Filosofía de la química

Esta voz ofrece un estudio de algunos de los principales tópicos en la filosofía contemporánea de la química, seleccionados de la literatura actual. En la Sección 1 se revisan los obstáculos que han impedido el desarrollo de la disciplina, así como su vigoroso presente. La Sección 2 concierne al antiguo y complejo problema de la relación entre química y física. Dos ejemplos que involucran a estas dos disciplinas –el estatus ontológico de los orbitales atómicos y el problema de la estructura molecular– se analizan en detalle en la Sección 3 y la Sección 4, respectivamente. El problema de la naturaleza del enlace covalente se aborda en la Sección 5. Una de las principales categorías del mundo químico es el concepto de “elemento”, noción que muestra serias dificultades cuando tiene que elucidarse, y que se revisa en la Sección 6. Algunos problemas concernientes a los fundamentos de la tabla periódica –el ícono de la ciencia química– se desarrollan en la Sección 7. El renovado interés en el estudio de las clases naturales en el mundo químico se aborda en la Sección 8. Por último, se describen algunos otros temas objeto de reflexión filosófica, así como las tendencias en este campo de investigación.

1 Breve historia de la filosofía de la química   ↑

La historia de la filosofía de la ciencia del siglo XX, especialmente la tradición anglosajona, muestra que los problemas filosóficos de la química fueron prácticamente ignorados o descuidados. La obsesión de los filósofos de la ciencia con la física teórica les llevó a prestar poca atención no sólo a la reflexión filosófica sobre la química, sino también a otras ramas de las ciencias. En el caso de la química, esta situación es particularmente sorprendente dada su rica historia como disciplina científica y su posición en el contexto actual de las ciencias naturales. Aunque la química tiene una amplia popularidad desde mediados del siglo XIX, sólo existían unas pocas publicaciones aisladas en el campo de la filosofía de la química en las primeras cinco décadas del siglo XX. En el período de 1949 a 1986, una serie de revistas de Europa del Este publicaron obras filosóficas sobre diversos temas del mundo químico (van Brakel 2000).

Las causas que han impedido el desarrollo de la filosofía de la química son variadas. Entre ellas, la mecánica cuántica ha jugado un papel decisivo en la relación entre química y física: el impresionante éxito de la teoría condujo a muchos físicos y filósofos de la ciencia a aceptar que la química puede ser completamente reducida a la física. Este punto de vista se expresa claramente en el famoso dictum de Paul Dirac en 1929, según el cual la totalidad de la química puede ser deducida a partir de la mecánica cuántica. Este tradicional supuesto no sólo priva a la filosofía de la química de legitimidad como un campo de investigación filosófica, sino que también atenta contra de la autonomía de la química como disciplina científica: mientras que la física resulta ser una ciencia “fundamental” que describe la realidad en sus aspectos más profundos, la química se concibe como una ciencia “meramente fenomenológica”, que sólo describe los fenómenos tal como se nos aparecen. Esta supuesta diferencia entre ambas disciplinas está de acuerdo con la tradicional jerarquía de las ciencias naturales, enraizada en el pensamiento positivista de finales del siglo XIX. Debido a su carácter fundamental, la física se encuentra en la parte superior de la jerarquía, mientras que la química es relegada a una posición inferior, en la medida en que, se supone, puede derivarse de las leyes físicas fundamentales.

En estrecha relación con este supuesto, es posible añadir un realismo ingenuo adoptado, en general, por físicos y químicos: el objeto de nuestro conocimiento es una única ontología. Es decir, sobre la base de un enfoque reduccionista de la relación entre el mundo químico y el mundo físico, la química se considera sólo un capítulo de la física y los químicos son percibidos como científicos que hacen “física aplicada”. Pero, como subraya Nikos Psarros (1998), esto lleva a la conclusión de que la química no es susceptible de análisis filosófico, y esto es en sí mismo una afirmación filosófica.

Existen además otros factores que han contribuido a demorar el desarrollo de la filosofía de la química como subdisciplina. La percepción de que la química está estrechamente vinculada a la tecnología (fabricación de medicamentos, productos industriales, etc.), además de cierta campaña anticientífica, y especialmente antiquímica, en los medios de comunicación junto con los problemas ambientales actuales, no favorecen la imagen de la química en la sociedad. Otro argumento en contra de la existencia de un campo de investigación interdisciplinario entre filosofía y química se refiere a la ausencia de una “crisis” en la ciencia química que haya marcado el curso de su evolución. Esta crisis fue muy importante en el desarrollo de la física a principios del siglo XX con la llegada de la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad. Del mismo modo, las teorías neodarwinianas modificaron en gran medida el desarrollo de la biología, cuyo espacio de pensamiento filosófico se inició en la década de 1970.

La negación de la filosofía de la química como un campo legítimo de investigación filosófica sufrió un importante giro a mediados de la década de 1990, especialmente en Gran Bretaña, Estados Unidos y Alemania, junto con algunos grupos aislados en Holanda, Bélgica e Italia que habían surgido a fines de 1980. Desde entonces, químicos, filósofos e historiadores de la química comenzaron a trabajar de manera relativamente formal, celebrando reuniones periódicas en varios países. Además, la construcción de puentes entre la química y las humanidades fue impulsada por la industria química cuando la imagen pública de la química estaba en su peor momento (Schummer 2003). En 1994 se llevaron a cabo una serie de conferencias internacionales en Londres, Karlsruhe, Marburgo y Roma. Desde 1997 la International Society for the Philosophy of Chemistry lleva a cabo simposios anualmente. En los últimos años, el simposio se celebró en Bogotá (2011), Montevideo (2013) y Río de Janeiro (2015) ampliando así la subdisciplina a Sudamérica.

Dos revistas surgieron en este contexto: Hyle – International Journal for Philosophy of Chemistry (desde 1995) y Foundations of Chemistry (desde 1999). Algunas excelentes monografías y antologías se han publicado hasta la fecha por prestigiosas editoriales (Oxford University Press, Boston Studies in the Philosophy of Science, Elsevier). Del mismo modo, un foro de discusión en Internet (Philchem) lidera el intento de sumar a mayor número de químicos y filósofos a esta emergente subdisciplina de la filosofía de la ciencia.

2 El problema de la relación entre química y física   ↑

Los historiadores de la ciencia saben muy bien que la química y la física son herederas de tradiciones muy diferentes. La física moderna es el resultado de una combinación inesperada pero fructífera del mecanicismo propuesto por Descartes con el corpuscularismo formulado por Robert Boyle y otros pensadores británicos. Por el contrario, la química se puede considerar como una derivación de la alquimia medieval, de la cual la química heredó un gran interés en sus aplicaciones prácticas. Mientras que la física tuvo como objetivo describir y explicar la realidad “en sí misma”, los principales objetivos de la química siempre implicaron la manipulación y transformación de las sustancias. Como consecuencia de ello, hasta la segunda mitad del siglo XIX, la química y la física eran dos disciplinas independientes, cada una con sus propios objetivos y metodologías.

La situación comenzó a cambiar con el advenimiento de la mecánica cuántica, cuyo impactante éxito dio sustento a la idea de que la química es una rama de la física: la química supuestamente se ocupa de sistemas complejos y procesos particulares que, sin embargo, podrían ser descritos y explicados exclusivamente mediante la teoría cuántica. Ya en 1929 Paul Dirac expresaba la convicción de que, puesto que las leyes fundamentales que rigen el comportamiento de los componentes del átomo se han vuelto conocidas, hacer química significa lidiar con las ecuaciones suministradas por la física: “Las leyes subyacentes necesarias para la teoría matemática de una gran parte de la física y la totalidad de la química son así completamente conocidas, y la dificultad radica en que sólo las aplicaciones exactas de estas leyes llevan a ecuaciones que resultan demasiado complejas para ser resueltas” (Dirac 1929, 714).