La Biblioteca de Alejandria
viernes, 13 de febrero de 2009
domingo, 18 de enero de 2009
Criptografía
Breve historia de la criptografía
La criptografía es tan antigua como la escritura: siempre que ha habido comunicación entre dos personas, o grupos de personas, ha habido un tercero que podía estar interesado en interceptar y leer esa información sin permiso de los otros. Además, siempre que alguien esconde algo, hay personas interesadas en descubrirlo, así que ligado a la ciencia de esconder (la criptografía), se encuentra casi siempre la de descifrar (el criptoanálisis).
La criptografía es tan antigua como la escritura: siempre que ha habido comunicación entre dos personas, o grupos de personas, ha habido un tercero que podía estar interesado en interceptar y leer esa información sin permiso de los otros. Además, siempre que alguien esconde algo, hay personas interesadas en descubrirlo, así que ligado a la ciencia de esconder (la criptografía), se encuentra casi siempre la de descifrar (el criptoanálisis).
El primer cifrado que puede considerarse como tal (por tener evidencias no sólo del cifrado, sino también una metodología e instrucciones para llevarlo a cabo) se debe a Julio César: su método consistía en sustituir cada letra de un mensaje por su tercera siguiente en el alfabeto. Parece ser que también los griegos y egipcios utilizaban sistemas similares. Civilizaciones anteriores, como la Mesopotamia, India y China también utilizaban sus propios métodos.
Estos sistemas tan simples evolucionaron posteriormente a elegir una reordenación cualquiera (una permutación) del alfabeto, de forma que a cada letra se le hace corresponder otra, ya sin ningún patrón determinado (ss. XV-XVI).
Durante la I Guerra Mundial se utilizaron extensivamente las técnicas criptográficas, con no muy buen resultado, lo que impulsó al final de la guerra, el desarrollo de las primeras tecnologías electromecánicas. Un ejemplo de estos desarrollos es la máquina Enigma, utilizada por los alemanes para cifrar y descifrar sus mensajes.
Todos los métodos comentados anteriormente pueden ser más o menos seguros, dependiendo de la complejidad del sistema, del tiempo y la información adicional de que disponga el atacante; en cualquier caso, todavía tienen los siguientes inconvenientes:
Solamente dan cuenta del problema de la confidencialidad (primer punto de los comentados anteriormente): sirven para dificultar las escuchas, pero no sirven para afrontar ninguno de los otros tres problemas reseñados.
Hacen falta dos claves por persona con la que nos queremos comunicar (la que nos dé él, y la que usamos para él).
Para intercambiar las claves, es preciso un contacto personal, o bien, una comunicación a través de un medio seguro y no interceptable.
Como ventajas, cabe destacar su simplicidad y rapidez, que la hace fácil de usar en muchos contextos.
Afortunadamente, la criptografía actual tiene resueltos estos problemas, mediante la codificación basada en sistemas de clave pública. Cada persona tiene dos claves: una privada (esto es, sólo la conoce y maneja él) y una pública (esto es, accesible por quien la solicite). Estas claves (junto con el sistema de cifrado) satisfacen la siguiente propiedad: lo que se codifica utilizando una de ellas, se decodifica con la otra, de manera que utilizando las dos de modo consecutivo obtenemos el mensaje original.
Confidencialidad Cuando queremos enviar un mensaje a una persona, lo codificamos con su clave pública. De esta forma sólo él puede descifrarlo, utilizando su clave privada.
Autenticidad Sólo nosotros podemos codificar el mensaje con nuestra clave privada, y cualquiera puede leerlo con la pública. Esto sirve para garantizar el origen del mensaje. Habitualmente, en lugar de cifrar el texto del mensaje completo, se extrae un resumen del texto (mediante su adecuada transformación: nótese que no sirve cualquier resumen puesto que para mensajes diferentes deberíamos poder obtener resúmenes diferentes que imposibiliten la confusión) y es este resumen lo que se codifica y adjunta al final del mensaje. En este caso hablamos de firma digital.
Integridad Si la forma de obtener el resumen del punto anterior es correcta, dos mensajes diferentes tendrán resúmenes diferentes. En consecuencia, un mensaje modificado tendría un resumen diferente del original.
No repudio Cuando el mensaje lleva nuestra firma, o está cifrado con nuestra clave privada, sólo podemos haberlo generado nosotros.
Ahora, según el nivel de seguridad que necesitemos, podemos utilizar:
La clave pública del receptor.
La clave pública del receptor.
Nuestra clave privada.
Ambas.
Nótese que con este cifrado en dos partes, el secreto lo proporciona la clave del receptor (sólo él puede descifrarlo) y la autenticidad del mensaje la proporciona mi clave (sólo yo tengo mi clave privada). Las características más relevantes de este sistema son:
La parte pública de mi clave es conocida
por todo el mundo.
La parte privada de mi clave no es transmitida por ningún medio, siendo mucho más sencillo conservarla secreta.
El uso de la clave pública del receptor garantiza que sólo él podrá leerlo.
El uso de mi clave privada garantiza que sólo yo he podido generarlo (salvo robo, claro).
Para comunicarse con varias personas, sólo necesitamos una clave por cada una de ellas (la pública).
Como inconvenientes de este tipo de sistemas, podemos hablar de la lentitud (necesitan operaciones con números grandes, que son muy costosas), y la necesidad de autoridades de certificación, que acrediten cuál es la clave pública de una determinada persona o entidad.
miércoles, 31 de diciembre de 2008
Biología
Historia de la Biología
El término biología se acuña durante la Ilustración por parte de dos autores (Lamarck y Treviranus) que, simultáneamente, lo utilizan para referirse al estudio de las leyes de la vida. El neologismo fue empleado por primera vez en Francia en 1802, por parte de Jean-Baptiste Lamarck en su tratado de Hidrogeología. Ignoraba que, en el mismo año, el naturalista alemán Treviranus había creado el mismo neologismo en una obra en seis tomos titulada Biología o Filosofía de la naturaleza viva: "la biología estudiará las distintas formas de vida, las condiciones y las leyes que rigen su existencia y las causas que determinan su actividad."
No obstante, a pesar de la reciente acuñación del término, la biología tiene una larga historia como disciplina. Entre los más destacados biólogos se encuentran:
El filósofo griegoAristóteles. Fue el más grande naturalista de la Antigüedad, estudió y describió más de 500 especies animales; estableció la primera clasificación de los organismos que no fue superada hasta el siglo XVIII por Carl Linné.
Carl Linné estableció una clasificación de las especies conocidas hasta entonces, basándose en el concepto de especie como un grupo de individuos semejantes. Agrupó a las especies en géneros, a éstos en órdenes y, finalmente, en clases.
Estrechamente vinculado con el aspecto taxonómico, Linneo propuso el manejo de la nomenclatura binominal, que consiste en asignar a cada organismo dos palabras en latín, un sustantivo para el género y un adjetivo para la especie, lo que forma el nombre científico que debe subrayarse o destacarse con otro tipo de letra en un texto. El nombre científico sirve para evitar confusiones en la identificación y registro de los organismos.
Otro científico que hizo una gran contribución a la biología fue Charles Darwin, autor del libro denominado El Origen de las Especies. En él expuso sus ideas sobre la evolución de las especies por medio de la selección natural. Esta teoría originó, junto con la teoría celular y la de la herencia biológica, la integración de la base científica de la biología actual.
1). Observar cuidadosamente.
2). Describir claramente.
3). Sujetar la observación al sistema riguroso del pensamiento lógico.
Hieronimus Fabricius (1537 – 1619): Contribuyó a explicar la circulación sanguínea, al demostrar que las venas presentan una serie de “puertas” o “válvulas” que impiden que la sangre se regrese por un mismo vaso.
William Harvey (1578 – 1657): Médico y científico inglés, descubrió que el corazón era el encargado de bombear la sangre y además, descubrió el sentido de la circulación sanguínea.
Exploradores y colonizadores del siglo XVI: A principios del siglo XVI, la exploración y colonización europea se dio rápidamente, aumentando significativamente las colecciones de plantas y animales. Los investigadores tuvieron que especializarse en campos más limitados, los primeros fueron la Botánica, que es la rama de la Biología que se encarga del estudio de las plantas, la Zoología, que es la encargada de estudiar a los animales. Por necesidades específicas, nacieron otras ramas derivadas de ellas, como la Taxonomía, que estudia la forma de clasificar a los seres vivos.
Microscopistas destacados: Entre los primeros microscopistas podemos citar a los siguientes:
Marie Francois Bichat (1771 – 1802): Este médico estableció que los órganos estaban formados por subunidades a las que llamó tejidos; también estableció que dentro de los tejidos existía un nivel más bajo de organización, posteriormente se descubre que este nivel inferior estaba formado por células.
Rudolf Virchow: En 1858 propone el tercer postulado de la teoría celular al puntualizar que la célula es la unidad de origen.
El término biología se acuña durante la Ilustración por parte de dos autores (Lamarck y Treviranus) que, simultáneamente, lo utilizan para referirse al estudio de las leyes de la vida. El neologismo fue empleado por primera vez en Francia en 1802, por parte de Jean-Baptiste Lamarck en su tratado de Hidrogeología. Ignoraba que, en el mismo año, el naturalista alemán Treviranus había creado el mismo neologismo en una obra en seis tomos titulada Biología o Filosofía de la naturaleza viva: "la biología estudiará las distintas formas de vida, las condiciones y las leyes que rigen su existencia y las causas que determinan su actividad."
No obstante, a pesar de la reciente acuñación del término, la biología tiene una larga historia como disciplina. Entre los más destacados biólogos se encuentran:
El filósofo griegoAristóteles. Fue el más grande naturalista de la Antigüedad, estudió y describió más de 500 especies animales; estableció la primera clasificación de los organismos que no fue superada hasta el siglo XVIII por Carl Linné.
Carl Linné estableció una clasificación de las especies conocidas hasta entonces, basándose en el concepto de especie como un grupo de individuos semejantes. Agrupó a las especies en géneros, a éstos en órdenes y, finalmente, en clases.
Estrechamente vinculado con el aspecto taxonómico, Linneo propuso el manejo de la nomenclatura binominal, que consiste en asignar a cada organismo dos palabras en latín, un sustantivo para el género y un adjetivo para la especie, lo que forma el nombre científico que debe subrayarse o destacarse con otro tipo de letra en un texto. El nombre científico sirve para evitar confusiones en la identificación y registro de los organismos.
Otro científico que hizo una gran contribución a la biología fue Charles Darwin, autor del libro denominado El Origen de las Especies. En él expuso sus ideas sobre la evolución de las especies por medio de la selección natural. Esta teoría originó, junto con la teoría celular y la de la herencia biológica, la integración de la base científica de la biología actual.
La herencia biológica fue estudiada por Gregor Mendel, quien hizo una serie de experimentos para estudiar cómo se heredan las características de padres a hijos, con lo que asentó las bases de la Genética. Uno de sus aciertos fue elegir chícharos para realizar sus experimentos, estos organismos son de fácil manejo: ocupan poco espacio, se reproducen con rapidez, muestran características fáciles de identificar entre los padres e hijos y no son producto de una combinación previa.
Por otra parte, Louis Pasteur demostró la falsedad de la hipótesis de la generación espontánea al comprobar que un ser vivo procede de otro. El suponía que la presencia de los microorganismos en el aire ocasionaba la descomposición de algunos alimentos y que usando calor sería posible exterminarlos, este método recibe actualmente el nombre de pasterización o pasteurización. Pasteur asentó las bases de la bacteriología, investigó acerca de la enfermedad del gusano de seda; el cólera de las gallinas y desarrolló exitosamente la vacuna del ántrax para el ganado y la vacuna antirrábica.
Alexander Ivánovich Oparin, en su libro El origen de la vida sobre la Tierra (1936) dio una explicación de cómo pudo la materia inorgánica transformarse en orgánica y cómo esta última originó la materia viva.
James Watson y Francis Crack elaboraron un modelo de la estructura del ácido desoxirribonucleico, molécula que controla todos los procesos celulares tales como la alimentación, la reproducción y la transmisión de caracteres de padres a hijos. La molécula de DNA consiste en dos bandas enrolladas en forma de doble hélice, esto es, parecida a una escalera enrollada.
Entre los investigadores que observaron el comportamiento animal destaca Honrad Lorenz quien estudió un tipo especial de aprendizaje conocido como impresión o impronta. Para verificar si la conducta de las aves de seguir a su madre es aprendida o innata, Lorenz graznó y caminó frente a unos patitos recién nacidos, mismos que lo persiguieron, aun cuando les brindó la oportunidad de seguir a su madre o a otras aves. Con esto Lorenz demostró que la conducta de seguir a su madre no es innata sino aprendida.
NOMENCLATURA Y UNIDADES BIOLÓGICAS
Entre los investigadores que observaron el comportamiento animal destaca Honrad Lorenz quien estudió un tipo especial de aprendizaje conocido como impresión o impronta. Para verificar si la conducta de las aves de seguir a su madre es aprendida o innata, Lorenz graznó y caminó frente a unos patitos recién nacidos, mismos que lo persiguieron, aun cuando les brindó la oportunidad de seguir a su madre o a otras aves. Con esto Lorenz demostró que la conducta de seguir a su madre no es innata sino aprendida.
NOMENCLATURA Y UNIDADES BIOLÓGICAS
Con el fin de lograr la mayor precisión posible y tener un sistema aceptable internacionalmente es costumbre usar términos latinos o griesgos para designar especies y descubrimientos recientes.
Las unidades más aceptadas son:
La micra que es la milesima parte del milimetro y el Amgstron que sería 1 mm = 100000000 A esto en cuanto a unidades de longitud, en cuanto a unidades de peso el microgramo con la equivalencia de 1 gr = 1000000 mcr, el nanogramo 1 gr = 1000000000 y picogramo 1 gr = 1000000000000 y el Dalton, donde un dalton es la peso del átomo de hidrógeno, ( una molécula de agua seríam 18 dalton ).
Las unidades más aceptadas son:
La micra que es la milesima parte del milimetro y el Amgstron que sería 1 mm = 100000000 A esto en cuanto a unidades de longitud, en cuanto a unidades de peso el microgramo con la equivalencia de 1 gr = 1000000 mcr, el nanogramo 1 gr = 1000000000 y picogramo 1 gr = 1000000000000 y el Dalton, donde un dalton es la peso del átomo de hidrógeno, ( una molécula de agua seríam 18 dalton ).
RAMAS DE LA BIOLOGÍA
CAMPO DE ESTUDIO
CAMPO DE ESTUDIO
Virología
Botánica
Zoología
Histología
Citología
Anatomía
Morfología
Fisiología
Embriología
Genética
Ecología
Paleontología
Sistemática o
Taxonimía
Ø Virus
Ø Vegetales
Ø Animales
Ø Tejidos
Ø Células
Ø Estructuras de los seres vivos
Ø Formas de los organismos
Ø Funciones de los seres vivos
Ø Desarrollo embrionario
Ø Herencia
Ø Las relaciones que se establecen entre los seres vivos y el medio.
Ø Estudio de los organismos que vivieron en otras épocas, a través de los fósiles.
Ø Con base en la teoría de la evolución clasifica a los seres vivos
La historia de la Biología tradicionalmente ha sido dividida en tres etapas de desarrollo, cada una de estas se caracteriza por una serie de descubrimientos y propuestas, un desarrollo tecnológico y una forma de organizar el pensamiento; estas etapas son: antigua, moderna y molecular.
BIOLOGÍA ANTIGUA
Botánica
Zoología
Histología
Citología
Anatomía
Morfología
Fisiología
Embriología
Genética
Ecología
Paleontología
Sistemática o
Taxonimía
Ø Virus
Ø Vegetales
Ø Animales
Ø Tejidos
Ø Células
Ø Estructuras de los seres vivos
Ø Formas de los organismos
Ø Funciones de los seres vivos
Ø Desarrollo embrionario
Ø Herencia
Ø Las relaciones que se establecen entre los seres vivos y el medio.
Ø Estudio de los organismos que vivieron en otras épocas, a través de los fósiles.
Ø Con base en la teoría de la evolución clasifica a los seres vivos
La historia de la Biología tradicionalmente ha sido dividida en tres etapas de desarrollo, cada una de estas se caracteriza por una serie de descubrimientos y propuestas, un desarrollo tecnológico y una forma de organizar el pensamiento; estas etapas son: antigua, moderna y molecular.
BIOLOGÍA ANTIGUA
La Biología como un conjunto de conocimientos organizados se inicia hacia el año 500 A.C. en Grecia; muchos de los resultados obtenidos en esta época se fundamentaban en la observación y en el pensamiento lógico, el método científico como herramienta para la investigación aun no se conocía.
Una de las creencias de la época, era que el comportamiento de la naturaleza estaba regido por los designios de uno o varios dioses; el estado de ánimo de estos, determinaban las enfermedades, las tormentas, las pestes, etc. El hombre, como simple mortal, no tenía capacidad para explicar los diferentes fenómenos que ocurrían a su alrededor.
Hacia el año 500 antes de nuestra era, surgen los Filósofos naturalistas, ellos establecieron que el comportamiento de la naturaleza no dependía del estado de ánimo de un o varios dioses; consideraban que los fenómenos naturales podían ser comprendidos por el hombre si los observaba cuidadosamente, esta observación sistemática permitiría, además, predecir la ocurrencia de dichos fenómenos.
Uno de los filósofos naturalistas más destacados fue Aristóteles (384 - 322 A.C.) quien estableció el primer método de investigación y aportó las primeras ideas sobre el origen de la vida. El método de investigación de Aristóteles consideraba los siguientes tres puntos:
1). Observar cuidadosamente.
2). Describir claramente.
3). Sujetar la observación al sistema riguroso del pensamiento lógico.
De acuerdo con el tercer punto de este método, si el resultado observado era lógico, entonces era verdadero.
La observación y orden lógico de las ideas se empleó durante mucho tiempo como método de investigación. Una de las desventajas de éste método es que no menciona ningún mecanismo de control sobre la experimentación, por lo tanto, algunos de los resultados obtenidos pudieron haber sido producto de la imaginación del investigador.
Una de las aportaciones más importantes que Aristóteles hizo a la Biología, fue su teoría sobre el origen de la vida o “teoría de la generación espontánea”. De acuerdo a esta, “la vida surge espontáneamente a partir de materia inerte, debido a que esta posee un principio activo capaz de generar vida”. A esta teoría también se le conoce como “teoría abiogenética”.
Algunos otros investigadores de la época se interesaron por la anatomía y la fisiología, entre ellos podemos mencionar a:
Galeno (130 - 200 años D.C.): Es considerado el primer anatomista griego y aún cuando en su época no se permitían las disecciones humanas, describió nuestra anatomía. Para hacerlo, practicó disecciones a un tipo de mono muy similar al hombre, el mono bárbaro, y por comparación con este mono, hizo una descripción de nuestra anatomía.
Andreas Vesalius (1514 –1565): Este médico originario de Bruselas, Bélgica, practicó disecciones humanas y describió de una mejor manera la anatomía humana. Sus resultados se encuentran en un libro llamado “Corpori Humani Fabrica”.
Hieronimus Fabricius (1537 – 1619): Contribuyó a explicar la circulación sanguínea, al demostrar que las venas presentan una serie de “puertas” o “válvulas” que impiden que la sangre se regrese por un mismo vaso.
William Harvey (1578 – 1657): Médico y científico inglés, descubrió que el corazón era el encargado de bombear la sangre y además, descubrió el sentido de la circulación sanguínea.
Exploradores y colonizadores del siglo XVI: A principios del siglo XVI, la exploración y colonización europea se dio rápidamente, aumentando significativamente las colecciones de plantas y animales. Los investigadores tuvieron que especializarse en campos más limitados, los primeros fueron la Botánica, que es la rama de la Biología que se encarga del estudio de las plantas, la Zoología, que es la encargada de estudiar a los animales. Por necesidades específicas, nacieron otras ramas derivadas de ellas, como la Taxonomía, que estudia la forma de clasificar a los seres vivos.
Para concluir con este período de poco más de 2000 años, podemos decir que durante la etapa de Biología antigua surgieron las primeras ideas sobre el origen de la vida, se empieza a describir la anatomía y fisiología humana, así mismo, surgen la botánica, la zoología y la taxonomía.
BIOLOGÍA MODERNA
BIOLOGÍA MODERNA
Esta etapa de la Biología se inicia a mediados del siglo XVII y se extiende hasta poco antes del año 1920. Uno de los inventos más importantes de esta época, es sin lugar a dudas el microscopio, ya que con su ayuda se empezaron a observar estructuras biológicas que a simple vista no era posible hacerlo.
Invención del microscopio: La historia no establece claramente quien inventó el microscopio; algunos historiadores piensan que Giovanni Farber lo inventó en el año 1550; otros opinan que la paternidad de este invento le corresponde a Zaccharias Jannsen quien lo inventó hacia el año de 1590.
Microscopistas destacados: Entre los primeros microscopistas podemos citar a los siguientes:
Marcello Malpighi (1628 – 1694)
Jan Swammerdam (1637 – 1680)
Anton van Leeuwenhoek (1632 – 1723)
Jan Swammerdam (1637 – 1680)
Anton van Leeuwenhoek (1632 – 1723)
Dentro de esta época, destacan algunos investigadores que establecieron la importancia de la célula en la estructura de los organismos, entre ellos tenemos a los siguientes:
Robert Hooke (1635 – 1703): Este investigador fue el primero en utilizar la palabra “célula”.
Marie Francois Bichat (1771 – 1802): Este médico estableció que los órganos estaban formados por subunidades a las que llamó tejidos; también estableció que dentro de los tejidos existía un nivel más bajo de organización, posteriormente se descubre que este nivel inferior estaba formado por células.
René Dutrochet
Robert Brown: En 1831 estableció que todos los tipos de célula tienen núcleo.
Robert Brown: En 1831 estableció que todos los tipos de célula tienen núcleo.
Theodor Schwann y Mathias Schleiden: En 1838, estos dos biólogos alemanes establecieron que la célula era la unidad anatómica y estructural de los seres vivos. Estos son dos de los postulados de la Teoría Celular.
Rudolf Virchow: En 1858 propone el tercer postulado de la teoría celular al puntualizar que la célula es la unidad de origen.
Otros investigadores de la época, destacaron al explicar la historia evolutiva de las especies, el origen de la vida y los mecanismos de la herencia; entre ellos:
Charles Darwin (1809 – 1882)
Luis Pasteur (1822 – 1895)
Gregor Johann Mendel (1822 – 1884)
Luis Pasteur (1822 – 1895)
Gregor Johann Mendel (1822 – 1884)
Como conclusión a este período de unos 300 años, podemos anotar lo siguiente: es una etapa caracterizada por un método de trabajo experimental y por la tentativa de relacionar a las estructuras celulares con su función, surgen nuevos campos de la biología como la microbiología, citología, genética y evolución entre otras.
BIOLOGÍA MOLECULAR
BIOLOGÍA MOLECULAR
Es el momento actual de la Biología, se inicia aproximadamente en 1920 y se caracteriza por el estudio de la estructura celular y sus funciones, tanto a nivel fisiológico como a nivel molecular.
La invención del microscopio electrónico, los avances tecnológicos hicieron y han hecho posible grandes logros en los distintos campos de la Biología, destacando sobre manera lo alcanzado a nivel de investigación genética; actualmente ya no solo se habla de mejoramiento genético de especies animales y vegetales; hoy se habla sobre terapias génicas, clonación, conocimiento total del genoma humano, posibilidad de teñir la fibra del DNA y relacionar la forma que presenta con alguna enfermedad, etc.
Otro hecho importante dentro de esta época, es el estudio de la estructura y fisiología celular a nivel molecular, aquí no solo se establece que tipo de sustancias químicas intervienen en la estructura de la célula, también se explica cual es la función que desempeña cada una de estas sustancias dentro de la misma.
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Química
Historia de la Química
La historia de la química está intensamente unida al desarrollo del hombre ya que embarca desde todas las transformaciones de materias y las teorías correspondientes. A menudo la historia de la química se relaciona íntimamente con la historia de los químicos y - según la nacionalidad o tendencia política del autor - resalta en mayor o menor medida los logros hechos en un determinado campo o por una determinada nación.
La ciencia química surge en el siglo XVII a partir de los estudios de alquimia populares entre muchos de los científicos de la época. Se considera que los principios básicos de la química se recogen por primera vez en la obra del científico británico Robert Boyle: The Skeptical Chymist (1661). La química como tal comienza sus andares un siglo más tarde con los trabajos del francés Antoine Lavoisier y sus descubrimientos del oxígeno, la ley de conservación de masa y la refutación de la teoría del flogisto como teoría de la combustión.
La Historia de la Química puede dividirse en 4 grandes épocas:
La Historia de la Química puede dividirse en 4 grandes épocas:
1.- La antiqüedad, que termina en el siglo III a.C. Se producían algunos metales a partir de sus minerales (hierro, cobre, estaño). Los griegos creían que las sustancias estaba formada por los cuatros elementos: tierra, aire, agua y fuego. El atomismo postulaba que la materia estaba formada de átomos. Teoría del filósofo griego Demócrito de Abdera. Se conocían algunos tintes naturales y en China se conocía la pólvora.
2.- La alquimia, entre los siglos III a.C. y el siglo XVI d.C Se buscaba la piedra filosofal para transformar metales en oro. Se desarrollaron nuevos productos químicos y se utilizaban en la práctica, sobre todo en los países árabes Aunque los alquimistas estuvieron equivocados en sus procedimientos para convertir por medios químicos el plomo en oro, diseñaron algunos aparatos para sus pruebas, siendo los primeros en realizar una "Química Experimental".
3.- La transición, entre los siglos XVI y XVII Se estudiaron los gases para establecer formas de medición que fueran más precisas. El concepto de elemento como una sustancia que no podía decomponerse en otras. La teoría del flogisto para explicar la combustión.
4.- Los tiempos modernos que se inician en el siglo XVIII cuando adquiere las características de una ciencia experimental. Se desarrollan métodos de medición cuidadosos que permiten un mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de la combustión de la materia.
La Química como ciencia
La Química como ciencia
El filósofo griego Aristóteles pensaba que las sustancias estaba formada por cuatros elementos: tierra, aire, agua y fuego. Paralelamente discurría otra corriente paralela, el atomismo, que postulaba que la materia estaba formada de átomos, partículas indivisibles que se podían considerar la unidad mínima de materia. Esta teoría, propuesta por el filósofo griego Demócrito de Abdera no fue popular en la cultura occidental dado el peso de las obras de Aristóteles en Europa. Sin embargo tenía seguidores (entre ellos Lucrecio) y la idéa se quedó presente hasta el principio de la edad moderna.
Entre los siglos III a.C. y el siglo XVI d.C la química estaba dominada por la alquimia. El objetivo de investigación más conocido de la alquimia era la búsqueda de la piedra filosofal un método hipotético capaz de transformar los metales en oro. En la investigación alquímica se desarrollaron nuevos productos químicos y métodos para la separación de elementos químicos. De este modo se fueron asentando los pilares básicos para el desarrollo de una futura química experimental.
La química como tal comienza a desarrollarse entre los siglos XVI y XVII. En esta época se estudió el comportamiento y propiedades de los gases estableciéndose técnicas de medición. Poco a poco fue desarrollándose y refinándose el concepto de elemento como una sustancia elemental que no podía descomponerse en otras. También esta época se desarrolló la teoría del flogisto para explicar los procesos de combustión.
A partir del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características de una ciencia experimental. Se desarrollan métodos de medición cuidadosos que permiten un mejor conocimiento de algunos fenómenos, como el de la combustión de la materia, descubriendo Lavoisier el oxígeno y sentando finalmente los pilares fundamentales de la moderna química.
La historia de la química entronca con la de la alquimia en sus comienzos, y su crecimiento acelerado hace que hoy en día pueda hablarse de la historia de campos parciales dentro de ella.
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Fisica
HISTORIA DE LA FÍSICA
La Historia de la Física está llena de grandes científicos como Galileo, Newton o Einstein, cuyas contribuciones han sido decisivas, pero también de un número muy grande de científicos cuyos nombres no aparecen en los libros de texto. No existe el genio aislado al que de repente se le ocurre la idea clave que cambia el curso de la Ciencia. El avance en el progreso científico no se produce solamente por las contribuciones aisladas y discontinuas de unas mentes privilegiadas.
Hay partidarios del uso de la historia en la enseñanza de la Física por varias razones:
a) Apreciar el estado actual de nuestro conocimiento científico en comparación con épocas previas.
b) Como hechos que debemos conocer para incrementar nuestra cultura.
c) Posibilidad de adquirir una visión actual y rigurosa de la evolución de nuestra imagen del mundo físico, que está en no pocas ocasiones en contradicción con la imagen simplificada que nos han contado, o que presentan algunos libros de texto.
d) Motivar a estudiantes interesados en aspectos filosóficos y sociales de la ciencia.
La física (griego φύσισ (phisis), «naturaleza») actualmente se entiende como la ciencia de la naturaleza o fenómenos materiales. Estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones (fuerza). Los sistemas físicos se caracterizan por:
Tener una ubicación en el espacio-tiempo.
Tener un estado físico definido sujeto a evolución temporal.
Poderle asociar una magnitud física llamada energía.
La física estudia por lo tanto un amplio rango de campos y fenómenos naturales, desde las partículas subatómicas hasta la formación y evolución del Universo así como multitud de fenómenos naturales cotidianos, caracterizados por cierta geometría o topología y cierta evolución temporal y cuantificados mediante magnitudes físicas como la energía.
Dentro del campo de estudio de la Física Clásica se encuentran:
Mecánica
Termodinámica
Mecánica Ondulatoria
Óptica
Electromagnetismo: Electricidad Magnetismo
Dentro del campo de estudio de la Física Moderna se encuentran:
Relatividad
Mecánica cuántica: Átomo Núcleo Física Química Física del estado sólido
Física de partículas
Gravitación
Dentro del campo de estudio de la Física Contemporánea se encuentran:
Termodinámica fuera del equilibrio: Mecánica estadística Percolación
Dinámica no lineal: Turbulencia Teoría del Caos Fractales
Sistemas complejos: Sociofísica Econofísica Criticalidad autorganizada Redes Complejas
Física mesoscópica: Puntos cuánticos
Nano-Física: Pinzas ópticas
En el Siglo XVI, Galileo fue pionero en el uso de experimentos para validar las teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los cuerpos. Usando el plano inclinado descubrió la ley de la inercia de la dinámica y con el telescopio observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor.
En el Siglo XVII, Newton (1687) formuló las leyes clásicas de la dinámica (Leyes de Newton) y la Ley de la Gravitación Universal.
A partir del Siglo XVIII se produce el desarrollo de otras disciplinas tales como la termodinámica, la mecánica estadística y la física de fluídos.
En el Siglo XIX se producen avances fundamentales en electricidad y magnetismo. En 1855, Maxwell unificó ambos fenómenos y las respectivas teorías vigentes hasta entonces en la Teoría del electromagnetismo, descrita a través de las Ecuaciones de Maxwell. Una de las predicciones de esta teoría es que la luz es una onda electromagnética. A finales de este siglo se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad dando comienzo el campo de la física nuclear. En 1897, Thompson descubrió el electrón.
Durante el Siglo XX la Física se desarrolló plenamente. En 1904 se propuso el primer modelo del átomo. En 1905 Einstein formuló la Teoría de la Relatividad Especial, la cual coincide con las Leyes de Newton cuando los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz. En 1915 Einstein extendió la Teoría de la Relatividad especial formulando la Teoría de la Relatividad General, la cual sustituye a la Ley de gravitación de Newton y la comprende en los casos de masas pequeñas. Planck, Einstein, Bohr y otros desarrollaron la Teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En 1911 Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas. En 1925, Heisenberg y en 1926 Schrödinger y Dirac formularon la Mecánica Cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la Materia Condensada. Posteriormente se formuló la Teoría cuántica de campos para extender la Mecánica cuántica de manera consistente con la Teoría de la Relatividad especial, alcanzando su forma moderna a finales de los 40 gracias al trabajo de Feynman, Schwinger, Tomonaga y Dyson, quienes formularon la Teoría de la Electrodinámica Cuántica. Asimismo, esta teoría suministró las bases para el desarrollo de la Física de Partículas. En 1954, Yang y Mills, desarrollaron las bases del Modelo Estándar. Este modelo se completó en los años 70 y con él fue posible predecir las propiedades de partículas no observadas previamente pero que fueron descubiertas sucesivamente siendo la última de ellas el quark top. En la actualidad el modelo estándar describe todas las partículas elementales observadas así como la naturaleza de su interacción.
Algunos enlaces de interés:
La Historia de la Física está llena de grandes científicos como Galileo, Newton o Einstein, cuyas contribuciones han sido decisivas, pero también de un número muy grande de científicos cuyos nombres no aparecen en los libros de texto. No existe el genio aislado al que de repente se le ocurre la idea clave que cambia el curso de la Ciencia. El avance en el progreso científico no se produce solamente por las contribuciones aisladas y discontinuas de unas mentes privilegiadas.
Hay partidarios del uso de la historia en la enseñanza de la Física por varias razones:
a) Apreciar el estado actual de nuestro conocimiento científico en comparación con épocas previas.
b) Como hechos que debemos conocer para incrementar nuestra cultura.
c) Posibilidad de adquirir una visión actual y rigurosa de la evolución de nuestra imagen del mundo físico, que está en no pocas ocasiones en contradicción con la imagen simplificada que nos han contado, o que presentan algunos libros de texto.
d) Motivar a estudiantes interesados en aspectos filosóficos y sociales de la ciencia.
La física (griego φύσισ (phisis), «naturaleza») actualmente se entiende como la ciencia de la naturaleza o fenómenos materiales. Estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones (fuerza). Los sistemas físicos se caracterizan por:
Tener una ubicación en el espacio-tiempo.
Tener un estado físico definido sujeto a evolución temporal.
Poderle asociar una magnitud física llamada energía.
La física estudia por lo tanto un amplio rango de campos y fenómenos naturales, desde las partículas subatómicas hasta la formación y evolución del Universo así como multitud de fenómenos naturales cotidianos, caracterizados por cierta geometría o topología y cierta evolución temporal y cuantificados mediante magnitudes físicas como la energía.
Dentro del campo de estudio de la Física Clásica se encuentran:
Mecánica
Termodinámica
Mecánica Ondulatoria
Óptica
Electromagnetismo: Electricidad Magnetismo
Dentro del campo de estudio de la Física Moderna se encuentran:
Relatividad
Mecánica cuántica: Átomo Núcleo Física Química Física del estado sólido
Física de partículas
Gravitación
Dentro del campo de estudio de la Física Contemporánea se encuentran:
Termodinámica fuera del equilibrio: Mecánica estadística Percolación
Dinámica no lineal: Turbulencia Teoría del Caos Fractales
Sistemas complejos: Sociofísica Econofísica Criticalidad autorganizada Redes Complejas
Física mesoscópica: Puntos cuánticos
Nano-Física: Pinzas ópticas
En el Siglo XVI, Galileo fue pionero en el uso de experimentos para validar las teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los cuerpos. Usando el plano inclinado descubrió la ley de la inercia de la dinámica y con el telescopio observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor.
En el Siglo XVII, Newton (1687) formuló las leyes clásicas de la dinámica (Leyes de Newton) y la Ley de la Gravitación Universal.
A partir del Siglo XVIII se produce el desarrollo de otras disciplinas tales como la termodinámica, la mecánica estadística y la física de fluídos.
En el Siglo XIX se producen avances fundamentales en electricidad y magnetismo. En 1855, Maxwell unificó ambos fenómenos y las respectivas teorías vigentes hasta entonces en la Teoría del electromagnetismo, descrita a través de las Ecuaciones de Maxwell. Una de las predicciones de esta teoría es que la luz es una onda electromagnética. A finales de este siglo se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad dando comienzo el campo de la física nuclear. En 1897, Thompson descubrió el electrón.
Durante el Siglo XX la Física se desarrolló plenamente. En 1904 se propuso el primer modelo del átomo. En 1905 Einstein formuló la Teoría de la Relatividad Especial, la cual coincide con las Leyes de Newton cuando los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz. En 1915 Einstein extendió la Teoría de la Relatividad especial formulando la Teoría de la Relatividad General, la cual sustituye a la Ley de gravitación de Newton y la comprende en los casos de masas pequeñas. Planck, Einstein, Bohr y otros desarrollaron la Teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. En 1911 Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas. En 1925, Heisenberg y en 1926 Schrödinger y Dirac formularon la Mecánica Cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la Materia Condensada. Posteriormente se formuló la Teoría cuántica de campos para extender la Mecánica cuántica de manera consistente con la Teoría de la Relatividad especial, alcanzando su forma moderna a finales de los 40 gracias al trabajo de Feynman, Schwinger, Tomonaga y Dyson, quienes formularon la Teoría de la Electrodinámica Cuántica. Asimismo, esta teoría suministró las bases para el desarrollo de la Física de Partículas. En 1954, Yang y Mills, desarrollaron las bases del Modelo Estándar. Este modelo se completó en los años 70 y con él fue posible predecir las propiedades de partículas no observadas previamente pero que fueron descubiertas sucesivamente siendo la última de ellas el quark top. En la actualidad el modelo estándar describe todas las partículas elementales observadas así como la naturaleza de su interacción.
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