The inner life of a cell

La Universidad de Harvard ha publicado este espectacular vídeo sobre lo que sucede en el interior de las células. Todos hemos estudiado los procesos que se muestran en el video, pero nunca fuimos capaces de verlos así:

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¿Y si mezclamos todos los elementos de la tabla periódica?

Este artículo fue publicado inicialmente en Amazings y pertenece a su autor.


Imaginad que por alguna extraña razón, metemos en un acelerador de partículas átomos de todos los elementos de la tabla periódica y los hiciéramos impactar simultáneamente entre si. ¿Qué sucedería? ¿Formarían un elemento Frankenstein? En Popular Science, Bjorn Carey se encarga de dar una respuesta al asunto.

Hacer chocar entre si todos los átomos a una velocidad del 99.999% de la velocidad de la luz (la máxima velocidad que alcanzan las partículas en el LHC) podría hacer que algunos núcleos se fusionasen pero no formarían ningún elemento “monstruoso”. Más probablemente se unirían en un plasma de quark-gluones, la materia teórica que existió justo antes de que se formase el universo. Suponiendo que contásemos con 118 LHCs para accelerar cada uno de los elementos, el plasma resultante solo duraría una fracción de segundo, tras lo cual se degradaría.

Y ahora hagamos la prueba desde otro enfoque. Imaginad que tomamos un trozo pulverizado de cada elemento (incluyendo unas “nubecitas” de los gaseosos) y los introducimos en un contenedor sellado para ver que sucede. La respuesta la da John Stanton, director del Instituto de Química Teórica de la Universidad de Texas.

“El oxígeno reaccionaría con el litio o con el sodio y ardería, elevando la temperatura del contenedor desencadenando un infierno. El grafito de carbono en polvo también ardería, Existen aproximadamente 25 elementos radioactivos, los cuales harían del “guiso” al fuego algo un poquito peligroso. Que el plutonio arda es una cosa muy mala. Inhalar material radioactivo puede provocar la muerte de forma rápida”.

Cuando las cosas se calmasen, añade Stanton, el resultado sería bastante aburrido. El carbono y el oxígeno se mezclarían formando monóxido ý dióxido de carbono. El nitrógeno es muy estable, y permanecerá inalterado. Los gases nobles no reaccionarían, y eso mismo sucedería con unos cuantos metales como el oro y el platino, que se encuentran principalmente en sus formas puras. Los elementos que reaccionasen formarían sales y óxidos. “La termodinámica ganaría de nuevo ya que las cosas siempre terminan alcanzando el equilibrio, y en este caso eso sería una mezcla de elementos comunes y estables”.

A lo mejor nunca os habíais planteado una cosa tan rara, pero siempre hay alguien ahí afuera con cuestiones curiosas en las que nadie más parece pensar ;-)

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El exilio de la ciencia

Este artículo fue publicado inicialmente en Amazings y pertenece a su autor.

Entre 1938 y 1940, Gerardo Tapia, cruzó la frontera francesa por un punto indeterminado. Fue uno de los 400.000 españoles que huyeron del país hacia Francia. Muchos otros fueron a Latinoamérica, Estados Unidos o a Reino Unido. Se fue sin saber si podría volver. Lo haría unos 40 años más tarde, tras la llegada de la democracia. La mayoría nunca volvió.

En la España de hoy, el exilio político es ya cosa del pasado. Muy lejano para los que hemos nacido con la democracia como cuna. Sufrimos, sin embargo, otro tipo de exilio. Un exilio sin la amenaza de fusiles pero no menos dramático para el futuro de nuestro país. El exilio de la Ciencia.

Los exiliados de hoy en día no cruzan la frontera en los Pirineos ni son retratados en blanco y negro por Robert Cappa. Vuelan en low cost hacia los Estados Unidos, Alemania o Reino Unido. Con sus retratos familiares guardados en Facebook y no en desgastados álbumes. Con el embutido envasado al vacío en vez de en hojas de periódico. Son jóvenes altamente formados: científicos, ingenieros y médicos que se van uno a uno. Poco a poco.

No saben si volverán. Creen que sí, pero probablemente no sea así. La mayoría de los científicos que abandonan España no vuelven nunca. Porque no pueden o porque ya no quieren.

La Dictadura no sólo exilió a soldados como Gerardo Tapia, también fue acompañada por un exilio intelectual y científico causado por una depuración de la universidad. Tras la llegada de la democracia, la Ciencia, al igual que otros campos del saber, comenzó otra vez a ver la luz. Estábamos tan cerca.

Los constantes recortes en I+D han roto el sueño de muchos de los que habitan otras tierras. Jóvenes investigadores aprendiendo o enseñando en los mejores centros del mundo.

Alemania ha mantenido el gasto en ciencia y en educación. Reino Unido lo quería bajar aunque parece que podría recular (en cualquier caso nada comparable a España), EEUU sigue como una locomotora y Asia ya abre las puertas a los investigadores europeos.

Un importante científico vasco comentaba el otro día a una amiga que España está ya tocada para los próximos 10 años. Difícil volver de Alemania, aunque dé con cuadratura del círculo. Diez años. Nadie va esperar tanto.

Muchos de los jóvenes que despunten en otros países no podrán volver. Les darán sus mejores años a otros países que no invirtieron nada en su educación. Mirarán de reojo la situación española. Quizás dentro de mucho tiempo pensarán que algo ha cambiado y que están dispuestos a trabajar con menos recursos, a ganar menos y a ser tratados peor. Todo por el país que les vio nacer. Entonces vendrá otra crisis, como ocurre en cada década, y será peor. A algunos les pillará con el sueño de volver y otros los derrumbará cuando ya estén en España. Cuando ya lo hayan sacrificado todo por volver.

Hablo de los jóvenes porque son los grandes perjudicados con estos recortes y porque son los que podrían iniciar el cambio de modelo. Y es que se nos olvida tan rápido que muchos de los avances de la Ciencia fueron impulsados por jóvenes investigadores. James Watson tenía 25 años cuando propuso junto a Francis Crick (37) la estructura de la doble hélice. Einstein tenía 26 cuando convulsionó la física. Ni siquiera hay que ir tan lejos. Mariano Barbacid tenía 33 años cuando realizó uno de los descubrimientos más importantes de la investigación contra el cáncer. Juan Ignacio Cirac tenía 30 años cuando propuso su modelo de computación cuántica. El primero lo hizo desde los Estados Unidos y el segundo desde Austria. ¿Cuántos podrán cambiar el mundo desde España en esta década? ¿Llegará el día en que un científico extranjero realice un trabajo similar tras emigrar a España?

Dentro de 30 años algunos jóvenes volverán a España desde otros lugares del mundo. Vendrán a conocer el lugar que exilió a sus padres y que tantas veces han oído maldecir. No os preocupéis por ellos, al fin y al cabo están donde se les aprecia. Deberíais preocuparos por vosotros mismos, si os quedáis, ¿O acaso creéis que vuestras pensiones se van a pagar construyendo casas?

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La falacia cosmista

Este artículo fue publicado inicialmente en Amazings y pertenece a su autor.

Eduard Büsching envió a Albert Einstein una copia de su libro “No hay dios” en 1929. En la carta de respuesta que envió Einstein el 25 de octubre, éste afirmaba que el libro sólo trataba sobre la no existencia de un dios personal y se declaraba seguidor de Spinoza, afirmando:

Nosotros, los seguidores de Spinoza, vemos a nuestro dios en el maravilloso orden y las leyes de todo lo que existe […]

Esta visión del universo por parte de Einstein como un todo ordenado y armónico condicionó su aceptación de los avances que para la física supuso la mecánica cuántica, a pesar de las evidencias experimentales.

Cincuenta años después, Carl Sagan, no pudo sustraerse a la visión del universo como un “cosmos”, un todo ordenado y armónico. En su famosa serie de televisión de este título, afirmaba: “El cosmos está lleno más allá de toda medida de verdades elegantes; de interrelaciones exquisitas; de la sobrecogedora maquinaria de la naturaleza”. Si nos fijamos bien, es la misma idea de Einstein expresada en términos no tan explícitos.

¿Pero existen realmente ese orden y esa armonía? ¿Existe esa maquinaria universal que les habla de un relojero a los seguidores del diseño inteligente? ¿O es solamente una simplificación a la que nos obliga nuestra limitada capacidad para gestionar la información?

A continuación vamos a explorar someramente algunos aspectos de la física que pondrán en evidencia que, científicamente hablando, no podemos afirmar que exista el cosmos. Es decir, no tenemos base para atribuir al universo, más allá de toda duda razonable, un orden y una armonía. Fundamentalmente porque no sabemos cómo es en sí, fuera de los experimentos y de cómo lo percibimos. Veremos por qué hablar de cosmos es una falacia, la falacia cosmista. A continuación exploraremos brevemente por qué caemos en ella.

La mecánica cuántica se fundó sobre la existencia de la dualidad onda-corpúsculo de la luz y la materia, y el enorme éxito de la mecánica cuántica viene a reforzar este dualismo. ¿Pero cómo podemos concebir, cómo podemos pensar que una partícula tenga realmente las propiedades de una onda? ¿Y cómo podemos imaginar una onda que tiene realmente las propiedades de una partícula? Se podría construir una mecánica cuántica consistente sobre la idea de que un rayo de luz o un electrón se pueden describir simultáneamente por los conceptos incompatibles de onda y de partícula.

En 1927, Niels Bohr se dio cuenta de que la clave para poder tener un discurso consistente estaba en la palabra “simultáneamente”. Se dio cuenta de que nuestros modelos de la materia y de la luz se basan en su comportamiento durante los experimentos que se realizan en los laboratorios. En algunos de esos experimentos se comportan como partículas (efectos fotoeléctrico y Compton, rayos catódicos) y en otros como ondas (doble rendija, difracción). Pero la luz y los electrones nunca se comportan simultáneamente como si consistieran de partículas y ondas. En cada experimento específico se comportan o como partículas o como ondas.

Esto sugirió a Bohr que las descripciones corpuscular y ondulatoria de la luz y la materia son ambas necesarias si bien son lógicamente incompatibles entre sí. Deben ser consideradas complementarias entre sí, como si fueran dos caras de la misma moneda. De aquí que Bohr formulase lo que se conoce como Principio de Complementariedad: Los modelos corpuscular y ondulatorio son ambos necesarios para una descripción completa de la materia y de la radiación electromagnética; dado que estos modelos son mutuamente excluyentes, no pueden usarse simultáneamente; cada experimento, o el experimentador que diseña el experimento, selecciona una descripción u otra como la apropiada para el mismo.

Es importante comprender lo que significa realmente el principio de complementariedad. Al aceptar la dualidad onda-corpúsculo como un hecho de la naturaleza, Bohr estaba diciendo que la luz y los electrones (u otros objetos) presentan potencialmente las propiedades tanto de partículas como de ondas, hasta que se les observa, momento en el que se comportan como si fuesen una u otra, dependiendo del experimento y de la elección del experimentador. Esta afirmación tiene implicaciones muy profundas, ya que significa que lo que observamos en nuestros experimentos no es la naturaleza como realmente es cuando no la observamos. De hecho, la naturaleza no favorece un modelo en concreto cuando no la observamos; más bien, es una mezcla de las muchas posibilidades que tiene de ser hasta que la observamos. Al montar un experimento, seleccionamos el modelo que exhibirá la naturaleza, y nosotros decidimos si los fotones, los electrones o las pelotas de tenis (si van suficientemente rápido) se van a comportar: como partículas o como ondas.

En otras palabras, según Bohr, el experimentador se convierte en parte del experimento. El experimentador interactúa con la naturaleza, por lo que nunca podemos observar todos los aspectos de la naturaleza como realmente es. De hecho, esa expresión, por muy atractiva que sea, no tiene sentido operativo. Por el contrario, sólo podemos conocer la parte de la naturaleza que se manifiesta en nuestros experimentos. La consecuencia de este hecho es el principio de incertidumbre, que establece una limitación cuantitativa sobre lo que podemos aprender de la naturaleza en una interacción dada; y la consecuencia de esta limitación es que debemos aceptar la interpretación probabilística de los procesos cuánticos individuales. De aquí el nombre de principio de indeterminación que recibe a veces el principio de incertidumbre. Mientras la mecánica cuántica siga siendo válida, no hay forma de evitar estas limitaciones epistemológicas, sobre lo que podemos conocer.

El principio de complementariedad y sus consecuencias epistemológicas están, por tanto, en abierta contradicción directa con la visión del universo como un todo ordenado y armónico, sometido a leyes inmutables, independiente en su funcionamiento de nosotros y de nuestras observaciones. La mecánica cuántica que no podemos afirmar cómo es en sí la naturaleza, tan sólo cómo se comporta en nuestros experimentos (esta posición se llama empirismo en filosofía).

¿Cómo es posible que mentes brillantes como las de Einstein, Sagan y otras muchas caigan en la falacia cosmista? ¿Por qué, a pesar de conocer la mecánica cuántica seguían pensado que el universo es un cosmos? La respuesta está en las propiedades de la información y en las limitaciones de nuestro cerebro.

A nadie se le oculta que la información es costosa de conseguir, de almacenar, de manipular y de recuperar. Por consiguiente, nuestro limitado cerebro, inmerso en un entorno que le ofrece infinidad de datos, debe seleccionar cuáles eleva a nivel consciente, cuáles almacena, cómo los almacena y cómo accede a ellos. Para poder manejar la enorme cantidad de información necesaria para la supervivencia nuestro cerebro se ve obligado a recurrir a un truco: hace lo mismo que tú harías en un ordenador, compactar archivos; en el caso del cerebro compactar archivos se llama crear historias.

Imaginemos que nos dan una hoja de papel con 500 palabras al azar y nos piden que las memoricemos. A primera vista parece una tarea imposible. Sin embargo, si esas quinientas palabras estuviesen ordenadas formando un texto que cuenta una historia, lo podríamos memorizar con cierta facilidad. Cuanto más aleatoria es la información, más difícil es de resumir, más difícil es encontrar pautas y reglas y, para nuestros cerebros de primate, es más difícil y costosa de almacenar, manipular y recuperar.

Por tanto, nuestro cerebro reduce los datos que recibe, y su aleatoriedad, eliminando los que considera superfluos, reordenando y sometiéndolos a reglas (nemotécnicas), aumentando el orden artificialmente. Por tanto, cuanto más resumimos, más orden incorporamos y menor es la aleatoriedad. Los mismos condicionantes que nos hacen simplificar son los que nos empujan a pensar que el universo es menos aleatorio de lo que en realidad es. Nosotros no vemos el universo como es, no podemos, vemos el resumen del resumen, ordenado por nuestro cerebro; y como encontramos que este resumen tiene orden, no lo atribuimos al resumidor sino a la fuente de los datos, al universo.

Los mitos, las religiones, algunas corrientes filosóficas no son más que expresiones de este orden impuesto por las limitaciones de nuestro cerebro para hacer comprensible el mundo que nos rodea. El corolario es que existen tantos órdenes cósmicos como personas, pues no hay dos que crean exactamente lo mismo.

Un segundo corolario es que los desequilibrios en el cerebro modifican nuestra visión del orden del mundo. Así, muchos desórdenes psicológicos incluyen entre sus síntomas la sensación de haber perdido el control sobre las cosas, de ser incapaz de encontrar un sentido al mundo. En el otro extremo, la inyección de L-dopa, una sustancia que se usa en el tratamiento de las personas con Parkinson, un precursor del neurotransmisor dopamina, disminuye el escepticismo y aumenta la capacidad de encontrar pautas: la persona se vuelve vulnerable a pseudociencias como la astrología, el tarot, la numerología, y supersticiones de todo tipo. Las personas con niveles altos de dopamina también corren el riesgo de volverse adictas a los juegos de azar, como la ruleta, porque perciben claramente pautas en las sucesiones de números aleatorios.

La capacidad de proyección del orden que crea cada cerebro es algo muy conocido y que se aplica con frecuencia. En psicología, por ejemplo, el famoso test de Rorschach, no es más que el análisis de las proyecciones que realiza el sujeto sobre una mancha de tinta, completamente desprovista de significado objetivo, de su forma de pensar, de cómo su cerebro ordena el mundo. Por otro lado, la persona que consume LSD sabe que alterar la concentración de determinadas sustancias en el cerebro le permitirá contemplar el universo en otro orden que el habitual, incluso podrá percibir el universo como carente de tiempo.

En el siglo XVII un filósofo se adelantó 300 años a la neurociencia actual, escribiendo:

Y como aquellos que no entienden la naturaleza de las cosas nada afirman realmente acerca de ellas, sino que sólo se las imaginan, y confunden la imaginación con el entendimiento, creen por ello firmemente que en las cosas hay un Orden, ignorantes como son de la naturaleza de las cosas y de la suya propia. Pues decimos que están bien ordenadas cuando están dispuestas de tal manera que, al representárnoslas por medio de los sentidos, podemos imaginarlas fácilmente y, por consiguiente, recordarlas con facilidad; y, si no es así, decimos que están mal ordenadas o que son confusas. Y puesto que las cosas que más nos agradan son las que podemos imaginar fácilmente, los hombres prefieren, por ello, el orden a la confusión, como si, en la naturaleza, el orden fuese algo independiente de nuestra imaginación;[…]

El que escribió esto en el apéndice al primer libro de su Ética no fue otro que Spinoza. Einstein no sólo se equivocó al rechazar la mecánica cuántica, tampoco parece que estuviese muy fino en su lectura de su filósofo de cabecera.

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Manifiesto por una Universidad libre de pseudociencia y oscurantismo

Este manifiesto ha sido redactado J.M. Hernández para La Ciencia y sus Demonios. Este blog se suma a la iniciativa.

Ante la cada vez más abundante proliferación de conferencias, cursos, seminarios y todo tipo de actividades que diferentes corrientes pseudocientíficas están desarrollando dentro del marco de las universidades españolas y latinoamericanas, tendencia que cristaliza en la reciente creación de una Cátedra de Investigación sobre Homeopatía en la Universidad de Zaragoza, los abajo firmantes (científicos, profesores, alumnos y ciudadanos en general) nos vemos en la necesidad de manifestar lo siguiente:

La colaboración entre la Universidad y la Empresa, así como con otros organismos y agentes sociales es enriquecedora, productiva y debe ser considerada como una de las prioridades de la política universitaria. Los acuerdos y contratos para la transferencia de resultados de la investigación a la empresa privada pueden representar una importante fuente de financiación para las universidades públicas; los cuales, desarrollados convenientemente, permiten una mayor productividad científica y la optimización de las aplicaciones de tal actividad. Sin embargo, creemos que no es justificable que la Universidad busque vías de financiación a cualquier precio, y aún menos si con ello pervierte su filosofía y fines fundamentales.

La Universidad Pública, como cualquier otro organismo de la administración, debe estar al servicio del ciudadano, manteniendo un contacto permanente con la sociedad de la que forma parte, mediante una comunicación constante que permita la sintonía entre el mundo universitario y las necesidades sociales. Para cumplir estos objetivos, la Universidad debe ser un adalid en lo referente a innovación y a exploración de nuevos caminos para el conocimiento. La Universidad nunca debe ser una estatua, sino una animación en constante movimiento.

No es posible entender la función investigadora y el compromiso social de la Universidad sin la imbricación con su papel fundamental en la formación de ciudadanos libres, capaces de enfrentarse al mundo mediante una mentalidad crítica que les permita escapar de las cadenas de la irracionalidad, la superstición y la ignorancia. Esta función docente, completamente consustancial a la institución universitaria, va más allá de las aulas, al representar la Universidad un referente en cuanto a conocimiento y racionalidad para toda la sociedad.

En este sentido, la Universidad juega un papel muy importante ante el avance que en la sociedad contemporánea están teniendo determinadas corrientes anticientíficas y antirracionales, que pueden suponer un significativo retroceso hacia el oscurantismo y la superstición, algo que se encuentra en el polo opuesto de los objetivos universitarios. Nos preocupa, como universitarios y como ciudadanos, que bien entrado el siglo XXI cada vez prolifere un mayor número de terapias más próximas a la magia que a la medicina, en muchas ocasiones amparadas por instituciones y empresas médicas profesionales; nos preocupa que presidentes de gobierno consulten astrólogos; que pulseras mágicas declaradas oficialmente fraudulentas sean portadas por ministros de sanidad y constituyan el regalo más vendido de las últimas navidades; que cada vez haya más ciudadanos que crean firmemente que las vacunas son tóxicas y nefastas para la salud; que aumente el número de enfermos que abandonan el tratamiento médico para abrazar alternativas esotéricas; nos preocupa muy seriamente que gran parte de la población vuelva a confiar más en los curanderos que en la medicina científica.

Nos preocupa que la Universidad pueda convertirse en un mercadillo que de cabida a cualquier alternativa irracional al conocimiento científico. Sólo una mal entendida apertura de mentalidad puede justificar que se enseñe alquimia en las Facultades de Química, ufología en las de Física o el diluvio universal en las de Historia. Ofrecer el foro universitario a las pseudociencias, en igualdad de condiciones con el conocimiento racional, no se traduce en ningún enriquecimiento cultural, sino en una validación universitaria de la superstición y la charlatanería. Difícilmente podremos educar a nuestros hijos sobre la inexistencia de bases empíricas en la predicción astrológica si van a encontrar en el campus universitario cursos de postgrado en astrología.

Reza una de las máximas en ciencia que la razón no debe aceptar algo como cierto sólo porque lo afirme mucha gente o porque lo suscriban personajes importantes, y que siempre es necesario detenerse ante cualquier afirmación y dudar sobre si es o no cierta. Esto obliga a actuar mucho más despacio, a sopesar cuidadosamente las opciones, a avanzar con cautela ante cualquier tipo de propuesta. Y esta es una de las cosas que creemos firmemente que debe enseñarse en las universidades.

Por todo ello, nos preocupa que la Universidad de cabida a cursos sobre acupuntura, a conferencias sobre creacionismo, a seminarios sobre astrología y a cátedras sobre homeopatía. Nos preocupa especialmente si no se enfocan como un debate crítico y un análisis racional, sino con un presupuesto de funcionalidad y validación científica de los que no sólo carecen, sino que están en frontal oposición al espíritu crítico universitario.

En el caso concreto de la homeopatía, aunque de igual aplicación para el resto de pseudociencias, no se ha demostrado científicamente ni su fundamento teórico (que contradice nuestros conocimientos sobre química y medicina más elementales), ni su efectividad más allá de un placebo. Décadas atrás, se destinaron importantes estudios a buscar una posible base en los postulados homeopáticos, los cuales no han variado significativamente en doscientos años, base que jamás se encontró.

Nos resulta extremadamente paradójico que mientras gobiernos europeos retiran fondos y apoyos estatales a la práctica homeopática, en España se instauren cátedras dentro de las universidades públicas. El aval que esto supone, sitúa a la homeopatía, a la astrología o al espiritismo dentro de la categoría de disciplinas universitarias; máxime cuando no nos encontramos exclusivamente ante una actividad de investigación sobre un fenómeno dudoso, sino ante una institucionalización dirigida a la formación y divulgación de estos postulados.

Consideramos por último, que si bien está justificado profundizar y destinar fondos a cualquier aspecto que pueda ser investigado, la especial situación económica actual convierte la inversión de esfuerzo y medios en este tipo de disciplinas totalmente desacreditadas en un acto de puro despilfarro de recursos, que podrían emplearse en líneas de investigación y docencia muchísimo más prioritarias.

Las personas que desde distintos estamentos y colectivos de la sociedad suscribimos este manifiesto, deseamos llamar la atención sobre este importante aspecto al conjunto de la población y, especialmente, a las autoridades académicas y gubernativas, confiando en que la razón acabe imponiéndose sobre la superstición y el oscurantismo.

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