# El método racional y el método empírico en las ciencias físicas/4

El primer elemento racional que en el estudio de la naturaleza se nos presenta, es la ley, siquiera sea ley empírica.
Por su origen, es decir, por ser empírica, claro es que procede de la experimentación, y que con el método positivo se relaciona; mas por ser ley en la razón se funda y de ella arranca.
Observar uno y otro y cien hechos; establecer analogías y diferencias; dividir en grupos; trazar en cada uno de ellos ciertas líneas generales; deducir de aquí principios y relaciones; y por último, llegar de este modo y por este camino á una ley es aplicar ya categorías de la razón, es suponer algo a priori, es añadir algo á la experiencia; y ese algo es la idea que traba, une, y por decirlo asi, organiza bajo la base de la unidad los productos desunidos y dispersos de la observación.
La experiencia da siempre el mundo físico roto en mil pedazos, porque su mano es tan pequeña que poco abarca, y tan tosca, que hace añicos lo en que se apoya: preciso es que la razón componga y reconstituya la naturaleza, si ha de comprenderla viviendo y funcionando, como vive y funciona en la realidad.
El método empírico no es posible, ni aun en su momento inicial, sin que la razón venga en su ayuda. Hemos dicho que la ley es el primer producto en que aparece una categoría del espíritu, y hemos dicho mal; mucho antes de llegar á la ley ya la razón funciona, ya aplica principios a priori, ya sintetiza los elementos de la sensación, objetivando la unidad de su ser.
La ciencia moderna no se detiene en las leyes empíricas, quiere más y á más alta empresa aspira.
Expliquemos nuestra idea con algunos ejemplos.
Kepler redujo todos los movimientos de los planetas á tres grandes principios ó leyes.
Primera ley. — Los planetas describen elipses al rededor del sol como foco.
Segunda ley. — Las áreas descritas por la línea que del sol va al astro son proporcionales á los tiempos.
Tercera ley. — Los cuadrados de los que corresponden á las revoluciones son entre sí como los cubos de los ejes mayores.
Hé aquí, condensados en tres leyes, infinitos fenómenos: toda la astronomía encerrada en estos tres principios.
Pero ellos, que contienen, no están contenidos: no aparecen como casos particulares de una ley más general: no se ve entre ellos ningún lazo de unión: son como dioses del Olimpo astronómico iguales en dignidad y categoría. Mas viene Newton y halla algo superior á esas leyes: otra á la que quedan subordinadas; la unidad de esa variedad; el Júpiter de ese cielo.
Este nuevo principio es el de la gravitación. Con solo SUPONER, y hé aquí ya la inmensa importancia de la hipótesis en la ciencia moderna, que todas las moléculas materiales se atraen dos á dos proporcionalmente á las masas y en razón inversa de los cuadrados de las distancias, son consecuencias forzosas, matemáticas, racionales, son corolarios de las leyes de la cantidad, que los planetas describen elipses en cuyo foso común esté el sol, que las áreas descritas por los radios vectores crezcan proporcionalmente á los tiempos, y que los cuadrados dé los que se emplean en las revoluciones varien como los cubos de los grandes ejes. Las que eran leyes supremas descienden ó otra categoría más modesta, y una hipótesis, solo una hipótesis, hace depender la mayor parte de los fenómenos astronómicos de leyes racionales, y somete el mundo exterior á la razón.
Ya puede el astrónomo cerrar los ojos, reconcentrarse en sí mismo, interrogar á su espíritu, y desde el fondo de su pensamiento dictar leyes á los astros, calcular eclipses con años y anos de anticipación, anunciar planetas que no ve, construir en fin un cielo, que será la imagen fiel del construido por Dios en los espacios. De suerte que la razón dice: debe ser y será: y en efecto es. Teníamos tres leyes empíricas, ya tenemos una sola hipótesis, y todo lo demás es matemático, es evidente a priori, porque pertenece á esta gran categoría, la cantidad.
Hasta aquí solo hemos hablado de la astronomía, que es la física de los espacios planetarios: vengamos á la física propiamente dicha, y elijamos la óptica como nuevo y notabilísimo ejemplo.
¡Cuan variados, distintos y complejos son los fenómenos ópticos!
La luz, los colores del iris, la refracción, la reflexion, las interferencias, la luz polarizada, la difracción, la fluorescencia y cien otros que con solo enumerarlos llenarían por completo este artículo.
Los físicos estudian los varios grupos de hechos en que se clasifican los infinitos á que da origen el antiguo fluido lumínico, y los condensan, por decirlo así, en unas cuantas leyes, todas empíricas: leyes para la dispersión de la luz blanca, para la reflexión sobre los espejos, para la refracción al través de distintos medios materiales, y de este modo consiguen encerrar en algunos principios, como en verdaderos moldes, la inagotable riqueza de fenómenos de la óptica experimental. Algo es esto ciertamente: estas leyes ó principios son como el múltiple germen de una gran síntesis, y marcan cierta tendencia á la unidad, aunque por el pronto sean muchas las unidades. Es un esfuerzo de la razón para apropiarse, por decirlo así, el mundo exterior, y fundirlo en sí misma, y vaciar la materia del conocimiento empírico en sus propios moldes. Pero la ley empírica es una obra incompleta, y mucho le resta por hacer á la ciencia para elevarse desde el hecho y el accidente á la ley racional. Mucho le falta, sí; mas vendrán Huyghens, Descartes, Fresnel y el gran matemático francés Cauchy; y como en astronomía estableció Newton el principio hipotético de la gravitación, establecerán una hipótesis, el éter y su movimiento vibratorio, y con esto será bastante. Acabaron las leyes empíricas; ya solo hay una ley, la del movimiento: la óptica queda absorbida en la mecánica; y todos los hechos conocidos desde la refracción hasta la polarización cromática, desde las interferencias hasta el poder rotativo de algunos cristales, absolutamente todos quedarán explicados por las fórmulas instintivas de Fresnel, ó por el admirable é inmortal análisis de Cauchy.
Más aun: desde el fondo del gabinete, leyendo una ecuación, interpretando fórmulas algebraicas, discutiendo puntos singulares de la superficie de la onda etérea, se adivinarán fenómenos notabilísimos: tal hecho material, visible, debe existir en la naturaleza, dirá la razón, sin haberlo observado jamás, contra la opinión de los físicos, contra la experiencia, que una, y otra, y otra vez lo negará, hasta que al fin la refracción cónica aparece, la ciencia triunfa y la profecía se cumple.
Vemos, pues, en la moderna óptica los mismos caracteres, la misma marcha é idéntica tendencia que en la moderna astronomía: primero, hechos observados y leyes empíricas; después, una sola hipótesis y leyes racionales.
Hé aquí el método racional triunfando del método empírico, aunque sin negarlo ni destruirlo, antes bien apropiándose sus descubrimientos; pero dándoles nueva vida y más alta significación filosófica.
Otro ejemplo más, en el que veremos reproducirse esta misma tendencia á la síntesis del moderno espíritu científico.
La electricidad formaba á principios del siglo un grupo de fenómenos; el magnetismo otro grupo distinto. En ambos existían multitud de leyes todas empíricas, y aunque en los detalles hubieran penetrado las matemáticas, no de otra suerte que en la astronomía y en la óptica penetró la geometría, su influencia era escasa, y secundario su papel. Eran, por decirlo así, pequeños ensayos, esfuerzos parciales del método racional, primer grado del gran proceso.
Mas aparece Ampère, y de un solo golpe, con una sola idea, ó si se quiere, merced á una felicísima hipótesis, pero no arbitraria o fantástica, sino derivación natural de los hechos mismos, funde ambos grupos en uno solo. Ya no existe el magnetismo por una parte, la electricidad por otra, como principios ó fuerzas absolutas, independientes, irreducibles: ambos existen, si, pero como casos particulares, como verdaderas determinaciones de algo superior á una y otra serie de fenómenos. El magnetismo no es cosa distinta de fluido eléctrico; es la corriente arrollada en hélice; es, en una palabra, el solenoide. Y ambos, la electricidad y el magnetismo, serán, probablemente, vibraciones ó movimientos del éter.
Aquí, como en la óptica y como en la astronomía, á las leyes empíricas suceden y se sustituyen una hipótesis y las leyes racionales de la mecánica.
Y cuenta, que no citamos teorías escogidas de intento: para confirmar esta trasformacion de la ciencia, pudiéramos hacer la historia de toda la física moderna, y á cada paso encontraríamos una nueva prueba que aducir; mas como los límites de este artículo no nos permiten semejante latitud, con otro ejemplo más daremos por terminado este punto.
Sea este ejemplo el calor.
Los fenómenos caloríficos tienen sus leyes: en la física experimental están consignadas, y son el resultado de numerosos trabajos en que han tomado parte hombres eminentes; pero cada una de estas leyes es la expresión condensada de una serie de hechos y de sus mutuas relaciones, y ha sido deducida de los hechos mismos, por lo cual merece el nombre de ley empírica.
Así tenemos leyes en la dilatacion, en la conductibilidad, en el enfriamiento, en los cambios de estado, en las capacidades caloríficas, y en tantos y tantos otros fenómenos del mismo orden.
Muchas leyes, distintas, independientes, aisladas, son la negación de la unidad, son el fraccionamiento de la ciencia. Mejor que cien millones de hechos son mil leyes empíricas, no lo negamos; ¡pero qué distancia tan grande entre este primer esfuerzo de condensación y el magnífico ideal de la ciencia, sublime de sencillez en su unidad, rico y espléndido por la infinita variedad armónica que dentro de lo uno se extiende y se desarrolla!
Pues á esta ciencia ideal aspira con deseo vehementísimo el espíritu moderno, y así tiende á realizar en todas partes, y como en una de tantas en la teoría del calor, lo que Newton realizó en astronomía, Fresnel y Cauchy en la óptica, y Ampére en la electro-dinámica, á saber: la reducción de todas las leyes empíricas, que es como decir, la reducción de todos los hechos conocidos, porque tanto valen aquellas como estos, á una sola hipótesis por medio de leyes matemáticas.
¿Y cuál es esta hipótesis? El movimiento interno y molecular de los cuerpos.
El calor en la teoría moderna es, no un fluido particular, sino el movimiento de las moléculas.
Las moléculas, ¿aceleran sus movimientos? Pues la temperatura se eleva; es decir, el cuerpo se ensancha, y por lo tanto aumenta de volumen; del mismo modo que en una gran masa de gente que se revuelve y se agita, y en la que cada uno se esfuerza por dejar á su alrededor espacio en que moverse, las presiones se trasmiten hacia fuera, y el círculo que limitaba la concurrencia se dilata y se agranda.
Las moléculas, ¿oscilan con mayor lentitud? Pues la presión exterior domina, las atracciones internas se hacen preponderantes, y el cuerpo se contrae, ó dicho de otra manera, la temperatura desciende.
El calor es un movimiento que los ojos no ven, pero que los sentidos, bajo una forma especial, perciben: por eso el calor se trasforma en fuerza y en movimiento, como sucede en las máquinas de vapor; y al contrario, el movimiento y la fuerza desaparecen y se anulan, brotando en cambio cierta cantidad de calor que antes no existia, como sucede en los choques, percusiones, rozamientos, etc.
Así, pues, todos los fenómenos caloríficos, merced á esta hipótesis, quedan reducidos á un problema de mecánica; y aqui, como en la luz, en la electricidad y en la astronomía, por medio de una hipótesis, se reducen las leyes empíricas del calor á leyes racionales del movimiento.