¿Por qué los antiguos creían que la materia celestial era de un tipo diferente a la materia terrestre?

Un argumento es que los objetos terrestres están formados por los cuatro elementos tierra, agua, aire, fuego, y de estos, los dos primeros son elementos "pesados" cuyo movimiento natural es un movimiento rectilíneo hacia el centro del universo, mientras que los dos últimos son elementos "ligeros" cuyo movimiento natural es un movimiento rectilíneo hacia arriba. El movimiento natural de los cuerpos celestes, por otro lado, es evidentemente circular. Por lo tanto, son diferentes a cualquier materia terrestre. Si fueran de piedra, se caerían, y si fueran de fuego, volarían. Hay una discusión más o menos en este sentido en Aristóteles, De Caelo I.2.

Es difícil para nosotros, que hemos aprendido que las leyes de la física son constantes en todo tiempo y espacio, ponernos en la mente de "los antiguos". Pero toda la lectura que he hecho en esta área, de los griegos clásicos y de la Edad Media temprana, media y tardía, indica que no tenían absolutamente ninguna razón para creer que el cielo tenía las mismas leyes que la Tierra. La idea de la física unificada era desconocida. Incluso hace doscientos años, no se habría creído a nadie que afirmara que la electricidad, el magnetismo y la luz eran "lo mismo".

Más importante aún, los antiguos griegos dividieron estrictamente la física y la astronomía en temas mutuamente excluyentes. El libro de Heath (en Dover Publications) sobre "Astronomía griega" contiene pasajes que regañan a los astrónomos por salirse de su trabajo de hacer cálculos numéricos para especular sobre la naturaleza real de lo que estaban describiendo numéricamente. De modo que todas las especulaciones sobre la naturaleza de las cosas no eran numéricas. Así que nunca llegaron al punto que llegó Newton, donde demostró que los númerospara describir la física terrestre y extraterrestre eran una combinación casi perfecta. Fue esta coincidencia numérica en las ecuaciones de gravedad lo que finalmente unificó la física del cielo con la física de la Tierra. E incluso entonces, a la mayoría de la gente le resultó difícil aceptarlo. Es solo porque nos enseñan el punto de vista moderno en la escuela que nos resulta difícil ver lo extraño que solía ser pensar en la tierra y el cielo como un sistema combinado que obedece a las mismas leyes.

Así que la respuesta a su pregunta es que es la pregunta equivocada. La pregunta "correcta" es cuándo y cómo se le ocurrió a la gente la idea de que un solo conjunto de leyes físicas gobierna tanto la Tierra como el cielo. Y la respuesta a eso es que los cálculos de los astrónomos finalmente llevaron a Newton a demostrar que las manzanas y las lunas obedecen a las mismas leyes. ¡Eso lo aseguró!

A partir de mis estudios sobre las culturas occidental, china y mesoamericana (todavía trabajando en la India antigua) desde las épocas clásicas hasta principios del Renacimiento, los antiguos dedujeron que los cuerpos celestes estaban hechos de materiales diferentes a los de la tierra debido a las cualidades de los observadores y los comportamientos de los objetos celestiales diferían radicalmente de las cualidades y el comportamiento observados de los objetos y materiales mundanos.

Antes de la invención de los materiales modernos como el acero inoxidable y los plásticos, todos los materiales conocidos, excepto el oro, comenzaron a degradarse constantemente. Todos los metales, incluso el bronce oxidado, las maderas secas, partidas o descompuestas bajo el ataque microbiano, las piedras agrietadas y erosionadas. Producir sustancias puras era difícil (a excepción del oro y el azufre) y la gran mayoría de las sustancias puras se degradaban o se contaminaban. Las sustancias de color blanco puro, como la nieve fresca, el hielo o la sal purificada, parecían tener propiedades especiales. La sal se consideraba un agente de purificación mágico y material debido a su color blanco puro y su conocida capacidad para prevenir la descomposición.

Por el contrario, todos los objetos celestes observables, excepto la luna, aparecían como objetos eternamente impecables y que nunca se descomponían. Para muchas tradiciones y escuelas, las características observables en la cara de la luna indicaban que pertenecía al reino mundano. La astronomía medieval occidental (judeo-cristiana-islámica) dividió los cielos en sublunar, la tierra corruptible, la atmósfera y la luna y el trans-lunden, las regiones incorruptibles más allá. El sol parecía estar hecho de frío fundido y las estrellas fijas y errantes (planetas) aparecían como puntos de luz pura, generalmente blanca.

Con base en los datos observados disponibles, la única deducción lógica fue que los materiales de los cielos diferían de los materiales de lo mundano.

Asimismo, el comportamiento del mundo mundano parecía absolutamente caótico e impredecible, mientras que el comportamiento de los cielos parecía un modelo de orden y previsibilidad. La cartografía tal como la conocemos hoy no existía, por lo que todas las culturas antiguas tenían mejores mapas de los cielos completos que los que tenían de la tierra a solo un par de cientos de millas de distancia.

La astronomía se convirtió en la primera ciencia precisamente porque los cielos podían observarse de forma universal y repetible. Diferentes culturas sin comunicación desarrollaron los mismos modelos predictivos para los movimientos del sol, la luna, los planetas y las estrellas.

Nuevamente, con base en los datos observados disponibles, la única deducción lógica fue que los objetos materiales de los cielos seguían reglas diferentes a las de los objetos materiales en el reino mundano. (Ayudó que las mediciones en astronomía se hicieran en ángulos, que pueden medirse fácil y repetidamente con herramientas hechas de muchos materiales diferentes pero que aún producen los mismos ángulos de medición. Las herramientas de medición lineal son mucho más susceptibles al error de la composición del herramienta y su deformación debido a las condiciones ambientales cambiantes).

Las observaciones sobre la diferente calidad de los materiales de los cielos y sus diferentes comportamientos precedieron a las explicaciones filosóficas y teológicas de esas diferencias.

Hay una anécdota famosa, generalmente atribuida al gran científico británico Lord Kelvin. Después de dar un discurso sobre el geocentrismo ptolemaico, un miembro de la audiencia se acercó y dijo: "Seguro que fue una tontería por parte de Ptolomeo decir que el sol giraba alrededor de la tierra. ¿Por qué crees que creía en algo tan tonto?".

Supuestamente, Lord Kelvin parpadeó y respondió: "Porque buen señor/señora, eso es lo que parecía". Quería decir que antes de la invención del telescopio, no existía evidencia científica de que el sol no orbitara alrededor de la tierra. Todos los argumentos heliocéntricos hasta ese momento, por ejemplo, Bruno, se basaban en la filosofía o la teología, no en la observación y la ciencia.

Debido a que Ptolomeo se vio envuelto en las guerras científicas de la Reforma, pasó a la historia como un tonto contraste con Copérnico y Kepler, pero en realidad fue uno de los más grandes científicos de la humanidad. Su modelo complejo de los cielos siguió siendo el modelo más predictivo y útil de los cielos durante siglos hasta Kepler. Su modelo incluso hizo mejores predicaciones que las de Copérnico. Eso se erige como el modelo científico más antiguo de humanidades.

Es importante recordar que la ciencia no se trata de producir la verdad absoluta sino de producir el modelo más predictivo posible. Todo conocimiento científico sólo es verdadero o útil dentro de un estricto rango de precisión. La física newtoniana solo es válida con cierta precisión de IIRC, 6 puntos decimales en los movimientos de todos los planetas, excepto Mercurio, y falla por completo en predecir la órbita de Mercurio porque Newton no sabía explicar la distorsión de la gravedad del espacio en sí.

Entonces, la respuesta habitual de por qué los antiguos tenían algún modelo particular de fenómenos naturales generalmente se reduce a la respuesta de Lord Kelvin, "porque eso es lo que les parecía". El hecho de que culturas divergentes a menudo llegaran a modelos muy similares respalda esta afirmación.

Allí, los antiguos no se vieron obstaculizados por la superstición, la falta de imaginación o el coraje intelectual, sino por la falta de instrumentos científicos suficientemente precisos y exactos con los que extender los sentidos humanos y hacer mediciones repetibles. Por lo general, hacían las deducciones e inferencias lógicas correctas basadas en lo que realmente podían observar con las herramientas que tenían. De la misma manera que la ciencia funciona hoy.

La pregunta es bastante engañosa. La diferente materia clercial fue una exitosa teoría ideada por Aristóteles. Siendo las fuentes lo que son, es bastante especulativo decir lo que creían los antiguos. Obviamente muchos presocráticos, atomistas, antes y después, no creían tal cosa. Anaxágoras es un ejemplo famoso. Pero fue juzgado por impiedad y Aristóteles aparentemente lo aprobó.

Aristóteles presentó su punto de vista como una piedad tradicional pero le permitió rechazar todas las variantes del atomismo y explicar por qué las matemáticas son inaplicables en el trabajo sublunar. Visto así, De Coelo es su alternativa al Timeo de Platón , algo que los estudiosos han señalado.

Refs: la conexión de Timeo es un tema principal en Bowen, A. y Wildberg, C. (ed.). 2009. Nuevas perspectivas sobre De Caelo de Aristóteles . Leiden/Boston: Genial; véase también Solmsen, F. 1960. El sistema del mundo físico de Aristóteles. Una comparación con sus predecesores , Cornell Studies in Classical Philology 33

El problema subyacente, en el lenguaje actual, era que necesitaba dos modelos diferentes para explicar las observaciones en la Tierra y en el cielo.

Por ejemplo, en su modelo sobre la materia terrestre, escribió que se necesita una fuerza constante para tener un movimiento constante, algo que coincide con muchas observaciones donde se manifiesta el desgaste. Los cuerpos celestes no parecían funcionar de esa manera, por lo que debían excluirse del ámbito de aplicación de ese modelo.

Por qué necesitaba "materia celestial" para hacer eso es una pregunta filosófica diferente. Actualmente la física moderna tiene desacuerdo entre la relatividad general y la mecánica cuántica; nos damos cuenta de que ambos son aproximaciones diferentes de lo que realmente sucede y simplemente atribuimos la inconstancia a cosas que aún no entendemos. Aparentemente, Aristóteles realmente quería que sus leyes fueran intrínsecamente verdaderas y válidas en todas partes.

Si las leyes son universales y absolutas, una forma de conciliar los modelos es diferenciar entre los propios objetos y decir que cada uno obedece a sus propias reglas.