DIALÉCTICA DE LA NATURALEZA DE LA RADIACIÓN SOLAR

DIALÉCTICA DE LA NATURALEZA DE LA RADIACIÓN SOLAR

Valentín Vásquez

Oaxaca, México
valeitvo@yahoo.com.mx

Introducción

Comprender la naturaleza de la radiación solar (luz) es de trascendental importancia, ya que es la fuente de energía de muchos procesos físicos, químicos y biológicos. Del conocimiento científico de su naturaleza depende la explicación de los procesos en los que participa. La concepción de su naturaleza está condicionada por el contexto histórico de sus autores. Así a fines del siglo XVII y principios del siglo XVIII, cuando la Mecánica era la ciencia más desarrollada, la doctrina que predominó fue la de la naturaleza mecánico-corpuscular formulada por Newton, a tal grado que desplazó durante un siglo a la teoría ondulatoria expuesta por primera vez por Huygens a fines del siglo XVII. Pero el conocimiento científico se mueve gradualmente y a saltos y es así como en 1865, se produce un salto revolucionario con la formulación de la teoría electromagnética de Maxwell, la cual negó a la teoría corpuscular de Newton. El conocimiento siguió moviéndose y es a principios del siglo XX, cuando se da otro salto en el desarrollo del conocimiento acerca de la naturaleza de la luz, con la Mecánica cuántica de Plank y el efecto fotoeléctrico de Einstein, descubrimientos que probaron la naturaleza corpuscular de la luz, con lo que se retorno al punto de partida, pero a un nivel muy superior, ya que la negación no es absoluta, implica la conservación de lo positivo de cada doctrina.

Ante las evidencias experimentales y teóricas, es hasta 1924, cuando De Broglie acepta la naturaleza dual de la luz: onda y partícula.

El desconocimiento de las leyes generales del movimiento de la materia y del pensamiento induce a polémicas estériles que frenan el desarrollo del conocimiento.

A principios del siglo XIX, Hegel ya había expuesto las tres leyes universales expuestas en su Ciencia de la lógica (1812-1816): la ley de la transformación recíproca de la cantidad y la cualidad, la cual establece que en el universo todos los procesos se mueven gradualmente, en un rango conocido como medida, que si se rebasa, se produce un cambio brusco –salto- que genera el relevo de la vieja cualidad por otra nueva. Se trata de una ley general del movimiento; la ley de la contradicción, la cual plantea que en el universo, todos los procesos son contradictorios y es la contradicción la que mueve a los procesos; finalmente, la ley de la negación de la negación, la cual plantea el carácter cíclico del movimiento de los procesos materiales y del pensamiento.

Como lo general está parcialmente en lo particular, por consiguiente, las leyes generales son el fundamento teórico de las ciencias particulares. En este sentido, las leyes universales del movimiento de la materia y del pensamiento descubiertas por Hegel nos orientan para comprender la naturaleza de los problemas particulares que enfrenta la ciencia. Así pues, aplicando las leyes generales descritas, resulta que tanto la teoría corpuscular como la teoría ondulatoria son ciertas, ya que ambas contribuyen al conocimiento de la verdad como lo testimonia el aporte de dichas teorías al conocimiento de la naturaleza de la luz.  Pero si se recurre a la ley de la contradicción, resulta que la luz es de naturaleza contradictoria; es decir, es onda y es partícula a la vez. Específicamente se trata de micro-partículas llamadas fotones que tienen un movimiento ondulatorio con una velocidad de 300,000 kilómetros por segundo. La enorme velocidad con que se mueven los fotones, es natural y lógica, ya que en realidad se trata de “micro-proyectiles” nucleares emitidos o “disparados” por el Sol por la explosión de “bombas” termonucleares de hidrógeno en su interior.

Es evidente, pues, que el conocimiento de las leyes generales del movimiento de la materia y del pensamiento, permiten entender racionalmente los problemas de las ciencias particulares, ya que lo general está parcialmente inmerso en lo particular, por esta razón, constituye su fundamento teórico y nos evita movernos a ciegas en el complejo mundo de la ciencia.

1. Fundamentación teórica

Las leyes generales del movimiento del pensamiento fueron descubiertas por Hegel a principios del siglo XIX y expuestas sistemáticamente en su Ciencia de la lógica (1812-1816). En la  doctrina del ser expone la ley del tránsito recíproco de la cantidad y la cualidad, la cual establece que en el pensamiento todos los procesos se mueven gradualmente –cuantitativamente- en un rango conocido como medida y que si se rebasa se produce un cambio brusco –salto-, con lo que la cantidad se transforma en una nueva cualidad; es decir, la cualidad se mueve cuantitativamente en los límites de la medida, pero que si se rebasa, la vieja cualidad es relevada por una nueva. La ley de la contradicción la plantea en la doctrina de la esencia en polémica con la ley de la identidad de la lógica aristotélica y afirma que en el universo todos los procesos son contradictorios en sí mismos y es la contradicción la que mueve a los procesos materiales y mentales. Finalmente en la doctrina del concepto, expone la tercera ley universal, la negación de la negación; la cual establece que en el universo todos los procesos son cíclicos y que para completar el ciclo el proceso tiene que pasar por dos negaciones, para retornar al punto de partida pero a un nivel superior. Así pues, la ley de la transformación recíproca de los procesos es una ley del movimiento; la ley de la contradicción hace referencia a la “fuerza motriz” del movimiento; y por último, la ley de la negación de la negación explica el carácter cíclico de los procesos. De hecho su obra en su exposición sigue la doble negación: la doctrina de la esencia niega a la doctrina del ser y la doctrina de la esencia es negada por la doctrina del concepto, con lo que se retorna al ser abstracto como punto de partida, pero a un nivel muy superior, como doctrina del concepto. Posteriormente y durante el mismo siglo, las leyes descubiertas por Hegel, fueron confirmadas con los grandes descubrimientos científicos, principalmente el descubrimiento de la célula -1838 y 1839- como unidad anatómica y fisiológica fundamental de todos los seres vivos, partir de la cual se ha desarrollado toda diversidad biológica; la ley de la transformación de la materia y la energía a principios de la década de 40 del siglo XIX y el descubrimiento de la evolución de los organismos vivos, expuesta en 1859 en el Origen de las especies por Darwin. 

Con las leyes descubiertas por Hegel y confirmadas por los descubrimientos descritos, aparece la dialéctica como nueva doctrina filosófica que sirve de fundamento teórico a todas las ciencias particulares, especialmente las ciencias naturales.

2. Historia de las teorías de la naturaleza de la luz

Históricamente la teoría corpuscular de la naturaleza de la luz apareció en la primera mitad del siglo XVII -1638- con Descartes, filósofo, físico y matemático francés. Su obra de Mecánica en la que expone su doctrina de la luz, no fue publicada durante su vida, por temor a la censura de la Iglesia y a las represalias de la Santa Inquisición. Posteriormente, en la segunda mitad del mismo siglo, Newton trabaja acerca de la naturaleza corpuscular de la luz, pero es hasta 1704, cuando publica su tratado de Óptica, en la que se expone su concepción de la luz. Ambos científicos, formulan la naturaleza de la luz en el contexto histórico del Renacimiento de la cultura en general y de las ciencias naturales en particular. Ambos concibieron la naturaleza de la luz, como un flujo de partículas materiales con movimiento mecánico rectilíneo.

Los rasgos que caracterizan a la teoría corpuscular de Descartes-Newton, se presentan en la imagen 1.

Imagen 1. Teoría corpuscular de la luz

La contra-parte de la teoría corpuscular es la teoría ondulatoria propuesta por Huygens en 1698, la cual considera a la luz como un movimiento de ondas a semejanza de cómo el sonido se mueve en el aire –atmósfera-. La teoría del movimiento ondulatorio de la luz, requiere de un medio en el que se muevan las ondas, razón por la cual, Huygens propuso la existencia del éter como sustrato en el que se transportan las ondas de luz.

En la imagen 2 se presentan los rasgos más relevantes de la teoría ondulatoria de Huygens.

Imagen 2. Teoría ondulatoria de Huygens

Dado el prestigio de Newton, adquirido con la publicación en 1687 de su magna obra: Principios matemáticos de la filosofía natural, la teoría ondulatoria de Huygens fue olvidada durante 100 años, hasta que fue rescatada por el físico inglés Young en 1801; pero, el salto más importante en el conocimiento acerca de la naturaleza ondulatoria de la luz, lo dio Clerk Maxwell con su teoría electromagnética de la luz en 1865. La nueva teoría de la luz de Maxwell, recupera  a la vieja teoría ondulatoria de Huygens y la eleva a un nivel muy superior, con una fundamentación matemática muy sólida. Específicamente, concibe  a la luz como un movimiento de ondas electromagnéticas con una velocidad de 300,000 kilómetros por segundo. Al parecer se había llegado a la verdad absoluta acerca de la naturaleza de la luz.

La teoría ondulatoria de Maxwell, se presenta en la imagen 3.

Imagen 3. Teoría electromagnética –ondulatoria- de Maxwell

La teoría corpuscular de Newton pasó a segundo plano, hasta que Max Plank en 1900 la elevó a un peldaño más alto con la Mecánica Cuántica. Esta nueva teoría física establece que la luz se transmite en paquetes de energía llamados cuantos, es decir, la luz se comporta en su movimiento como partícula. Esta hipótesis fue confirmada en 1905 por el trabajo de Einstein conocido como efecto fotoeléctrico, el cual consiste en hacer incidir en un material metálico la luz, interacción que genera el desprendimiento de electrones, proceso físico, que sólo puede ser explicado por la naturaleza corpuscular de la luz. Los nuevos descubrimientos científicos, desembocaron en un nuevo salto revolucionario en el conocimiento de la naturaleza de corpuscular de la luz.

En la imagen 4, se presenta la naturaleza del efecto fotoeléctrico.

Imagen 4. Efecto fotoeléctrico

En la imagen 4 se observa que al incidir la luz, particularmente las radiaciones gama de alta energía sobre un metal -átomos-, se produce la emisión de electrones, proceso que solo puede ser explicado racionalmente si se considera a la luz de naturaleza corpuscular, tal como lo establece la Mecánica Cuántica, nueva rama de la física fundamentada teóricamente por Max Plank en 1900.

Ante las evidencias empíricas y teóricas, finalmente en 1924, De Broglie, fusiona la naturaleza corpuscular y ondulatoria de la luz, para dar origen a la dualidad de la luz; es decir, que la luz se comporta como partícula y como onda. Además, generaliza la dualidad de la luz a otras micro-partículas.

La explicación dada por Einstein al fenómeno físico denominado efecto fotoeléctrico se presenta en la imagen 5.

Imagen 5. Efecto fotoeléctrico y su explicación

Finalmente las características de la naturaleza dual -contradictoria- de la luz, se presentan en la imagen 6.

Imagen 6. Naturaleza dual de la luz de De Broglie

Con la naturaleza contradictoria -dual- de la luz se ha producido la negación de la negación: la Teoría ondulatoria, particularmente la electromagnética de Maxwell, negó la Teoría corpuscular de Descartes-Newton, luego a principios del siglo XX, la Teoría mecánico-corpuscular de Newton-Descartes fue negada por la Mecánica Cuántica y el efecto fotoeléctrico de Einstein, para retornar al punto de partida: naturaleza corpuscular de la luz, pero a un nivel muy superior, fundamentado en la nueva rama de la física: la Mecánica cuántica. Se confirma la naturaleza cíclica del conocimiento científico.

3. Discusión

El desconocimiento de las leyes universales del movimiento de la materia y del pensamiento induce a polémicas estériles, puesto, que si los fenómenos se enfocan para su estudio dialécticamente, resulta que los aspectos contradictorios se transforman recíprocamente y en el terreno del pensamiento, las doctrinas contradictorias se suceden y ambas son válidas. En el caso del presente escrito, es evidente que ambas teorías tanto la corpuscular como la ondulatoria, expuestas por Newton y Huygens, son productos del contexto histórico en la que sus autores las formularon a fines del siglo XVII y principios del siglo XVIII, cuando todo era medido por el rasero de la Mecánica. En esta época la filosofía y la mayoría de las ciencias naturales se movían gradualmente, sin haber logrado dar todavía un salto o cambio cualitativo en su desarrollo. En estas condiciones en las que la única ciencia que había dado el salto cualitativo en su desarrollo, era la Mecánica, cuyas leyes y la Ley de la Gravitación Universal, estaban fundamentadas con la nueva rama de las matemáticas inventada por Newton: el cálculo diferencial e integral; así, la teoría ondulatoria de la luz fue abandonada. La teoría corpuscular de Newton negó a la teoría ondulatoria de Huygens. Solo cien años después, a principios del siglo XIX, la teoría ondulatoria fue rescatada por los experimentos del físico inglés Young y confirmada y fundamentada matemáticamente por el físico escocés Clerk Maxwell en 1865 al formular la teoría electromagnética de la luz. La teoría electromagnética de la luz de Maxwell negó a la teoría corpuscular de Newton. Esta situación no perduró mucho tiempo, ya que en 1900 el físico alemán Max Plank, descubrió que todos los cuerpos emiten radiación en paquetes llamados cuantos. Este descubrimiento fue confirmado por el trabajo de Albert Einstein en 1905, en el que al hacer incidir luz sobre una superficie metálica, se producía el desprendimiento de electrones. Este trabajo reafirmó la naturaleza corpuscular de la luz, pues, solo una partícula que choca con los metales puede generar el desprendimiento de los electrones. Se ha producido la negación de la negación: la teoría ondulatoria fue negada por la teoría corpuscular de Newton; luego ésta es negada por la teoría electromagnética de Maxwell y finalmente la mecánica cuántica de Plank y el efecto fotoeléctrico reafirman la teoría corpuscular, para retornar al punto de partida pero a un nivel muy superior.

Ante las evidencias experimentales y teóricas, es hasta 1924, cuando De Broglie acepta la dualidad de la naturaleza de la luz: onda y partícula.

Así pues, el desarrollo del conocimiento de la luz ha culminado con su naturaleza contradictoria: onda-partícula. Pero no se trata de una contradicción que se suceda temporalmente, es decir, que en su movimiento o propagación se comporte como onda y en su interacción con la materia como corpúsculo, en realidad en todo momento es la unidad contradictoria de partícula y onda. Se trata, pues, de micro-partículas llamadas fotones emitidas por el Sol, que se mueven a 300,000 kilómetros por segundo, ya que son el resultado de explosiones de “bombas” de hidrógeno en el centro del Sol.

El mecanismo que genera la energía solar en el núcleo del Sol, se presenta en la imagen 6.

Imagen 6. Generación de la energía solar

A temperaturas de 15 millones de °C en el núcleo del Sol, los elementos químicos, principalmente el hidrógeno y el helio, se encuentran en estado de plasma, es decir, partículas cargadas eléctricamente, particularmente el hidrógeno, se encuentra en forma de núcleo -protón- cargado positivamente; pero dadas las temperaturas tan elevadas, los núcleos de hidrógeno se mueven a grandes velocidades, de tal forma que se fusionan, para formar helio y liberar energía solar. Específicamente, se observa en la imagen 6, que cada segundo se fusionan 564 millones de toneladas de hidrógeno, para trasformarse en 560 millones de toneladas de helio y 4 millones de toneladas de energía. Esta energía de naturaleza nuclear, es la que mueve a los procesos, físicos, químicos, climáticos y biológicos en nuestro planeta. Se trata de micro-proyectiles nucleares llamados fotones y dado que son producto de explosiones nucleares de "bombas" de hidrógeno en el centro del Sol, se mueven a la velocidad de 300,000 kilómetros por segundo.

4. Conclusiones

Cuando las doctrinas científicas que explican el movimiento de los fenómenos materiales, se enfocan como si los objetos estuvieran aislados y estáticos, carentes de movimiento, se cae en la ley de la identidad aristotélica, la cual rechaza la contradicción; es decir, que una cosa o teoría o es una cosa o es otra pero no puede ser la unidad de ambos aspectos contradictorios. Así sucedió con las teorías corpuscular y ondulatoria, acerca de la naturaleza de la luz, cada una fue negada recíprocamente.

Si el estudio de los objetos materiales y del pensamiento, se enfocan como procesos, es decir, en su movimiento, ambas teorías son válidas en su tiempo, ya que las dos contribuyeron al conocimiento de la verdad. Así lo demostró la historia de la naturaleza de la luz.

La concepción moderna de la naturaleza de la luz es la síntesis unificadora de las teorías corpuscular y ondulatoria de la luz, pero elevadas a un nivel muy superior.

El conocimiento científico se mueve gradualmente y a saltos, como lo prueban los grandes descubrimientos durante el siglo XIX y XX –electromagnetismo, mecánica cuántica y efecto foto eléctrico- conocimientos científicos que revolucionaron la concepción de la naturaleza de la luz.

Al igual que los procesos materiales del universo, el pensamiento también se mueve por las contradicciones. Fue la confrontación entre los partidarios de la teoría corpuscular y los partidarios de la teoría ondulatoria, la que movió el desarrollo del conocimiento acerca de la naturaleza de la luz.

Como todos los procesos materiales del universo, el conocimiento científico, también se mueve cíclicamente, en este caso particular de la naturaleza de la luz: la teoría corpuscular de Newton negó a la teoría ondulatoria de Huygens, luego la teoría corpuscular de Newton fue negada fundamentalmente por la teoría electromagnética de Maxwell y finalmente ésta última fue negada por la Mecánica cuántica de Plank y el efecto fotoeléctrico de Einstein, para retornar al punto de partida, pero a un nivel muy superior; es decir, se ha producido la negación de la negación, rasgo que identifica a los procesos cíclicos.

Las leyes generales del movimiento de la materia y del pensamiento, particularmente la Ley universal de la contradicción, permite concluir que la naturaleza de la luz es contradictoria: es partícula y es onda. Específicamente se trata de micro-partículas llamadas fotones que se mueven con trayectoria ondulatoria a una velocidad de 300,000 kilómetros por segundo. Esto es natural y lógico, puesto, que en realidad se trata de “micro-proyectiles” nucleares emitidos por el Sol.

5. Bibliografía

Hegel. 1812-1816. Ciencia de la lógica. Traducción Mondolfo Rodolfo (1960). Buenos Aires, Argentina.

Internet.

LA CIENCIA Y SU MÉTODO

LA CIENCIA Y SU MÉTODO

Valentín Vásquez

Oaxaca, México
valeitvo@yahoo.com.mx

1. Introducción

La ciencia es teoría y es método. Como teoría implica un sistema de conceptos, definiciones y leyes que expresan lógicamente a la esencia de los procesos materiales. Como método implica el procedimiento lógico que utiliza para descubrir la esencia que está oculta detrás de la apariencia sensible que se percibe.

El desconocimiento de la dialéctica de la apariencia y la esencia induce a confusiones graves como el identificar opiniones del sentido común como si fueran verdades. Esto es muy delicado, ya que opiniones o puntos de vista son muchos y son inherentes al sujeto cognoscente; en este sentido, existen multitud de opiniones en correspondencia con el número de individuos, pero la verdad es una, porque la esencia es una en cada esfera de la realidad material. La esencia es lo universal y lo universal como su nombre lo indica es lo uno en lo múltiple de los objetos singulares.

Como la ciencia no estudia la multitud de los objetos singulares, dada su naturaleza cambiante, tiene que buscar lo relativamente constante en el movimiento, como son las leyes que rigen la variabilidad de los objetos materiales. La ley no es más que la unidad de lo constante y la variabilidad de los fenómenos materiales. Así pues, las leyes constituyen la “médula” de la parte teórica de las ciencias para explicar racionalmente el mundo material.

A la par con la teoría, la ciencia tiene que tener su método, el cual está condicionado por el movimiento material del objeto de estudio. Si se habla del método científico general, tiene que ser común para todas las ciencias: naturales y sociales. En general consiste en moverse de lo concreto sensible y por abstracción descubrir la esencia más general que transformada en pensamiento se convierte en verdad abstracta. Esta al ser muy general, es unilateral e insuficiente para caracterizar al objeto de estudio, por lo que tiene que moverse o transformarse en verdad concreta, la cual es resultado de una serie de abstracciones sucesivas con el objetivo de apropiarse intelectualmente del objeto sensible en su totalidad. Es decir, el método consiste esencialmente en el movimiento de lo concreto sensible a lo abstracto y de éste a lo concreto del pensamiento. Así pues, también el conocimiento se mueve cíclicamente, pero el retorno al punto de partida, no es propiamente a lo concreto sensible, sino a lo concreto del pensamiento, para comprender lógicamente al objeto de estudio en su totalidad concreta.

2. Fundamentación teórica

La fundamentación teórica de la ciencia es la dialéctica de la apariencia y la esencia, puesto que es la contradicción entre ambos aspectos de los objetos materiales los que mueven al conocimiento científico. La falta de coincidencia entre la apariencia y la esencia es la que justifica la necesidad de la ciencia y la consiguiente aplicación del método científico para descubrir la esencia. Ésta hecha pensamiento se convierte en verdad.

Para descubrir la esencia, es necesario aplicar un método que en general consiste en una serie de abstracciones en las que se prescinde de los aspectos singulares y casuales para destacar la esencia de los procesos materiales. Es decir, el conocimiento tiene que moverse del objeto sensible, descubrir su esencia más general y posteriormente a través de una serie de abstracciones, apropiarse intelectualmente del objeto de estudio. En suma, el conocimiento se mueve de lo concreto sensible a lo abstracto y de éste a lo concreto del pensamiento, para comprender al objeto del estudio como un todo.

2.1. Dialéctica de la apariencia y esencia

Rosental y Straks (1960) expresan la compleja unidad de los aspectos internos -esencia- y externos -apariencia- de los objetos y procesos de la realidad objetiva. En cuanto categorías del conocimiento, la apariencia y la esencia reflejan la unidad dialéctica de los grados sensible y racional del proceso cognoscitivo, que revela la esencia profunda de las cosas, sobre la base de la práctica.

La solución acertada del problema de las categorías de apariencia y esencia, la justa interdependencia dialéctica, se haya indisolublemente vinculada al desarrollo científico de la teoría del conocimiento en general.

El error de los materialistas sensualistas consistía en subestimar la función del pensamiento abstracto en el descubrimiento de la esencia de los fenómenos; es decir, en su incapacidad para comprender la compleja dialéctica del proceso cognoscitivo. En contraposición a ellos, los materialistas racionalistas subestimaban el papel del factor sensible. Ni unos ni otros, por otra parte, comprendían el papel determinante que desempeña la práctica, así como el papel de la actividad humana transformadora, como bases del progreso del conocimiento.

Los filósofos idealistas, por supuesto, no podían resolver tampoco el problema de las relaciones mutuas entre la esencia y la apariencia. Los agnósticos como Kant y otros, negaban, en general, la posibilidad de llegar a conocer la esencia y separaban la esencia y la apariencia, como si fueran dos aspectos aislados, limitando el objeto del conocimiento simplemente al mundo de los fenómenos. Los idealistas racionalistas, que reconocían el papel activo que el pensamiento desempeñaba en el conocimiento, exageraban a tal grado dicho papel, que acababan por ver en él al creador de la realidad material, la esencia más profunda de todos los fenómenos del universo.

Los idealistas empiristas, por el contrario, llevaban a términos absolutos el papel del factor sensible del conocimiento, considerando las sensaciones como los elementos primarios del mundo y reduciendo éste a un conjunto de sensaciones.

El materialismo dialéctico, resuelve de modo muy distinto el problema de la esencia y la apariencia. Esta filosofía ha superado la unilateralidad, la limitación, el carácter metafísico del viejo materialismo y arrojado por la borda la pretensión de los filósofos idealistas de construir un mundo a base de conceptos lógicos. Para el materialismo dialéctico, la esencia y la apariencia son dos aspectos indisolublemente vinculados de la realidad objetiva; uno de ellos, el aspecto interno –la esencia- no puede manifestarse sino a través del aspecto externo –la apariencia-. Ahora bien, los dos aspectos no coinciden nunca plenamente en el modo de manifestarse, y es precisamente esta falta de coincidencia lo que hace necesario el proceso mismo del conocimiento científico. En efecto, la ciencia no tiene otro fin que el descubrir detrás de lo externo, detrás de lo que se percibe inmediatamente, el fundamento, la esencia de las cosas; es decir, el otro aspecto, el aspecto oculto e interno. Esta dialéctica de la esencia y la apariencia sirve de base para resolver acertadamente el problema de las mutuas relaciones entre el conocimiento sensible y el pensamiento abstracto, en el descubrimiento de la esencia de las cosas. La teoría dialéctica, materialista, del conocimiento parte del principio de que el hombre, en el curso de su actividad práctica, entra en relaciones de interdependencia con los objetos y fenómenos del mundo objetivo, de que sus órganos de los sentidos reflejan dichos objetos y fenómenos, y de que, mediante el pensamiento abstracto somete a un análisis lógico los datos suministrados por los órganos de los sentidos. Es así como el hombre avanza del conocimiento de la apariencia a la esencia; del conocimiento de lo inmediato, de lo externo, al de lo mediato e interno.

La unidad de la esencia y la apariencia reviste un carácter contradictorio. La esencia expresa algo universal, en tanto que la apariencia hace patente a algo singular; en la esencia se presenta el aspecto interno, profundo, de la realidad, mientras que en la apariencia se muestra el aspecto externo, superficial; la esencia tiene mayor estabilidad, se halla en reposo y es constante; en cambio, la apariencia se distingue por su movilidad y mutabilidad; la esencia se manifiesta por medio de la apariencia, en tanto que ésta se presenta en forma directa e inmediata. Así pues, la esencia es el aspecto interno, relativamente estable, de la realidad objetiva, que permanece oculto tras la superficie de la apariencia y que se manifiesta a través de ella. La apariencia es el aspecto externo más móvil y cambiante de la realidad objetiva, que constituye la forma de manifestarse de la esencia.

El conocimiento científico, se mueve de lo empírico a lo racional. Lo empírico es lo que se percibe por los órganos de los sentidos, pero la ciencia no se queda en lo sensible, porque lo que se percibe no necesita explicación, pero sí constituye el punto de partida de la ciencia. Esta tiene que avanzar de la apariencia percibida, a lo que está detrás de la sensibilidad, lo que está oculto, lo interno; es decir, el conocimiento científico se mueve de la apariencia de los objetos a la esencia de los mismos. Este proceso del conocimiento de la observación de la variabilidad de los procesos materiales, a lo relativamente constante (leyes), constituye, el movimiento del conocimiento científico, desde la observación hasta las leyes que rigen el comportamiento de los fenómenos, pasando por la hipótesis y la prueba de hipótesis. Así pues, el conocimiento científico se mueve de lo variable a lo relativamente estable, que se expresa a través de constantes (leyes) que rigen y explica el movimiento (variables de los objetos singulares. Así pues, la ciencia no debe limitarse a la esfera de lo empírico, es necesario que se mueva al ámbito de lo racional (lógico).

En el ambiente académico, es muy común, escuchar opiniones, como: "esta es mi verdad", como si la verdad fuera privativa de cada persona, pues, en este sentido, debe haber tantas verdades, como número de individuos; pero entonces, si cada quién tiene su verdad, también la ciencia sería innecesaria. Puntos de vista son muchos, pero la verdad es una, porque la esencia es una en cada área del conocimiento. En este sentido, la verdad es la expresión lógica de la esencia y es la práctica la que la confirma.

La falta de claridad respecto a los rasgos propios de la apariencia y la esencia, así como de su contradicción, ha llevado a los investigadores a la concepción de la identidad de ambas categorías (conceptos generales). Esta identidad, ha tenido repercusiones muy importantes en el desarrollo de la ciencia, a tal grado que se considera a la percepción de los objetos materiales, como si fuera su esencia y lo que hacen en realidad, es moverse en el campo del empirismo, sin trascender más allá de la sensibilidad. Si la apariencia y la esencia, únicamente fueran idénticas, la ciencia sería superflua; también son contradictorias y ésta contradicción es la que justifica la necesidad de la ciencia.

2.2. Dialéctica de lo abstracto y lo concreto

Según Rosental y Straks (1960) las categorías de lo abstracto y lo concreto, están íntimamente relacionadas con el proceso del conocimiento y están estrechamente vinculadas con las categorías de esencia y fenómeno. Estas últimas nos orientan para entender los aspectos internos y externos de los objetos, y lo concreto y abstracto son categorías metodológicas que orientan el descubrimiento de la esencia mediante la abstracción.

Lo concreto en el conocimiento refleja el hecho objetivo de que los fenómenos y objetos de la realidad existen en una unidad, como un todo compuesto de diferentes aspectos, cualidades y relaciones.

La imagen concreta cognoscitiva representa un reflejo unitario del objeto; es decir, sus diferentes aspectos se presentan en una unidad, en una conexión recíproca.

Lo abstracto puede darse en el conocimiento porque los diferentes aspectos y las diversas propiedades y relaciones de los objetos poseen una relativa autonomía, se distinguen entre sí, se hallan en una distinta relación con la esencia; por ello, en el conocimiento se pueden separar unos aspectos del objeto, abstrayéndolos de otros.

Lo abstracto surge al separar los aspectos secundarios de los fenómenos, con el fin de captar su esencia. Esta actividad mental que permite prescindir de los aspectos inesenciales para descubrir la esencia, se conoce como abstracción y es la práctica determina cual es la propiedad que debe destacarse como esencial.

La tarea de abstraer no solamente consiste en destacar lo que hay de común, de idéntico, entre los objetos, sino principalmente en poner de relieve la esencia de las cosas. La abstracción no estriba simplemente en separar lo general, sino en destacar al mismo tiempo lo que es general y esencial en los procesos materiales.

Así pues, lo abstracto no solo refleja lo que hay de similar entre los fenómenos, sino su esencia, su sujeción a leyes y su naturaleza universal.

Lo abstracto no es el punto final del proceso del conocimiento, sino una etapa para elevarse a lo concreto.

En el movimiento de lo abstracto a lo concreto no se recrea el objeto sensible, que ya existía antes e independientemente de que fuera conocido, lo que surge es el concepto concreto de él; la verdad abstracta no existe, la verdad es siempre concreta. Esta marcha ascendente hacia lo concreto significa una marcha hacia el conocimiento más profundo de la esencia del objeto.

La Lógica Dialéctica considera que lo concreto es el punto de partida y de llegada del proceso del conocimiento. Lo concreto sensible es el punto de partida del conocimiento, lo concreto, a su vez, como síntesis y combinación de numerosas abstracciones, es la meta del conocimiento científico y las abstracciones aisladas constituyen el medio para alcanzar este fin.

La marcha de nuestro conocimiento desde lo concreto sensible a través de lo abstracto hacia lo concreto, reproducido sobre la base del conocimiento de la esencia de los fenómenos, expresa la negación de la negación del saber humano.

Lo abstracto es la negación de lo concreto sensible, y lo concreto, como síntesis de innumerables abstracciones, es la negación de lo abstracto. Esto no significa la vuelta a lo concreto que sirve de punto de partida, sino a lo concreto elevado a un nivel más alto de desarrollo del conocimiento, en el que el objeto es captado de modo más profundo y multilateral.

3. Método científico general

Tradicionalmente, nos han enseñado que los pasos fundamentales del método científico son:

A.   Observación

B.   Hipótesis

C.   Experimentación

D.   Ley

E.   Teoría

Sin embargo, en las ciencias sociales, no es posible reproducir los acontecimientos históricos para observarlos, por consiguiente, el método científico tiene que ser más general y no reducirse a las ciencias naturales o experimentales.

Los pasos del método científico general, aplicable a las ciencias naturales y sociales, son:

A.   Observación

B.   Hipótesis

C.   Prueba de hipótesis

D.   Ley

E.   Teoría

Como en las ciencias sociales, no se cuenta con laboratorios y campos experimentales para la observación de los fenómenos sociales, se tiene que recurrir en mayor medida a la capacidad de abstracción de los investigadores.

El principio metodológico fundamental del método científico, es el movimiento de la totalidad concreta del objeto sensible, que luego, a través de un conjunto de abstracciones, se reproduce mental e integralmente el objeto de estudio.

Para apropiarse mentalmente del objeto de estudio en su totalidad, el sujeto recurre principalmente: a la abstracción, al análisis vs síntesis y a la inducción vs la deducción.

4. Investigación científica

La investigación científica, no es más que la aplicación del método científico, para descubrir las leyes que rigen el comportamiento de los procesos materiales.

Las leyes son objetivas, es decir existen independientemente de la voluntad de los hombres, se caracterizan por expresar la relativa estabilidad o reposo en la continua variabilidad de los fenómenos materiales. La ley al igual que la esencia, no es perceptible, hay que descubrirla, mediante el método científico, está en el mismo nivel de la esencia y cuando es formulada en forma cuantitativa (matemáticamente), se expresa por medio de constantes.

Una cuestión elemental que se confunde comúnmente, es lo que es propiamente el proceso de investigación y la forma de exposición de sus resultados.

La exposición de los resultados de la investigación, generalmente lleva el siguiente formato:

A.   Introducción

B.   Marco teórico

C.   Hipótesis

D.   Materiales y métodos

E.   Resultados y discusión

F.    Conclusiones

En las ciencias agropecuarias y biológicas, está muy difundido el uso de la estadística -diseños experimentales y modelos- para dar "solidez" a las investigaciones.

En diseños experimentales, se prueban diversos tratamientos, bajo las hipótesis nula (no existe efecto de los tratamientos) vs alternativa (existe diferencia entre los tratamientos; si existe diferencia significativa, se prosigue con las pruebas de medias, para obtener el mejor tratamiento empírico). En este aspecto es importante indicar  que las hipótesis estadísticas no son equivalentes a la hipótesis de investigación que se deriva de la naturaleza del trabajo y de sus antecedentes considerados en la revisión bibliográfica.

En los modelos estadísticos, normalmente se correlacionan las variables empíricas y se elige el modelo que presente mayor correlación.

En ambos casos, el conocimiento se mueve en los límites del empirismo; pero la ciencia, tiene que avanzar más allá de los datos empíricos observados, para descubrir las leyes que correlacionan internamente a las variables empíricas.

La estadística es una herramienta matemática que hay que saber aplicar.

Para empezar, tiene como objeto de estudio, los fenómenos casuales, pero no en su manifestación individual, ya que en este sentido son fenómenos que pueden ocurrir o no; y la ciencia, estudia necesidades, es decir procesos que ocurren forzosamente, con carácter de ley. Si bien en su aspecto individual, las casualidades no son objeto de estudio de la ciencia, en su ocurrencia masiva, se abre paso una tendencia necesaria (ley), que es objeto de estudio de la estadística. Por esto, la estadística se aplica al estudio de poblaciones y muestras de objetos materiales.

5. Conclusiones

El conocimiento científico en general se mueve de la apariencia a la esencia. La discordancia entre la apariencia y la esencia, es la que hace necesaria la existencia de la ciencia.

El método para descubrir la esencia es la abstracción, razonamiento que consiste en prescindir de los aspectos singulares y casuales de los objetos materiales y centrarse en los rasgos esenciales –universales- que caracterizan a los objetos de estudio.

La verdad es la expresión lógica de la esencia y consiste en un sistema de conceptos, definiciones y leyes que explican el movimiento de los procesos materiales.

El conocimiento científico, al igual que los procesos materiales se mueve cíclicamente: de lo concreto sensible a lo abstracto y de lo abstracto a lo concreto del pensamiento; es decir, es resultado de la doble negación, para retornar al punto de partida, pero a un nivel superior. Lo abstracto niega a lo concreto sensible, lo concreto intelectual niega a lo abstracto para comprender lógicamente al objeto de estudio en su totalidad.

La verdad abstracta es unilateral e insuficiente para caracteriza al objeto de estudio, necesariamente tiene que transitar dialécticamente a la verdad concreta para comprender lógicamente al objeto de estudio como un todo.

En la dimensión temporal también existen la verdad relativa y la verdad absoluta. La verdad relativa es parcial y en su movimiento dialéctico y se transforma en verdad absoluta. Esta es la suma de verdades relativas.

6. Bibliografía

M. Rosental y G. Straks. 1960. Categorías del materialismo dialéctico. Editorial Grijalbo. S.A. México, D.F.

HISTORIA DE LA CIENCIA DEL SUELO (EDAFOLOGÍA)

HISTORIA DE LA CIENCIA DEL SUELO (EDAFOLOGÍA)

Valentín Vásquez

Oaxaca, México
valeitvo@yahoo.com.mx

1. Introducción

Las concepciones de la naturaleza del suelo se dividen en dos grandes vertientes. Una que lo concibe como material inerte que funciona como soporte mecánico de las plantas, tal como lo percibe nuestro sentido común, de ser un espacio en el que se desarrollan o viven los organismos vivos. La otra que lo concibe como un organismo vivo o con más rigor como un ecosistema. Pero, el suelo no se alimenta ni se reproduce, es decir, carece de dos rasgos esenciales de la vida, por consiguiente, no se trata de un organismo vivo, ni de un ecosistema. Del hecho de que en la formación del suelo participen los organismos vivos y funcione como hábitat de los mismos, no se deduce que se trate de un organismo vivo. En este sentido, el suelo no es un organismo vivo ni un ecosistema, más bien es un recurso abiótico y como tal parte de un ecosistema; pero es más que un material inerte; se trata de un recurso que se forma a partir de las rocas y de los organismos vivos. Las primeras aportan los componentes minerales, principalmente las arcillas, al ser meteorizadas por su interacción con la atmósfera -clima-. Por su parte los organismos vivos, aportan materia orgánica que es transformada por los microorganismos en humus. Tanto las arcillas, como el humus son de naturaleza coloidal; es decir, se trata de sustancias especiales que se caracterizan por presentar cargas eléctricas negativas y una elevada superficie específica. Estas cualidades de los coloides minerales y orgánicos, los hacen muy activos, de tal forma que en su interacción se fusionan para formar al suelo; es decir, el suelo no es un material inerte, más se trata de un un complejo orgánico-mineral de naturaleza coloidal muy activo. Este complejo orgánico-mineral por su carga eléctrica negativa, adquiere dos propiedades fundamentales para el desarrollo de las plantas. Una relaciona con su capacidad de retener iones positivos -cationes- principalmente amonio -nitrógeno-, calcio, potasio y magnesio; iones que son esenciales para la nutrición de las plantas. La otra relacionada con la capacidad de retención de humedad, dado que la la molécula de agua es bipolar, de tal forma que la parte positiva se adhiere a la carga eléctrica negativa de los coloides del suelo. Así pues, el suelo es uno de los principales recursos naturales que está asociado con el movimiento del agua y con la vida vegetal. Específicamente, la humedad almacenada en los poros del suelo, una vez que se ha producido la infiltración del agua ya sea de la lluvia o por el riego, es absorbida por las plantas y se mueve por el xilema –vaso capilar- y llega hasta los cloroplastos, en los que interacciona con la luz visible, que por su naturaleza corpuscular y ondulatoria produce la disociación del agua en hidrógeno y oxigeno por la acción de los fotones. El hidrógeno se combina con el bióxido de carbono de la atmósfera para formar carbohidratos y el oxigeno de la molécula del agua es liberado a la atmósfera. Este proceso se conoce como fotosíntesis y constituye la esencia de las plantas que las distingue de los animales. Así, las plantas son admirables "laboratorios" biológicos en los que se realiza la transformación de materiales inorgánicos en productos biológicos y enlaza a la Tierra –suelo y atmósfera- con el Sol a una distancia de 150 millones de kilómetros. El oxigeno liberado a la atmósfera es la materia prima de la respiración aeróbica  de todos los organismos vivos, proceso biológico que consiste en la combinación de oxigeno aportado por el aire, que al combinarse con los carbohidratos producidos por la fotosíntesis, genera la energía que los organismos requieren para sus necesidades metabólicas y la liberación de vapor de agua y bióxido de carbono a la   atmósfera. Así, la respiración y la fotosíntesis son dos procesos contradictorios, que se niegan recíprocamente para reciclar dos componentes esenciales para la vida: el bióxido de carbono y el oxígeno. Además, el suelo en condiciones naturales, no solo aporta humedad a las plantas, también aporta nutrientes, principalmente nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre; que se clasifican como macro nutrientes, por ser requeridos por los vegetales en cantidades relativamente elevadas. De los macro-nutrientes, el nitrógeno es el más importante cuantitativa y cualitativamente y a pesar de que el sistema radicular de los vegetales “nada” en un “océano” de nitrógeno molecular -78%-, no lo puede aprovechar, ya que la planta se alimenta solamente de iones; por esta razón es absorbido por las raíces de las plantas, una vez que los microorganismos lo transforman en iones nitrato o amonio y en seguida por procesos bioquímicos complejos se convierte en proteínas, biomoléculas esenciales para la vida por su diversidad de funciones vitales. 

2. Marco de referencia teórico


El fundamento teórico de la naturaleza coloidal de los componentes del complejo orgánico-mineral del suelo, es la dialéctica, particularmente sus tres leyes universales, que rigen el movimiento de la materia y del pensamiento, descubiertas por Hegel y expuestas en su Ciencia de la Lógica (1812-1816). Esta obra está dividida en tres partes y estructurada en forma tal que sigue el movimiento del conocimiento científico: de la apariencia a la esencia y de ésta a su expresión lógica. Así, en la primera parte -doctrina del ser- estudia la naturaleza del movimiento del pensamiento, en la que expone la primera ley la dialéctica del movimiento: la transformación recíproca de la cantidad y la cualidad. La cualidad y la cantidad son dos aspectos contradictorios de los objetos que se mueven. La cualidad es la que permanece relativamente estable y es idéntica al ser, en cambio la cantidad es la magnitud de la cualidad. La cualidad se mueve cuantitativamente en un rango -medida- en el que se conserva la cualidad, pero en un momento determinado se rebasa el límite de la medida y se produce un cambio brusco -"salto"- por medio del cual la vieja cualidad es relevada por una nueva cualidad con su correspondiente cantidad. Para Hegel, la nueva cualidad, es la esencia, objeto de estudio de la segunda parte de su Ciencia de la Lógica, ya que se ha producido un "salto" de la apariencia -cualidad vs cantidad- a lo que está oculto detrás de la sensibilidad -esencia-. Es en esta parte, en la que expone la segunda ley dialéctica: la contradicción universal, la cual establece que en el universo todos los procesos son contradictorios. Esta ley, es el "alma" de la dialéctica hegeliana, ya que constituye la "fuerza motriz" que mueve a la materia y al pensamiento. En su movimiento dialéctico el conocimiento prosigue su marcha y culmina en la doctrina del concepto. Este no es más que la esencia hecha pensamiento. El concepto, es el objeto de estudio de la tercera parte de la Ciencia de la Lógica de Hegel. En esta parte de su obra, expone la tercera ley de la dialéctica: la negación de la negación. En su obra representa el retorno a su punto de partida de su trabajo: la doctrina del ser, pero como doctrina del concepto, resultado de la doble negación: la primera se produce cuando la esencia niega al ser y la segunda se presenta, cuando la esencia es negada por el concepto. Si bien la negación de la negación, fue expuesta por Hegel en la esfera del pensamiento, pero, como el pensamiento es la expresión lógica de la esencia, por consiguiente, es una ley universal que opera en la naturaleza, la sociedad y el pensamiento. La doble negación se produce, por que en el movimiento del objeto se desdobla su unidad contradictoria y en su posterior desenvolvimiento se genera la negación recíproca de sus aspectos contradictorios, cerrándose así el ciclo para retornar a su punto de partida.

Las tres leyes universales de la dialéctica, son el fundamento teórico de todas las ciencias particulares, en virtud de que por la dialéctica de la contradicción, todo objeto de estudio, es la unidad contradictoria de lo singular y lo general, siendo lo particular un eslabón intermedio entre ambos. De  las tres leyes generales de la dialéctica, la ley de la contradicción es la más importante y tiene varias particularidades, siendo una de las más importantes, la contradicción entre la apariencia y la esencia, fundamental para el entendimiento del movimiento del conocimiento científico: de la apariencia a la esencia.

3.  Historia de la La Edafología

3.1. Origen

La Edafología como ciencia aparece en Rusia a fines del siglo XIX, como respuesta a la demanda de materias primas para la industria y de alimentos para una población cada vez más creciente que se asentaba en las ciudades.

Dokuchaev (1886), fundador de la Edafología como ciencia, concibe al suelo como un material formado por componentes minerales y orgánicos, producidos como resultado de la actividad combinada de los siguientes factores: clima, relieve, organismos vivos y muertos (plantas y animales), material originario y tiempo.

Los cinco factores que participan en la formación del suelo se presentan en la siguiente imagen.

Imagen 1. Factores de formación del suelo

De los cinco factores de formación, el primero está representado por la roca madre o material parental, ya que sin roca no hay suelo. El segundo está constituido por los organismos vivos, puesto, que sin la participación de la vida, tampoco hay suelo. Son los dos factores más importantes en la formación del suelo, ya que ambos aportan materiales minerales y orgánicos que en su interacción dan origen al suelo.

La roca madre por acción de la atmósfera -clima-, específicamente por la acción de la humedad y los cambios de temperatura -calor y frío- es alterada física y químicamente para transformarse en partículas más finas -arenas, limos y arcillas-. Paralelamente los organismos vivos, principalmente los microorganismos "colonizan" las rocas y las transforman bioquímicamente y con su aporte de materia orgánica, aunada a la aportada por el resto de organismos vivos, contribuyen con la materia de origen biológico, que posteriormente es transformada en humus que al fusionarse con con los componentes minerales derivados de las rocas, principalmente las arcillas, forman el suelo.

El proceso de transformación de la roca a suelo, conocido como meteorización o intemperismo, se presenta en la imagen que a continuación se muestra.

Imagen 2. Meteorización o intemperismo de las rocas

En la imagen anterior, es evidente que la meteorización o intemperismo de la roca, consiste en la transformación físico-química y biológica para su transformación en suelo.

La influencia de los organismos vivos se presenta con más detalle en la siguiente imagen.

Imagen 3. Influencia de los organismos vivos en la formación del suelo

En la imagen precedente, es evidente que los organismos vivos es otro factor del cual se forman los suelos, pues a parte de que participan en la meteorización de la roca, su principal función es aportar materia orgánica que al ser degradada por microorganismos se transforma en humus, que al interaccionar con los componentes minerales, principalmente las arcillas da origen al suelo.

En la meteorización de la roca la influencia de la atmósfera -clima- es determinante, particularmente la humedad y los cambios de temperatura. Ambas variables atmosféricas, transforman física y químicamente a las rocas para aportar los componentes minerales, que posteriormente se fusionarán con los componentes orgánicos aportados por los organismos, para dar origen al suelo.

La distribución espacial de los tipos de suelos en el mundo está condicionada por las condiciones climáticas, como se observa en la siguiente imagen.

Imagen 4. Principales tipos de suelos condicionados por el clima

En la imagen anterior, en el perfil (a) de un suelo desarrollado en un clima tropical -cálido- húmedo, la meteorización de la roca y la materia orgánica que da origen al suelo, es muy intensa, a tal grado que, en el horizonte superficial (A) la cantidad de materia orgánica transformada biológicamente en humus es escasa, debido a la humedad y temperatura elevadas; en cambio en el horizonte sub-superficial (B) se concentran compuestos insolubles de fierro y aluminio y ocasionalmente cuarzo -óxido de silicio-, sustancias características de suelos altamente meteorizados. En el siguiente horizonte dominan los hidróxidos de fierro y aluminio, también típicos de regiones con clima cálido húmedo. Contrastando con los suelos de regiones tropicales, los suelos de la regiones de clima secos mostrados en el perfil (b), se caracterizan por la presencia de cantidades considerables de humus, pero en el horizonte sub-superficial predominan las sales, principalmente de calcio, dando origen a problemas de salinidad frecuentes en éstas regiones en las que la precipitación es menor que la evaporación y en el caso de México son las dominan en extensión. Por último, en el perfil (c), se observa que en regiones de climas templados, localizados principalmente en regiones montañosas de México, el clima que se presenta es templado húmedo y dadas las bajas temperaturas -frío- el horizonte superficial -A- acumula cantidades significativas de humus y en horizonte B se concentran materiales más finos, como arcillas y óxidos de fierro y aluminio. En síntesis las condiciones climáticas determinan los tipos de suelos que se forman.

El siguiente factor de formación del suelo es el relieve y su influencia en la formación del suelo, tiene que ver con la configuración de la corteza terrestre, ya que no es el mismo tipo de suelo el que se forma en los valles -planicies-, laderas y montañas. Generalmente los suelos de planicies son más profundos, debido a la acumulación de materiales transportados por las corrientes superficiales -ríos principalmente- de las partes altas y depositados en las planicies para dar origen a suelos aluviales. La formación de estos suelos se les conoce como ex-situ, ya que se forman en otro espacio diferente de las rocas que les dan origen. En contraste, los suelos de ladera y de montaña, por formarse en sitios en los que se localizan las rocas que les sirven de material madre, se les conoce como de formación in-situ, es decir se forman el en el propio sitio en el que se localizan las rocas, a partir de las cuales se forman. En general, se caracterizan por ser suelos poco profundos y estrechamente relacionados con el material parental -roca- que les da origen. En suma, el relieve también contribuye en los tipos de suelos que se forman. 

La importancia del relieve en la formación de los tipos de suelos se observan en la siguiente imagen.

Imagen 5. Influencia del relieve en la formación de los suelos

En la imagen anterior, se aprecia que los suelos están estrechamente relacionados con el relieve. Así, el Leptosol que se desarrolla en las regiones montañosas, se caracteriza por ser poco profundo y estar estrechamente relacionado con la roca que le da origen; conforme se avanza de la parte alta a la porción media se localiza el Regosol que relativamente está más desarrollado que el Leptosol, pero todavía presenta propiedades que se derivan del material parental del cual se ha formado y también de poco espesor; finalmente, en la parte baja se ha originado el Fluvisol producto de la depositación de materiales erosionados de las partes altas y transportados por las corrientes superficiales -ríos-, por consiguiente se trata de suelos formados por estratos y en general profundos.

Dokuchaev, sentó las bases para el desarrollo de la Edafología como ciencia, al entender al suelo como una formación orgánico-mineral, resultado de la acción combinada de los siguientes factores de formación: material parental (roca), clima, organismos vivos, relieve y tiempo. Si el suelo es la consecuencia de la acción de cinco factores de formación, principalmente del clima, organismos vivos y relieve, que interaccionan con la roca madre; del tiempo, sólo puede decirse, que no es un agente o factor externo a la roca que le da origen, sino que está en el propio objeto que se transforma. Es decir, el suelo es el resultado de la transformación cuantitativa y cualitativa de la roca por acción de los factores de formación. De ninguna manera se trata de un material inerte, se trata más bien de un material, cualitativamente diferente de la roca madre que le ha dado origen, específicamente de arcillas en su mayoría de naturaleza coloidal, así como de humus producido por medios biológicos, principalmente por los microorganismos que habitan en el suelo. Tanto las arcillas, como el humus son de naturaleza coloidal, que prácticamente se fusionan, para dar origen a un complejo orgánico-mineral muy activo, que interacciona, con los organismos, el agua y aire de los poros del suelo (imagen 6).

Imagen 6. Suelo como complejo arcillo-húmico

Son precisamente las arcillas y el humus que por sus cargas eléctricas negativas, adquieren una propiedad química muy importante, conocida como Capacidad de Intercambio Catiónico. Esta propiedad implica que los suelos como complejos arcillo-húmicos retienen a cationes -potasio, calcio, magnesio, fierro, amonio, etc.- esenciales para la nutrición de las plantas. Así pues, los suelos con elevados contenidos de arcillas y humus son potencialmente fértiles. Como las arcillas y el humus son de naturaleza coloidal, por consiguiente, el suelo es un complejo orgánico mineral muy activo con el entorno con el cual interacciona.

La naturaleza coloidal del complejo arcillo-húmico, se aprecia en la imagen que se presenta a continuación.

Imagen 7. El suelo como complejo orgánico-mineral de naturaleza coloidal

En la imagen anterior es evidente que el suelo se deriva de la roca y de los organismos vivos. La roca por acción del intemperismo -meteorización- es transformada física y químicamente para convertirse principalmente en arcilla, que dada su naturaleza se trata de un coloide mineral. Los organismos vivos aportan la materia orgánica que por acción de los microorganismos es transformada en humus, que también se trata de un coloide orgánico. Ambos componentes, por su naturaleza coloidal son muy activos y en su interacción se fusionan, para dar origen al suelo, cuyo contenido es un complejo orgánico-mineral que se estructura en horizontes.

En su calidad de coloides, las arcillas y el humus presentan cargas eléctricas negativas y para neutralizar sus cargas se unen a cationes divalentes para formar el complejo orgánico-mineral para dar origen al suelo. Esto se presenta en la siguiente imagen.

Imagen 8. Carga eléctrica de los coloides orgánico-minerales del suelo y su importancia

En la imagen anterior -izquierda-, se explica que el puente de unión eléctrica entre los coloides arcillo-húmicos se realiza a través de iones positivos divalentes, entre los que destacan, el calcio, fierro, magnesio y aluminio. En la parte derecha de la imagen se aprecia que el complejo arcillo-húmico, dada su carga eléctrica negativa retiene cationes, muchos de ellos nutrientes importantes de las plantas.

Descubrir la esencia material oculta detrás de la apariencia, es un paso importante en el movimiento del conocimiento científico; pero, la materia no solo se mueve como resultado de sus contradicciones internas, también se estructura u organiza como respuesta al movimiento material. A la materia en movimiento, se le conoce como contenido y forma, a la estructura organizativa del contenido. Así, no existe contenido sin forma no forma sin contenido.

La esencia material del suelo consiste en ser un complejo orgánico-mineral de naturaleza coloidal, cuya forma consiste en estructurarse en horizontes.

Los horizontes en los que se estructura el contenido del suelo se presentan en seguida en la imagen de un perfil del suelo (corte vertical).

Imagen 9. Perfil del suelo 

Como se muestra en la imagen anterior, un perfil de un suelo, es un corte vertical del terreno en el que se muestra la sucesión de horizontes. El horizonte O es esencialmente de naturaleza orgánica, común en los suelos forestales; el horizonte A, es fundamentalmente de carácter orgánico-mineral; el horizonte B se caracteriza básicamente  por ser de naturaleza mineral -principalmente arcillas-; el horizonte C es la roca alterada que se está transformando en suelo; y, el horizonte R es la roca madre inalterada.

Finalmente, el factor tiempo es el resultado de la influencia de los organismos vivos, el clima y el relieve sobre la roca para que se transforme en suelos y está relacionado, con la sucesión de las etapas por las que se mueve el suelo, desde la roca hasta el suelo propiamente dicho. Además, el tiempo, también tiene que ver con la edad de los suelos, que está estrechamente relacionada con la naturaleza del material parental y con el clima.


El factor tiempo se presenta a continuación en la imagen 10.

Imagen 10. El factor tiempo -sucesión y edad- del suelo

En la imagen 10 se observa la sucesión de etapas por las que se mueve el suelo desde la roca hasta el suelo maduro, pasando por la etapa intermedia de suelo joven. Tanto las fases por las que se mueve el suelo, como su edad están condicionados por el tipo de clima, como por la naturaleza del suelo, a tal grado, que puede tardar miles de años y en algunos casos tal vez millones de años para su formación.

3.2. Método

Toda ciencia es teoría y es método, pues, no es posible concebir una ciencia sin método correspondiente. La Edafología no es la excepción, de tal forma que su método debe estar en correspondencia con su contenido y su forma. Como el contenido -complejo orgánico mineral de naturaleza coloidal- y su organización -forma- en horizontes no son accesibles a la sensibilidad -órganos de los sentidos-, ya que se encuentran enterrados en el interior de la superficie terrestre; por consiguiente, el método de la Edafología debe iniciar con un corte vertical del terreno -perfil de suelos-, en el que se muestre a la sensibilidad los horizontes del del suelo para su observación. Con los datos observados de los horizontes del suelo y conjuntamente con los datos obtenidos del análisis físico-químico y biológico de las muestras realizados en laboratorio y mediante el razonamiento abstracto, se descubren los rasgos generales, los cuales son plasmados en la clasificación de los suelos bajo estudio, considerando como referencia una clasificación de suelos de la FAO-UNESCO, que es la más común en México. 


El corte vertical del terreno, en el que se muestran los distintos horizontes del suelo, en los que se estructura el contenido del suelo, se conoce como perfil y se muestra en la imagen 11.

Imagen 11. Corte vertical -perfil del suelo- en el que se muestran los horizontes

El perfil del suelo mostrado en la imagen anterior, es de trascendental importancia, ya que constituye el punto de partida del conocimiento científico del suelo, debido a que proporciona los datos de los horizontes y las muestras de los mismos, que al ser analizadas en la laboratorio  aportan datos físico-químicos y biológicos. Tanto los datos observados directamente en campo, como los resultados de laboratorio, son sometidos al escrutinio pensamiento abstracto para descubrir los rasgos esenciales de los suelos, ocultos detrás de la sensibilidad. Es decir, el conocimiento científico tiene que moverse de la apariencia accesible a la sensibilidad a la esencia, oculta detrás de la apariencia.

3.3. Concepciones modernas

3.3.1. Concepción tradicional

Bohn, Mcneal y O´ Connor (1993), opinan que el suelo es una mezcla de sólidos orgánicos e inorgánicos, aire, agua y microorganismos. Todas estas fases influyen entre sí: las reacciones de los sólidos afectan la calidad del aire y del agua, éstos desgastan los sólidos y los microorganismos catalizan muchas de estas reacciones. 

Foth y Turk (1981), definen al suelo como la capa suelta de la Tierra que se distingue de la roca sólida.

Ortiz Villanueva y Ortiz Solorio (1990), comentan que el suelo, en su significado tradicional, se considera como el medio natural para el desarrollo de las plantas y está limitado en profundidad hasta donde penetran las raíces.

FitzPatrick (1996), explica que comúnmente se piensa que los suelos son la capa superficial de la corteza terrestre, con un espesor de pocos centímetros y donde se desarrollan las raíces de las plantas o cultivos. Esta visión es limitada y se enfoca sólo a la capacidad productiva del suelo. En primera instancia, a los suelos se les debe considerar un fenómeno natural y parte del ambiente.

Porta, López y Roquero (1999), definen al suelo como un cuerpo natural tridimensional, y como parte de un ecosistema.

Honorato (2000), define al suelo como un cuerpo natural, tridimensional, que ocupa un lugar en el espacio, producto de la transformación del material parental, a través de procesos destructivos y de síntesis, provocados por una determinada combinación de factores ambientales que se expresan en un perfil con horizontes y/o estratos.

Navarro (2000), explica que el término suelo, deriva del latín solum y significa piso; puede definirse como la capa superior de la Tierra que se distingue de la roca sólida y en dónde las plantas crecen.

Plaster (2000), define al suelo como una capa de material de soporte de vida muy delgada y a menudo frágil.

González (2007), específica que el fundador de la Edafología moderna es Dokuchaev   que en 1886, define al suelo como: “un cuerpo independiente, ubicado en la parte superficial de las rocas, diferente de la roca madre que, de un modo natural ha experimentado cambios bajo la acción compleja del agua, aire y diferentes clases de organismos vivos y muertos, clima y  relieve”.

Las investigaciones de Dokuchaev y su equipo, establecieron la definición del suelo como cuerpo natural y de la Edafología como Ciencia en el esquema de los fenómenos naturales.

3.3.2. Concepción agro-ecológica

Ante el deterioro de los recursos naturales, específicamente del suelo, en los años 70 del siglo XX, apareció la Agroecología como una alternativa promotora del aprovechamiento racional de los recursos naturales, entre ellos el suelo.

Lampkin (1998), en su obra: Agricultura ecológica, en el capítulo 2 denominado: el suelo vivo, considera que el punto de partida para crear un suelo sano habría de ser el romper con la idea de que el suelo es únicamente un medio de cultivo para las plantas, un lugar donde los cultivos pueden afianzar sus raíces y tomar los nutrientes que necesitan mientras el saco de fertilizante los alimenta. Todo el mundo conoce la posibilidad de obtener grandes cosechas de determinados cultivos de modo hidropónico, sin la utilización de suelo, en la medida en que todos los nutrientes necesarios se aportan de una manera asimilable por la planta cultivada. Pero el suelo no sólo proporciona el lugar más apropiado para que se desarrolle el alimento que necesitamos, es mucho más que una simple mezcla de piedras y partículas minerales con mayor o menor cantidad de materia orgánica. El suelo es un ente vivo, un ecosistema que contiene una gran variedad de especies animales y vegetales que cumplen una multitud de funciones.

Los principales componentes del ecosistema edáfico se pueden clasificar en organismos vivos, minerales, materia orgánica, agua y aire.

Gliessman (2002), describe al suelo como un complejo, viviente, cambiante y componente dinámico del agro-ecosistema. Sin embargo, más adelante, añade, que la palabra suelo, en el sentido más amplio, se refiere a la porción de la corteza terrestre donde las plantas están sostenidas; esto incluye todo. Más específicamente, es la capa superficial intemperizada de la Tierra que está mezclada con organismos vivientes y los productos de su actividad metabólica y de su descomposición. Los suelos incluyen material derivado de las rocas, substancias orgánicas e inorgánicas derivadas de organismos vivientes, aire y agua que ocupan los espacios entre las partículas del suelo.

En artículo de Internet (2011), cuyo título: "El Suelo Como Ecosistema", se define al suelo como un ecosistema porque está formado por seres bióticos como, microorganismos, lombrices o gusanos, etc. y por seres abióticos, como el agua, aire, minerales, etc. Por ello, existe un intercambio de materia y energía entre ambos organismos, cumpliendo con las funciones o nicho ecológico de todo ecosistema. Así pues, el suelo no es algo inerte, sino un ecosistema formado por factores abióticos y una comunidad de seres vivos rica y variada.

Zamorano (2011), menciona que uno de los recursos naturales menos reconocidos por la comunidad en general es el suelo. La generalidad considera este como un medio de producción y no como un ecosistema vivo. Por consiguiente, se trata de un recurso frágil que hay que conservar con las estrategias más acordes a su naturaleza biológica.

Así pues, con la Agro-ecología, surge una nueva concepción del suelo; ahora, se entiende como un ecosistema. En este sentido, se define como un ecosistema; es decir, como una comunidad de organismos vivos que interaccionan entre sí y con su medio ambiente.

4. Discusión

La dialéctica del movimiento del conocimiento científico de la apariencia a la esencia, implica dar un "salto" de la apariencia proporcionada por la sensibilidad al conocimiento racional fundado en el pensamiento abstracto. Este "salto" del conocimiento sensible al conocimiento racional, no siempre se produce, por consiguiente, el movimiento del conocimiento se limita únicamente a la esfera de la sensibilidad -apariencia-. En este sentido, las opiniones del sentido común que se derivan de la apariencia, se consideran como definiciones de los objetos de estudio de las ciencias particulares. Este es el caso de la Edafología, cuyo objeto de estudio no es accesible en forma natural a la sensibilidad, ya que se encuentra oculto debajo de la superficie terrestre. Esto ha generado opiniones del sentido común, que conciben al suelo, como el lugar donde viven las plantas, como el soporte mecánico de las plantas, como un organismo vivo o ecosistema, etc.; opiniones que se consideran como definiciones del suelo, pero una definición no es una simple opinión derivada de la sensibilidad del sujeto cognoscente, más bien se trata de la expresión lógica de la esencia. En este sentido, la definición es una por que la esencia del objeto de estudio -suelo- es una; opiniones habrá infinidad, tantas como el número de sujetos cognoscentes haya. Asimismo, lo que se percibe por la sensibilidad -órganos de los sentidos, principalmente la vista- no requiere explicación; además, la ciencia no se detiene en la variabilidad de la multitud de objetos singulares que se perciben, ya que no tiene sentido limitarse a lo que hoy es una cosa y mañana es otra, tiene que moverse de la variabilidad percibida por la sensibilidad a lo que permanece relativamente estable; es decir, tiene que moverse de lo singular cambiante, a lo general que se repite y se conserva en la multitud de objetos; con otras palabras, el conocimiento científico, tiene que moverse de la apariencia cambiante de las cosas, a la esencia genérica que permanece oculta detrás de la sensibilidad. Como toda ciencia, la Edafología es la unidad entre la teoría y el método. El método, como en cualquier ciencia debe corresponder a la naturaleza del objeto de estudio. En general el método de las ciencias naturales, inicia con la observación, que dada la naturaleza del suelo, tiene que comenzar con un corte vertical del terreno -perfil del suelo- en el que se muestran a la sensibilidad los horizontes en lo que se estructura el contenido del suelo. En seguida, se describen las características físico-químicas y biológicas de cada uno de los horizontes y junto con análisis de muestras de laboratorio, se recopila todo un conjunto de información. Hasta aquí todavía el conocimiento se mueve en el ámbito de la sensibilidad, es decir, en la esfera del conocimiento sensible. Falta el "salto" del conocimiento sensible al conocimiento racional, "salto" que sólo es posible darlo a través del pensamiento abstracto. Este, principalmente, por medio de la abstracción, permite descartar lo singular cambiante, para centrarse en la esencia genérica que permanece y se oculta en la variabilidad de lo singular. Para el caso del suelo, lo que permanece detrás de la variabilidad de los rasgos singulares de los suelos individuales, es la existencia de un complejo orgánico-mineral de naturaleza coloidal que se estructura en horizontes. Así pues, la definición del suelo solo es posible cuando se ha dado el "salto" de la apariencia a la esencia, es decir, una vez que se ha descubierto la esencia, ya que finalmente la definición es la expresión lógica de la esencia y una forma del pensamiento.

5. Conclusiones

Como todo conocimiento científico, el conocimiento del suelo se mueve de la apariencia -lugar donde viven las plantas, soporte mecánico de las plantas, organismo vivo o ecosistema, etc.- a la esencia -complejo orgánico mineral de naturaleza coloidal que se estructura en horizontes-.

El suelo es el medio que aporta materia para el metabolismo de los organismos vivos que interaccionan con él. Más concretamente es un complejo orgánico mineral que aporta agua y nutrientes a los organismos vivos que habitan en él.

Tanto la concepción tradicional como la agro-ecológica del suelo, se quedan en la esfera de la sensibilidad. No dan el salto cualitativo para pasar de la apariencia a la esencia del suelo.

Es necesario retomar los principios establecidos por Dokuchaev, y desarrollarlos para entender la esencia del suelo.

En medios ambientalistas, se concibe al suelo como un ecosistema, es decir, como una comunidad de organismos vivos que interacciona con medio ambiente biótico y abiótico.

El suelo no es ni un material inerte, ni un organismo vivo, más bien se trata de un complejo orgánico-mineral de naturaleza coloidal activa, que se estructura en horizontes e interacciona con los organismos vivos, el agua y el aire del medio poroso, definición que retoma los principios establecidos por Dokuchaev y los desarrolla.

En relación con la vida, el suelo puede ser definido como el medio que aporta materia que es metabolizada y reciclada por los organismos vivos que dependen de él para su desarrollo.

El método del conocimiento científico del suelo, inicia como el establece el método científico general, de la sensibilidad -observación-, pero dado que en condiciones naturales no es visible; por consiguiente, se recurre a un corte vertical del terreno -perfil de suelos- para mostrar los horizontes que constituyen la forma en que se organizan los componentes del suelo. Con la información derivada de las observaciones de los horizontes y con los análisis físico-químicos y biológicos de muestras de los horizontes, y recurriendo al pensamiento abstracto, se descubren los rasgos genéricos que reafirman la teoría y la desarrollan, así como también, son la base para la clasificación taxonómica de los suelos. Así pues, el conocimiento de los suelos se mueve de la observación del perfil y a través del pensamiento abstracto avanza al conocimiento racional; es decir, el conocimiento se mueve del conocimiento sensible al conocimiento racional, a través del pensamiento, principalmente por medio de la comparación y abstracción.

6. Bibliografía

Bohn, Hinrich L., Mcneal  Brian L. y O´ Connor A. 1993. Química del suelo. Editorial Limusa. México, D.F.

Fitzpatrick E. A. 1996. Introducción a la ciencia de los suelos. Editorial Trillas. México, D.F.

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