna línea recta de extensión infinita. Ademas, dado cualquier punto sobre esta superficie se pueden trazar cualquier cantidad de grandes círculos que pasan por dicho punto. No hay líneas paralelas sobre esta superficie, pues cualquier línea que dibujemos es un círculo o segmento de círculo que corta otros círculos.

Física cuantica de Max Planck

La teoría cuantica de Max Plank es un intento de resolver un problema que desafiaba la imaginación de los científicos, se relacionaba con la termodinamica y el electromagnetismo.
Esta teoría planteada por Planck propuso solucionar el problema de las radiaciones que emite un cuerpo: la energía no es uncontinuo en el que la intensidad aumente gradualmente, sino que se da en unidades discretas y a intervalos : o bien se da o no se da, y cuando tiene lugar solo ocurre dentro de determinadas longitudes y frecuencias de onda.
La física cuantica nos sumerge en un mundo tan extraño que ni siquiera Einstein encontró aceptables algunos de sus enunciados.
Max Planck baso su teoría de la física cuantica suponiendo que la energía esta compuesta de partículas diminutas. Encontró que el tamaño de la partícula de energía, dividida entre su frecuencia, siempre da un mismo número, llamada desde entonces la constante de Planck, esa partícula la llamo cuanto, por la connotación que tiene esa palabra con la medición de cantidad.
La mecanica cuantica es la base de los estudios del atomo, su núcleo y las partículas elementales (siendo ya necesario el tratamiento relativista), pero también en teoría de la información, criptografía y química.

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c. Desarrollo y avance de la geología

Alfred Lothar Wegener, publicó en un libro en aleman en 1912, que los continentes se mueven y cambian de aspecto constantemente; había mostrado como encajaban cadenas de valles y montañas ahora separadas; como se habían producido épocas de frío al mismo tiempo en lugares ahora separados y cómo incluso en nuestros días se podía ver el comienzo de la separación de masas continentales en el surgimiento de largas fallas. Ademas, su teoría permitía explicar el origen de las cordilleras comoresultado del choque de placas; En 1930 fue que se logró completar esta idea de Wegener de la deriva continental. Su explicación se conoce como una teoría de la convección: las corrientes del calor en el manto terraqueo fuerzan los continentes a acercarse o alejarse entre sí, modificando de paso el fondo del océano y creando las cadenas de montañas.
En los avances en el conocimiento de la radiactividad hecha por Becquerel y la aplicación de técnicas basadas en ella para determinar la edad de rocas y fósiles vinieron en ayuda del siguiente geólogo proponente de la teoría, Arthur Holmes, de él se dice que fue quien logró finalmente calcular la edad de la Tierra con el descubrimiento de la radiactividad y explicado por los esposos Curie; Holmes calculó que la Tierra es mucho mas antigua de lo que se había supuesto antes, y le asignó una edad de 4 mil millones de años.
Gracias al fenómeno de la transformación de los elementos radiactivos en otros elementos, la técnica de datación de las rocas puede calcular la proporción de isótopos de plomo y uranio que contiene. Los isótopos de plomo proceden del uranio, que se descomponen a una velocidad conocida. La proporción entre isótopo de uranio y de plomo indican la antigüedad de la roca.

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d. Desarrollo de la ciencia a nivel mundial en el siglo XX

Podemos comenzar mencionando que una de los primero desarrollos de la ciencia en el siglo XX, es la estrecha relación entre ciencia y tecnología. Esto llego a tanto estremo que laciencia comenzó a depender mas de la tecnología para observaciones y experimentos.
De modo semejante aconteció entre la ciencia y la sociedad, mientras la sociedad ha hecho posible multitud de beneficios para los seres humanos, varios de los horrores del siglo XX no hubieran sido posibles sin la ciencia.
Otro dato importante es la aparición de proyectos de investigación que requieren grandes cantidades de dinero y aparatos de enorme complejidad. Y ni hablar de los avances en biología y geología.
En física, química y biología tiene lugar una progresiva consolidación de grandes teorías : relatividad, mecanica cuantica, evolución organica. En geología esta la teoría de la deriva continental y placas tectónicas.
La imagen de la Tierra y el Universo cambia bastante :galaxias fuera de la Vía Lactea, estructura de las capas de la Tierra, movimiento constante del material que la compone, pluralidad de partículas subatómicas, edad de la Tierra, edad y tamaño del Universo, mecanismo de transmisión de la herencia, deriva de los continentes, existencias de extrañas formas de vida marina a grandes profundidades, grandes cadenas montañosas bajo los océanos, masivas extinciones de seres vivos en el pasado lejano, etc.
El atomo por ejemplo ya no es lo mismo después del descubrimiento de electrones, protones y neutrones y fue hasta después de la Segunda Guerra Mundial que se formuló la compleja constitución del atomo a partir de la física cuantica, descubriendo que cuando los electrones y protones interactúanintercambian fotones, al final se simplifico las fuerzas basicas que operan en el Universo hasta reducirlas a cuatro : fuerza débil ,fuerza fuerte, electromagnetismo y gravedad.

Papel que la ciencia a desempeñado en Costa Rica.

Podemos decir que la incorporación de Costa Rica a las corrientes internacionales fue tardía, pero una vez iniciado avanzó mucho mas rapidamente que sus vecinos.
Debido a la necesidad se empezó con la creación de hospitales ya que ni siquiera existían cirujanos, se comenzó con la Casa de Enseñanza de Santo Tomas, fundada en 1814, en la que enseño Rafael Francisco Osejo, oriundo de Nicaragua. Pasó a convertirse en Universidad de Santo Tomas en 1843, en tiempo de que era el ministro de Gobernación y Relaciones Exteriores, José María Castro Madriz, el cual dijo en un discurso inaugural lo siguiente :
Triste del país que no toma a las ciencias por guía en sus empresas y trabajos. Se quedara postergado, vendra a ser tributario de los demas y su ruina sera infalible, porque en la situación actual de las sociedades modernas, la que emplea mas sagacidad y saber, debe obtener ventajas seguras sobre las otras.
En 1888 comenzaron a llegar al país exploradores extranjeros interesados en estudios científicos, la metereologia, la arqueología, la geología y la reolección de insectos, todo esto hasta principios del siglo XX y esto se dio porque ciertos países Europeos y Estados Unidos, estaban muy interesados en recolectar información de ciertos países como Costa Rica, aunque muchosde estos científicos estaban interesados también en obtener acceso a recursos ajenos.
Ya en 1941 la Universidad de Costa Rica abrió sus puertas y el 30 de abril de 1955 se creó la facultad de Ciencias y Letras, la reforma en la Universidad explica la restauración de la ciencia costarricense, por ejemplo : la creación de la carrera de meteorología y uno nueva orientación en los estudios de física.

La renovación de la producción científica en Costa Rica se consolida con tres acontecimientos :
1. El III Congreso Universitario de la Universidad de Costa Rica que establece la Vicerrectoría de Investigación y el Sistema de Estudios de Posgrado.
2. La creación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y el Ministerio de Ciencia y Tecnología.
3. La aprobación de la ley de Promoción del Desarrollo Científico y Tecnológico.

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e. Ensayo:

¿Los desarrollos científicos han mejorado radicalmente las condiciones de vida de la humanidad o por el contrario han desencadenado males de la civilización mas grandes que en el pasado?

Pensando en lo anterior, formulo este texto, cuyo objetivo principal es demostrar cuan importante ha sido y es hoy día el desarrollo científico para el progreso de la humanidad. También quiero convencer al lector de que el desarrollo científico es social y por lo tanto cultural y no ha desencadenado males ni impactos negativos en la sociedad como también se comenta.

La ciencia es un conjunto de conocimientos que nos ayudan acomprender y averiguar cómo funciona nuestro mundo.
Conocer el porqué de los fenómenos naturales, del funcionamiento de los organismos vivos, etc. nos permite cambiar procesos y funcionamientos con el fin de mejorar nuestra existencia. Con la ciencia, hemos conseguido sustituir nuestras carencias de instintos para adaptarnos y sobrevivir, ya que aunque no tengamos garras para cazar o una coraza para defendernos podemos sustituir esas faltas por otras herramientas.
Hemos conseguido transformar la materia en energía y utilizarla para mejorar nuestra calidad de vida. Detectamos enfermedades y creamos medicamentos para curarlas, inventamos materiales que resistan y se adapten a determinados ambientes y situaciones extremas y adaptarnos a vivir en lugares inhóspitos o lugares con riesgo de sufrir continuos movimientos sísmicos.
Gracias a los avances de la ciencia y la técnica, el hombre domina el mundo y la naturaleza hasta el punto de intentar crear vida de laboratorio, vida que servira a la humanidad y a la ciencia para seguir avanzando.
Pero no solo hemos utilizado la ciencia para conseguir sustituir nuestra carencia de instintos y mejorar la adaptación a este mundo, también la hemos utilizado para fabricar bombas y otras herramientas de destrucción y por culpa de esos inventos hemos provocado muchas catastrofes.
No todos los avances científicos que nosotros usamos para mejorar nuestra vida se han quedado en simples inventos algunos de estos han provocado contaminación como los coches, fabricas, eluso de herbicidas etc. y eso dañado a nuestro planeta como la destrucción de la capa de ozono, la contaminación del agua, o la deforestación que esta provocando la destrucción de la biodiversidad de la Tierra de la cual nos abastecemos.
Las líneas de investigación y la innovación tecnológica deben estar de alguna forma controladas o complementadas con observatorios que limiten uso de la ciencia de cualquier forma y para cualquier fin. Todos los países deberían tener un código ético para la investigación, que respete al maximo los valores humanos y a la propia naturaleza y sobre todo que garantice que los resultados de esos avances se utilizaran para el beneficio de toda la humanidad y no para el beneficio de unos pocos privilegiados como ha pasado con los medicamentos del SIDA o con las intervenciones quirúrgicas para trasplantes de órganos u otras posibilidades que permite la medicina genética.
En mi opinión, a parte de los malos usos que algunos grupos dan a la ciencia, creo que es indiscutible que la calidad de vida, el aumento de esta, el descenso de la mortalidad y la erradicación de algunas enfermedades, se ha conseguido gracias a la ciencia. Y hay que tener fe en que el ser humano sabra solucionar también a través de la investigación y la tecnología, las consecuencias negativas del uso de esta hoy en día.

f. Bibliografía general

Julian Gonzales, 2010, Blogspot
https://julianfolgadogonzalez.blogspot.com/2010/02/la-ciencia-ha-mejorado-el-mundo.html ( consultada el 17 de noviembre de 2011)