¿Qué es la dialéctica?

"Panta cwrei, oudei menei".
"Todo fluye y nada permanece".
(Heráclito)

La dialéctica es un método de pensamiento y de interpretación del mundo, tanto de la naturaleza como de la sociedad. Es una forma de analizar el universo que parte del axioma de que todo se encuentra en un estado de constante cambio y flujo. Pero no sólo eso. La dialéctica explica que el cambio y la moción implican contradicción, y sólo pueden darse a través de contradicciones. Así, que, en lugar de una línea suave e ininterrumpida de progreso, lo que tenemos es un línea interrumpida por períodos explosivos en los que los cambios lentos que se han ido acumulando (cambios cuantitativos) sufren una rápida aceleración y la cantidad se transforma en calidad. La dialéctica es la lógica de la contradicción.
Hegel formuló detalladamente las leyes de la dialéctica en sus escritos, aunque de una forma mística e idealista. Marx y Engels fueron los primeros en dar una base científica, es decir, materialista, a la dialéctica. "Hegel escribió antes que Darwin y antes que Marx", escribió Trotsky. "Gracias al poderoso impulso dado al pensamiento por la Revolución Francesa, Hegel anticipó el movimiento general de la ciencia. Pero porque era solamente una anticipación, aunque hecha por un genio, recibió de Hegel un carácter idealista. Hegel operaba con sombras ideológicas como realidad final. Marx demostró que el movimiento de estas sombras ideológicas no reflejaban otra cosa que el movimiento de cuerpos materiales".18
En los escritos de Hegel hay muchos ejemplos de las leyes de la dialéctica extraídos de la historia y de la naturaleza. Pero el idealismo de Hegel, inevitablemente, imprimió a su dialéctica un carácter altamente abstracto, mistificado y, a veces, arbitrario. Para que la dialéctica encajase con la "Idea Absoluta", Hegel se vio forzado a imponer un esquema a la naturaleza y la sociedad, en flagrante contradicción con el método dialéctico, que exige deducir las leyes de un fenómeno determinado a partir de un estudio escrupuloso del sujeto, como Marx hizo en el Capital. Así, el método de Marx, lejos de ser una simple regurgitación de la dialéctica idealista de Hegel, arbitrariamente aplicado a la historia y la sociedad, como sus críticos frecuentemente afirman, fue precisamente el contrario. Como Él mismo explica:
"Mi método dialéctico, no sólo difiere en su base del hegeliano, sino que además es todo lo contrario de Éste. Para Hegel, el movimiento del pensamiento, que Él encarna con el nombre de Idea, es el demiurgo de la realidad, que no es más que la forma fenoménica de la Idea. Para mí, en cambio, el movimiento del pensamiento es la reflexión del movimiento real, trasportado y traspuesto en el cerebro del hombre".19
Cuando contemplamos por primera vez el mundo que nos rodea, vemos una inmensa y sorprendente serie de fenómenos complejos; una maraña de cambios aparentemente sin final, causa y efecto, acción y reacción. La fuerza motriz de la investigación científica es el deseo de obtener una visión racional de este confuso laberinto, el deseo de entenderlo para poder conquistarlo. Buscamos leyes que puedan separar lo general de lo particular, lo accidental de lo necesario, y que nos permitan comprender las fuerzas que dan pie a los fenómenos a los que nos enfrentamos. En palabras del físico y filósofo inglés David Bohm:
"En la naturaleza nada permanece constante. Todo se encuentra en un estado perpetuo de transformación, movimiento y cambio. Sin embargo, descubrimos que no hay nada que simplemente surja de la nada sin tener antecedentes que existan previamente. De la misma forma, no hay nada que desaparezca sin dejar rastro, en el sentido de que no dé origen absolutamente a nada que exista posteriormente. Esta característica general del mundo puede ser expresada en términos de un principio que resume un enorme terreno de diferentes tipos de experiencia y que hasta la fecha no ha sido contradicho por ninguna observación o experimento, sea científica o de otro tipo; es decir, todo surge de otras cosas y da origen a otras cosas".20
El principio fundamental de la dialéctica es que todo está sometido a un proceso constante de cambio, moción y desarrollo. Incluso cuando nos parece que no está pasando nada, en realidad, la materia siempre está cambiando. Las moléculas, los átomos y las partículas subatómicas están cambiando de lugar constantemente, siempre en movimiento. La dialéctica, por lo tanto, es una interpretación esencialmente dinámica de los fenómenos y procesos a todos los niveles de la materia, orgánica e inorgánica.
"A nuestros ojos, nuestros imperfectos ojos, nada cambia", dice el físico americano Richard P. Feynman, "pero si pudiéramos verlo ampliado mil millones de veces, veríamos que desde su propio punto de vista cambia continuamente: moléculas abandonan la superficie, moléculas regresan".21
Esta idea es tan fundamental para la dialéctica, que Marx y Engels consideraron que la moción era la característica más básica de la materia. Como en muchos otros casos, esta concepción dialéctica ya había sido anticipada por Aristóteles, que escribió: "Por lo tanto (É) la significación primaria y correcta de la ‘naturaleza' es la esencia de las cosas que tienen en sí mismas (É) el principio del movimiento".22 Esta no es la concepción mecánica de la moción como algo impreso a una masa inerte por una fuerza "externa", sino un concepto totalmente diferente de la materia con movimiento propio. Para ellos, materia y moción (energía) eran la misma cosa, dos maneras de expresar la misma idea. Esta idea fue confirmada brillantemente por la teoría de Einstein de la equivalencia de masa y energía. Así es como lo explica Engels:
"El movimiento, en su sentido más general, concebido como modo de existencia, atributo inherente a la materia, abarca todos los cambios y procesos que se producen en el universo, desde el simple cambio de lugar hasta el pensamiento. La investigación de la naturaleza del movimiento es claro, debía comenzar por las formas inferiores, más simples, y aprender a entenderlas antes de llegar a una explicación de las formas más elevadas y complicadas".23

"Todo fluye"

Todo está en un constante estado de moción, desde los neutrinos a los super-cúmulos. La tierra misma se está moviendo constantemente, rotando alrededor del sol una vez al año y girando sobre su propio eje una vez al día. El sol, a su vez, gira sobre su eje cada 26 días y, junto con las demás estrellas de nuestra galaxia, hace un viaje completo alrededor de la galaxia cada 230 millones de años. Es probable que estructuras todavía más amplias (cúmulos de galaxias) tambiÉn tengan algún tipo de movimiento de rotación sobre sí mismas. Esta parece ser una característica de la materia hasta el nivel atómico, donde los átomos que forman las moléculas giran unos alrededor de otros a diferentes velocidades. Dentro del átomo, los electrones giran alrededor del núcleo a velocidades enormes.
El electrón tiene una cualidad conocida como espin intrínseco. Es como si girase sobre su propio eje a una velocidad determinada, y no se puede parar o cambiar excepto destruyendo el electrón como tal. De hecho, si se incrementa el espin del electrón, sus propiedades cambian tan drásticamente que producen un cambio cualitativo, creando una partícula totalmente diferente. La cantidad conocida como momento angular- la medida combinada de la masa, el tamaño y la velocidad del sistema de rotación- se utiliza para medir el espin de las partículas elementales. El principio de cuantificación del espin es fundamental a nivel subatómico, pero tambiÉn existe en el mundo macroscópico. Sin embargo, su efecto es tan infinitesimal que se puede ignorar. El mundo de las partículas subatómicas está en un estado de constante movimiento y fermento, en el que nunca nada es igual a sí mismo. Las partículas están constantemente convirtiéndose en su opuesto, de tal manera que, incluso, es imposible establecer su identidad en un momento determinado. Los neutrones se convierten en protones y los protones en neutrones, en un proceso incesante de cambio de identidad.
Engels define la dialéctica como "la ciencia de las leyes generales del movimiento y la evolución de la naturaleza, la sociedad humana y el pensamiento". En el Anti-Dühring y en la Dialéctica de la naturaleza, Engels explica las leyes de la dialéctica, empezando por las tres más fundamentales:
1) La ley de la transformación de la cantidad en calidad y viceversa,
2) La ley de la interpenetración de opuestos, y
3) La ley de la negación de la negación.
A primera vista tal pretensión puede parecer excesivamente ambiciosa. ¿Es posible realmente plantear leyes que tengan una aplicación tan general? ¿Puede haber un modelo subyacente que se repita en los procesos, no sólo de la sociedad y el pensamiento, sino de la propia naturaleza? A pesar de todas estas objeciones, cada vez está más claro que modelos de este tipo existen, y reaparecen constantemente a todo tipo de niveles y en todo tipo de formas. Existe un número creciente de ejemplos, extraídos de diferentes campos, desde las partículas subatómicas hasta los estudios de población, que tienden a confirmar la teoría del materialismo dialéctico.
El punto esencial del pensamiento dialéctico no es que se base en la idea del cambio y la moción, sino que interpreta el cambio y la moción como fenómenos basados en contradicciones. Mientras que la lógica formal intenta desterrar la contradicción, el pensamiento dialéctico se basa precisamente en ella. La contradicción es una característica fundamental del ser. Reside en el corazón de la materia. Es la fuente de todo movimiento, cambio, vida y desarrollo. La ley dialéctica que expresa esta idea es la ley de la unidad e interpenetración de opuestos. La tercera ley de la dialéctica, la negación de la negación, expresa la idea del desarrollo. En lugar de un círculo cerrado, en el que los procesos se repiten continuamente, esta ley plantea que el movimiento a través de contradicciones sucesivas lleva en realidad al desarrollo, de simple a complejo, de inferior a superior. Los procesos no se repiten exactamente de la misma manera, a pesar de que pueda parecer lo contrario. Estas, de una manera muy esquemática son las tres leyes más fundamentales de la dialéctica. De ellas surgen toda una serie de proposiciones adicionales, incluyendo la relación entre el todo y las partes, la forma y el contenido, lo finito y lo infinito, la atracción y la repulsión, etc. Intentaremos explicarlas. Empecemos con la cantidad y la calidad.

Cantidad y calidad

La ley de la transformación de la cantidad en calidad tiene una gama de aplicaciones extremadamente amplia, desde las partículas más pequeñas de la materia a nivel subatómico hasta los mayores fenómenos conocidos por el hombre. Se puede ver en todo tipo de manifestaciones y en muchos niveles diferentes. Esta importante ley aun no ha recibido el reconocimiento que se merece. Esta ley dialéctica nos sale al paso a cada momento. Los griegos megarenses ya conocían la ley de la transformación de la cantidad en calidad, que utilizaban para demostrar ciertas paradojas, a veces en forma de chistes. Por ejemplo, el de la "cabeza calva" y el del "montón de granos": ¿un pelo menos significa que estés calvo, o un grano de trigo hace un montón? La respuesta es no. ¿Y uno más? La respuesta sigue siendo no. Entonces seguimos repitiendo la pregunta hasta que tenemos una cabeza calva y un montón de granos de trigo. Nos enfrentamos a la contradicción de que pequeños cambios individuales que son incapaces de provocar un cambio cualitativo, en un punto determinado provocan precisamente eso: que la cantidad se transforme en calidad.
La idea de que, bajo ciertas condiciones, incluso pequeñas cosas pueden provocar grandes cambios, encuentra su expresión en todo tipo de dichos populares y proverbios. Por ejemplo: "la gota que colma el vaso", "tanto fue el cántaro a la fuente que al final se rompió", y muchos otros. La ley de la transformación de la cantidad en calidad ha penetrado de muchas maneras en la consciencia popular, tal y como Trotsky planteó ingeniosamente:
"Todo individuo es dialéctico en uno u otro sentido, en la mayor parte de los casos, inconscientemente. Una ama de casa sabe que cierta cantidad de sal condimenta agradablemente la sopa, pero que una cantidad mayor hace incomible la sopa. En consecuencia, una campesina ignorante se guía al hacer la sopa, por la ley hegeliana de la transformación de la cantidad en calidad. Podrían citarse infinita cantidad de ejemplos obtenidos de la vida diaria. Hasta los animales, llegan a sus conclusiones prácticas basándose no solamente en el silogismo aristotélico sino tambiÉn en la dialéctica de Hegel. Así, el zorro sabe que hay aves y cuadrúpedos gustosos y nutritivos. Al acechar a una liebre, a un conejo o a una gallina, el zorro se hace esta reflexión: esta criatura pertenece al tipo nutritivo y gustoso, y salta sobre la presa. Tenemos aquí un silogismo completo, aunque podemos suponer que el zorro no leyó nunca a Aristóteles. Cuando el mismo zorro, sin embargo, encuentra al primer animal que lo excede en tamaño, un lobo, por ejemplo, extrae rápidamente la conclusión de que la cantidad se transforma en calidad y procede a huir. Evidentemente, las patas del zorro están equipadas con tendencias hegelianas, aunque no conscientes.
"Todo esto demuestra, dicho sea de paso, que nuestros métodos de pensamiento, tanto la lógica formal como la dialéctica, no son construcciones arbitrarias de nuestra razón sino más bien, expresiones de las verdaderas interrelaciones que existen en la naturaleza misma. En este sentido, el universo entero está saturado de dialéctica ‘inconsciente'. Pero la naturaleza no se detuvo allí. Se produjo un no pequeño desarrollo antes de que las relaciones internas de la naturaleza pasaran al lenguaje de la conciencia de zorros y hombres, y que el hombre llegara a ser capaz de generalizar esas formas de conciencia transformándolas en categorías lógicas (dialécticas), creando así la posibilidad de conocer más profundamente el mundo que nos rodea".24
A pesar del carácter aparentemente trivial de estos ejemplos, en realidad nos revelan una verdad profunda sobre la manera en que funciona el mundo. Tomemos el ejemplo del montón de granos. Algunas de las investigaciones más recientes sobre la teoría del caos se han centrado en el punto crítico en el que una serie de pequeñas variaciones producen un cambio de estado. (En terminología moderna esto se llama "el borde del caos".) El trabajo del físico, danés de nacimiento, Per Bak y otros sobre la "criticalidad auto-organizada" utiliza precisamente el ejemplo de un montón de arena para ilustrar los profundos procesos que tienen lugar a muchos niveles de la naturaleza, y que se corresponden precisamente a la ley de la transformación de la cantidad en calidad.
Uno de los ejemplos de esto es el del montón de arena -una analogía del montón de granos de los megarenses- . Dejamos caer granos de arena uno a uno sobre una superficie llana. El experimento se ha llevado a cabo muchas veces, tanto con montones de arena reales sobre mesas, como en simulaciones informáticas. Durante un tiempo se irán apilando uno encima de otro hasta formar una pequeña pirámide. Una vez que se llegue a este punto, cualquier otro grano de arena adicional o bien encontrará un sitio en la pila, o desequilibrará uno de sus lados justo lo suficiente para provocar que otros granos caigan en avalancha. Dependiendo de cómo estén situados los otros granos, la avalancha puede ser muy pequeña o devastadora, llevándose gran cantidad de granos. Cuando el montón llega a este punto crítico, incluso un solo grano puede afectar dramáticamente todos los demás a su alrededor. Este ejemplo aparentemente trivial es un excelente "modelo al borde-del-caos", con una amplio espectro de aplicaciones, desde los terremotos a la evolución; desde las crisis de la bolsa a las guerras.
El montón de arena se va haciendo más y más grande, con el exceso de arena deslizándose por los lados. Cuando todo el exceso de arena ha caído, el montón de arena resultante se dice que está "auto-organizado". En otras palabras, nadie le ha dado conscientemente esa forma. Se "organiza a sí mismo", de acuerdo con sus leyes inherentes, hasta que llega a un estado crítico, en el que los granos de arena de su superficie son a duras penas estables. En este estado crítico, incluso añadir un solo grano de arena puede provocar resultados imprevisibles. Puede causar un pequeño cambio más, o puede desencadenar una reacción en cadena que provoque una avalancha catastrófica que destruya el montón.
Según Per Bak, se puede dar una expresión matemática a este fenómeno, según la cual la frecuencia media de una avalancha de determinado tamaño es inversamente proporcional a una potencia de su tamaño. TambiÉn plantea que este comportamiento ("power-law") es extremadamente común en la naturaleza, como en la masa crítica del plutonio, en el que la reacción en cadena se da en el punto en que provoca una explosión nuclear. Por debajo del nivel crítico, la reacción en cadena dentro de la masa del plutonio se desvanecerá, mientras que por encima del nivel crítico la masa explotará. Se puede ver un fenómeno similar en los terremotos, donde las rocas de ambos lados de una falla, en un punto de la tierra en el que están a punto de deslizarse, se superponen. La falla sufre una serie de pequeños y grandes deslizamientos, que mantienen la tensión en el punto crítico durante un tiempo hasta que al final colapsa en un terremoto.
Aunque los que abogan por la teoría del caos parecen no saberlo, todos estos son ejemplos de la ley de la transformación de la cantidad en calidad. Hegel inventó la línea nodal de relaciones de medida, en la cual pequeños cambios cuantitativos en un momento dado dan lugar a un salto cualitativo. A menudo se utiliza el ejemplo del agua, que hierve a 100¡C en condiciones normales de presión atmosférica. A medida que la temperatura se acerca al punto de ebullición, el incremento de calor no provoca inmediatamente que las moléculas de agua se separen. Hasta que no llega al punto de ebullición, el agua mantiene su volumen. Sigue siendo agua, debido a la atracción que las moléculas ejercen unas sobre otras. Sin embargo, el cambio constante de temperatura tiene como efecto un aumento en la velocidad de las moléculas. El volumen entre los átomos aumenta gradualmente, hasta el punto en que la fuerza de atracción es insuficiente para mantener juntas las moléculas. Precisamente a 100¡C, cualquier incremento en la energía calórica hará que las moléculas se separen, produciendo vapor.
El mismo proceso tambiÉn se puede ver al revés. Cuando el agua se enfría desde 100¡C a 0¡C, no se congela gradualmente, convirtiéndose en una gelatina y luego en un sólido. El movimiento de los átomos se ralentiza gradualmente en la medida en que disminuye la energía calórica hasta que, a 0¡C, se llega a un punto crítico, en el cual las moléculas se organizan de acuerdo con cierto modelo, es decir, el hielo. Todo el mundo puede comprender la diferencia cualitativa entre un sólido y un líquido. El agua se puede utilizar para determinados fines, como lavar o saciar la sed, para los cuales el hielo no sirve. Técnicamente hablando, la diferencia es que, en un sólido, los átomos están organizados en un orden cristalino. No tienen una posición azarosa a grandes distancias, es decir, que la posición de los átomos en un lado del cristal está determinado por los átomos en el otro lado. Por eso podemos mover la mano libremente a través del agua mientras que el hielo es rígido y ofrece resistencia. De esta manera, estamos describiendo un cambio cualitativo, un cambio de estado, que surge de una acumulación de cambios cuantitativos. Una molécula de agua es una cuestión relativamente sencilla: un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno gobernados por ecuaciones de física atómica bien comprendidas. Sin embargo, cuando combinamos un gran número de moléculas, adquieren propiedades que ninguna de ellas tienen aisladamente ¾ liquidez¾ . Este tipo de propiedad no está implícita en las ecuaciones. En el lenguaje de la complejidad, liquidez es un fenómeno "emergente".
"Por ejemplo, si enfriamos estas moléculas líquidas de agua un poco, a 32¡F dejarán de dar volteretas azarosas de una forma repentina. Por el contrario, experimentarán una ‘transición de fase', encerrándose en una formación cristalina ordenada llamada hielo. Si vamos al sentido contrario, calentando el líquido, las mismas moléculas de agua volteantes repentinamente se separarán, experimentando una transición de fase al convertirse en vapor. Ninguna de las dos transiciones de fase tendría significación en el caso de una molécula aislada".25
La frase "transición de fase" no es ni más ni menos que un salto cualitativo. Se pueden observar procesos similares en fenómenos tan variados como el tiempo, las moléculas de ADN y en la propia mente. Esta propiedad de liquidez es bien conocida en base a nuestra experiencia diaria. TambiÉn en la física, el comportamiento de los líquidos es bien comprendido y perfectamente predecible hasta cierto punto. Las leyes del movimiento de los fluidos (gases y líquidos) distinguen claramente entre el flujo laminar suave, que es predecible y bien definido, y el flujo turbulento que sólo se puede expresar, en el mejor de los casos, aproximadamente. Se puede predecir exactamente el movimiento del agua alrededor de un embarcadero en un río en base a las ecuaciones normales de los fluidos, siempre y cuando se mueva lentamente. Incluso si incrementamos la velocidad del flujo, provocando remolinos, todavía podemos predecir su comportamiento. Pero si incrementamos la velocidad del flujo más allá de cierto punto, se hace imposible predecir dónde se van a formar los remolinos e, incluso, decir algo sobre el comportamiento del agua en su conjunto. Ha pasado a ser caótico.

La tabla periódica de Mendeleyev

La existencia de cambios cualitativos en la materia era conocida bastante antes de que los seres humanos empezasen a pensar en la ciencia, pero no fue comprendida realmente hasta la llegada de la teoría atómica. Previamente, los físicos consideraban los cambios de estado de sólido a líquido y a gas como algo que sucedía sin que nadie supiese exactamente porqué. Sólo ahora empezamos a comprender correctamente estos fenómenos.
La ciencia de la química hizo enormes progresos durante el siglo XIX. Se descubrieron gran cantidad de elementos. Pero, de una forma bastante parecida a las situación de la física de partículas hoy en día, reina el caos. El gran científico ruso Dimitri Ivanovich Mendeleyev fue el que puso la casa en orden cuando, en 1869, en colaboración con el químico alemán Julius Meyer, elaboró la tabla periódica de los elementos, que mostraba la repetición periódica de propiedades químicas similares.
La existencia del peso atómico fue descubierta en 1862 por Cannizzaro. Pero el genio de Mendeleyev consistió en que no trató los elementos desde un punto de vista meramente cuantitativo, es decir, no consideró la relación entre los diferentes átomos simplemente en términos de peso. Si lo hubiese hecho, no hubiera sido posible la ruptura que realizó. Desde un punto de vista puramente cuantitativo, por ejemplo, el elemento telurio (peso atómico = 127,61) debería de venir despuÉs del yodo (peso atómico = 126,91) en la tabla periódica, sin embargo, Mendeleyev lo colocó justo delante del yodo, debajo del selenio, al que se parece más, y colocó el yodo debajo del elemento relacionado, el bromo. El método de Mendeleyev fue confirmado en el siglo XX cuando la investigación de rayos X demostró que está colocación era correcta. El nuevo número atómico para el telurio fue el 52, mientras que el del yodo es 53.
Toda la tabla periódica de Mendeleyev está basada en la ley de la cantidad en calidad, deduciendo diferencias cualitativas en los elementos a partir de diferencias cualitativas en sus pesos atómicos. Engels en su día ya lo reconoció:
"Por último, la ley hegeliana vale, no sólo para las sustancias compuestas, sino tambiÉn para los propios elementos químicos. Sabemos que ‘las propiedades químicas de los elementos son una función periódica de sus pesos atómicos' (...) y que, por consiguiente, su calidad la determina la cantidad de su peso atómico. Y la demostración de esto es brillante. Mendeleyev probó que las distintas brechas que ocurren en las series de elementos emparentados, ordenados según los pesos atómicos, indicaban que en ellas había nuevos elementos que descubrir. Describió por anticipado las propiedades químicas generales de uno de esos elementos desconocidos, que llamó eka-aluminio, porque sigue al aluminio en la serie que se inicia con éste, y predijo su peso atómico y específico aproximados, así como su volumen atómico. Unos años después, Lecoq de Boisbaudran descubrió ese elemento, y las predicciones de Mendeleyev coincidían, con muy leves discrepancias. El eka-aluminio fue, a partir de entonces, el galio (...) Por medio de la aplicación ¾ inconsciente¾ de la ley de Hegel, de transformación de la cantidad en calidad, Mendeleyev realizó una hazaña científica que no es excesiva audacia equiparar con la de Leverrier, cuando calculó la órbita del planeta Neptuno, hasta entonces desconocido".26
La química implica cambios tanto cualitativos como cuantitativos, cambios de grado y de estado. Esto se puede ver claramente en el cambio de estado de gas a líquido o a sólido, que en general está relacionado con cambios de temperatura y presión. En Anti-Dühring, Engels da una serie de ejemplos de como, en química, la simple adición cuantitativa de elementos crea cuerpos totalmente diferentes. Desde los tiempos de Engels, el sistema químico de denominaciones ha cambiado, pero este ejemplo expresa exactamente el cambio de cantidad en calidad:

Punto de ebullición Punto de fusión

CH2O2 ácido fórmico 100º 1º
C2H4O2 ácido acético 118º 17º
C3H6O2 ácido propiónico 140º -
C4H8O2 ácido butírico 162º -
C5H10O2 ácido valeriánico 175º -

y así sucesivamente hasta C30H60O2, el ácido melísico, que no se funde hasta los 80¡ y no tiene punto de ebullición, porque no se puede pasar al estado de vapor sin descomponerlo".27
El estudio de los gases y vapores constituye una rama especial de la química. El pionero de la química inglesa, Faraday, creía que era imposible licuar seis gases, a los que denominó gases permanentes ¾ hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, monóxido de carbono, óxido nítrico y metano¾ . Pero en 1877, el químico suizo R. Pictet consiguió licuar el oxígeno a –140 ºC bajo una presión de 500 atmósferas. Más tarde, tambiÉn el nitrógeno, el oxígeno y el monóxido de carbono fueron licuados a temperaturas todavía más bajas. En 1900, se licuó el hidrógeno a -240 ºC, y a temperaturas todavía más bajas se consiguió incluso solidificarlo. Finalmente, el desafío más difícil de todos, la licuefacción del helio, se consiguió a -255 ºC. Estos descubrimientos tuvieron importantes aplicaciones prácticas. Hoy en día, el hidrógeno y el oxígeno líquidos se utilizan en grandes cantidades en cohetes. La transformación de cantidad en calidad se demuestra por el hecho de que cambios de temperatura provocan importantes cambios de propiedades. Esta es la clave del fenómeno de la superconductividad. A temperaturas enormemente bajas, ciertas substancias, empezando con el mercurio, no ofrecen ninguna resistencia a las corrientes eléctricas.
El estudio de temperaturas extremadamente bajas fue desarrollado a mediados del siglo XIX por el inglés William Kelvin (más tarde Lord), estableciendo el concepto del cero absoluto (la temperatura más baja posible) que calculó en -273 ºC. A esta temperatura, creía, la energía de las moléculas se hundiría a cero. Esta temperatura se llama el cero Kelvin y se utiliza como base para la escala de medidas de temperaturas muy bajas. Sin embargo, incluso al cero absoluto, el movimiento no desaparece del todo. Todavía hay algo de energía, que no se puede hacer desaparecer. A efectos prácticos, se puede decir que la energía es cero, pero en realidad no es así. Materia y moción, como Engels planteó, son absolutamente inseparables, incluso al "cero absoluto".
Hoy en día se consiguen temperaturas increíblemente bajas de forma rutinaria, y juegan un papel importante en la producción de superconductores. El mercurio se convierte en superconductor a exactamente 4,12º Kelvin (K); el plomo a 7,22º K; el estaño a 3,73º K; el aluminio a 1,2º K; el uranio a 0,8º K; el titanio a 0,53º K. Unos 1.400 elementos y aleaciones tienen esta cualidad. El punto de ebullición del nitrógeno líquido es 20,4º K. El helio es el único elemento conocido que no se puede congelar, incluso al cero absoluto. Es la única sustancia que posee la propiedad conocida como superfluidez. Sin embargo, tambiÉn en este caso, cambios de temperatura provocan saltos cualitativos. A 2,2º K, el comportamiento del helio sufre un cambio tan fundamental que se conoce como helio-2, para diferenciarlo del helio líquido por encima de esa temperatura (helio-1). Utilizando nuevas técnicas se han conseguido temperaturas de 0,000001º K, aunque se cree que no puede llegar al cero absoluto.
Hasta ahora nos hemos concentrado en cambios químicos en el laboratorio y en la industria. Pero no deberíamos olvidar que estos cambios se producen a una escala mucho más grande en la naturaleza. La composición química del carbón, dejando de lado las impurezas, y la de los diamantes es la misma ¾ carbono¾ . La diferencia es el resultado de una presión colosal que, en un punto determinado, transforma los contenidos de un saco de carbón en el collar de una duquesa. Para convertir grafito común en diamante se necesitaría una presión de por lo menos 10.000 atmósferas durante un largo período de tiempo. Este proceso se da de forma natural bajo la superficie de la tierra. En 1955, el monopolio GEC consiguió convertir grafito en diamante a una temperatura de 2.500 ºC y a una presión de 100.000 atmósferas. En 1962 se consiguió el mismo resultado a una temperatura de 5.000 ºC y a una presión de 200.000 atmósferas, convirtiendo el grafito directamente en diamante, sin la ayuda de un catalizador. Estos son diamantes sintéticos, que no se utilizan para adornar los cuellos de las duquesas, sino con fines mucho más productivos, como herramientas de corte en la industria.