30 de agosto del 2007
Las diez grandes ideas de la ciencia
Peter Atkins, catedrático de Química de la Universidad de Oxford, es autor de libro El dedo de Galileo, un tomo de 436 páginas. ¿Por qué su dedo? Porque Galileo representa el punto de inflexión, el momento en que la empresa científica cambió de rumbo y sus cultivadores dejaron sus cómodos sillones, pusieron en duda la eficacia de la alianza entre raciocinio y autoridad, con la que hasta entonces se había intentado luchar con la naturaleza del mundo, y dieron los primeros pasos titubeantes por la senda de la ciencia moderna. Arkins es autor manuales de química de fama mundial y de obras de divulgación como La creación, de la que Richard Dawkins ha dicho que es "el libro de divulgación científica más hermoso que se haya escrito jamás".
Resumimos las diez grandes ideas de la ciencia, tal como las expone en su libro el profesor de Oxford.
1. Evolución. Emerge la complejidad. ¿Cómo se origina toda esta rica variedad de seres vivos? Lamarck (1744-1829) creyó haber dado con la clave. La pobreza y la enfermedad le acompañaron toda la vida, pero fue el fundador de la biología de los invertebrados (término acuñado por él) e intentó encontrar una explicación de la existencia de las especies. La chispa de Darwin se encendió el 28 de septiembre de 1838, mientras pensaba sobre la amplia información que había reunido en su viaje en el "Beagle", que duró cinco años. Leía, por entretenimiento, el Ensayo sobre el principio de la población, de Malthus. Después se pasó 20 años reflexionando y el 1 de julio de 1858 salió a la luz, y el informe se publicó en noviembre de 1859.
La selección natural es una idea sencillísima, pero su aplicación es muy complicada. El "éxito" en este campo es algo más que mera supervivencia. Es también la capacidad de seguir reproduciéndose. Este principio se halla en el origen de la desafortunada y tan malinterpretada expresión "la supervivencia del más fuerte", acuñada por Herbet Spencer en 1862. Cuando se considera la selección natural, hay que recordar que se trata de un proceso totalmente localizado en el espacio y en el tiempo. Está implicada por completo en el presente y carece en absoluto de previsión.
2. ADN. La racionalización de la biología. La gran idea es aquí "La herencia está codificada en el ADN". Cada uno de nosotros en cien billones de seres, aproximadamente. Cada una de nuestras células (y rondan el centenar de millones), la mayoría tan distintas que hacen falta doscientas para llenar el punto de esta i contiene una plantilla de todo nuestro cuerpo. En principio (una expresión siempre peligrosamente sospechosa) si descomponemos un cuerpo en sus cien billones de células, podría engendrar cien billones de personas, y si volvemos a separar todas esas personas una vez más, podrían convertirse en unos cien billones y pronto usted y sus clones dominarían por completo todo el universo. Por suerte, hay limitaciones físicas y biológicas que hacen imposible esta fantasía. Pero la mera posibilidad de imaginarla sugiere que nuestros conocimientos sobre la naturaleza celular de la vida han alcanzado cotas sin precedentes.
El autor de este libro se formula dos preguntas para desvelar el misterio del cromosoma. ¿De que está hecha la herencia? ¿Qué es la encarnación física de la información genética? La idea de que una sustancia química lleva codificada la información hereditaria había surgido en el siglo XIX. Una vez aceptado, a partir de 1902, aproximadamente, que las proteína son largas moléculas fibrosas, se vivió un entusiasmo generalizado ante la idea de que las proteínas llevaban codificada la información genética, con distintas secuencias de aminoácidos que transmiten mensajes diferentes de una generación a la siguiente.
3. Energía. La universalización de la contabilidad. La energía no ha dejado de ser un aspecto del discurso literario, pero hoy cuenta con una vida nueva, rica y claramente delimitada dentro de la ciencia. Thomas Young (1773-1829) afirmó que el término energía podía aplicarse al producto de la masa o peso de un cuerpo por el cuadrado del número que expresa su velocidad. La observación era incompleta, pero abría un camino fascinante para entender la interpretación actual del concepto de energía y su gran importancia de su conservación. El trabajo, por ejemplo, es energía transferida de tal manera que, al menos en principio, esta energía pueda utilizarse para levantar un peso, o, en términos generales, para mover un objeto.
4. La entropía. El resorte del cambio. La gran idea es que todo cambio es consecuencia de la caída sin finalidad de la energía y la materia en el desorden. Por ello, C.P. Snow pudo afirmar que "desconocer la Segunda Ley de la termodinámica es como no haber leído nunca una obra de Shakespeare". Una pregunta que cualquiera podría olvidarse de plantear es por qué pasan la cosas. El profesor Atkins, en el libro que glosamos, dice que al buscar la respuesta a esta pregunta podemos llegar a una comprensión absoluta. La respuesta a la interrogación sobre el origen del cambio está en un campo científico llamado termodinámica, y que es el estudio de las transformaciones de la energía, en concreto del calor en trabajo.
5. Átomos. La reducción de la materia. La gran idea: que la materia es atómica. La ciencia tardó en captar la matemática de la materia que en entender el movimiento de esta materia. La naturaleza de lo tangible era más escurridiza que el movimiento de la tangible en el espacio, ya que si bien fácil adjudicar números a las diversas posiciones en el espacio y en el tiempo, no se tenía aún la más remota idea de cómo adjudicar números a la materia. ¿A decir verdad, los números afectaban siquiera en algo a las propiedades comúnmente consideradas químicas? ¿Acaso la naturaleza de la materia iba a ser eternamente una mera cuestión de especulación?
Pero, ¿qué son los átomos? ¿Cómo se transforman? La primera demostración de que los átomos tienen una estructura interna fue obra de J. J. Thomson (1856-1940), que en 1897 probó que podían detectarse electrones dentro de los átomos mediante descargas eléctricas. Los electrones eran la primera de las partículas subatómicas (partículas más pequeñas que los átomos) en ser identificadas. El número atómico quedó expuesto a la determinación empírica gracias a una técnica desarrollada por Henry Moseley (1887-1915) antes de ser llamado a filas y morir de un balazo en Gallipoli. Como escribiera Wilfred Owen antes de encontrarse con su propia bala la víspera del final de la guerra:
Hice mío el coraje y obtuve misterio;
hice mía la sabiduría y obtuve dominio
6. Simetría. La cuantificación de la belleza. La gran idea aquí nos llega de Galeno: "Crisipo sostiene que la belleza no consiste en los elementos, sino en la simetría de las partes". ¿Sería posible que la belleza fuera la clave para comprender este hermoso mundo? El escultor griego Policleto de Argos, que vivó hacia 450-420 a.C., estableció las bases de nuestra comprensión actual de las partículas fundamentales. Uno de los grandes logros de la ciencia del siglo XIX fue la demostración, por el científico escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) de que el mejor modo de concebir las fuerzas eléctrica y magnética era considerarla como las dos caras de una única fuerza electromagnética.
7. Cuantos. La simplificación de la comprensión. La gran idea, en este caso, fue la siguiente: Las ondas se comportan como partículas, y las partículas, como ondas. Una buena frase de Richard Feynman es: "Si alguien afirma saber de lo que trata la teoría de los cuantos, es que no la ha comprendido". Hasta finales del siglo XIX, las ondas eran ondas y las partículas, partículas, sin ninguna ambigüedad. Pero, por desgracia para el entendimiento simplista, esta distinción no superó el cambio de siglo, entró un virus en la física clásica y, a las pocas décadas del siglo XX, la enfermedad que portaba lo había destruido todo por completo.
8. Cosmología. La globalización de la realidad. La gran idea es que el Universo se está expandiendo. La arrogancia del logro majestuoso está en la capacidad de la ciencia para aplicarse a la mayor cuestión de todas: el origen del Universo. La humillación ineludible e irónica es que cada revolución astronómica y cosmológica los ha reducido la singularidad de la posición del Hombre. Desde Ptolomeo para acá, el Sol se ha visto empujado a una posición insignificante en una galaxia insignificante en un grupo insignificante en el que puede resultar ser un Universo insignificante.
9. Espacio-Tiempo. El ámbito de la acción. La gran idea es: El espacio-tiempo está curvado por la materia, junto con una frase de Einstein: "Tiempo y espacio son modos mediante los que pensamos y no condiciones en las que vivimos".
¿Dónde sucede todo? Cuando miramos a nuestro alrededor, la respuesta parece evidente. Existimos en el espacio y actuamos en el tiempo. ¿Pero qué es el espacio y qué es el tiempo? Pensamos en el espacio como un escenario, tal vez inmaterial. El tiempo distingue acciones sucesivas, es un rasgo del Universo que nos permite reconocer el presente como una frontera siempre cambiante entre el pasado y el futuro. En otras palabras, el espacio desenreda sucesos simultáneos; el tiempo distingue el futuro imprevisible del pasado inalterable. Juntos, espacio y tiempo extienden los sucesos sobre los lugares en una secuencia ordenada, haciéndolos comprensibles. Pero tales de espacio y tiempo son más afines al sentimiento que al verdadero conocimiento. Tal sean el puto de partida de un filósofo que el punto de llegada de un científico.
10. Aritmética. Los límites de la razón. La gran idea es ésta: Si la aritmética es consistente. Es incompleta. Una de mejores creaciones de la mente humana es la matemática, pues no sólo constituye la apoteosis del pensamiento racional, sino que también es la espina dorsal que confiere a la especulación científica la rigidez necesaria para afrontar la experiencia. Las hipótesis científicas son como gelatina: precisan de la rigidez de la formulación matemática para soportar la verificación experimental y acoplarse a la red de conceptos que componen la ciencia física. Una opinión muy extendida es que la matemática no es una ciencia, pues, quieras o no, puede hacer girar sus propios universos de discurso, universos de discurso, universos que apenas necesitan mantener relación con el mundo en el que parece que habitamos, salvo en el sometimiento a los rigores de la lógica.
Por lo tanto, cabría pensar que la matemática es una intrusa en este volumen que glosamos, pero resulta tan central en el modo de pensamiento de un científico que es mejor considerarla una huésped bienvenida y recibirla como una ciencia honoraria. Además, con el avance de la abstracción en las ciencias físicas y su estimulación en el seno de las biológicas, determina dónde termina la matemática y comienza la ciencia es tan difícil e inútil como trazar el mapa de las márgenes de una neblina matinal.
Peter Atkins: El dedo de Galileo: Las diez grandes ideas de la ciencia. Espasa, 2003.