Índice

Portada

Prólogo

Parte primera. Ciencia, filosofía y sociedad

1. Conocer para sobrevivir

2. Ciencia, filosofía y humanidades

3. Ciencia y racionalidad

4. Premios nobel y aficionados

5. ¿El final de la ciencia?

6. Límites del conocimiento y de la acción

7. Grandeza y miseria de la filosofía analítica

8. Karl Popper

9. Thomas Kuhn

Parte segunda. Biología

10. ¿Qué es la vida?

11. Organismos modélicos

12. El desciframiento del genoma humano

13. Gloria y promesa de la células madre

14. Chapuzas de la evolución

15. Muerte e inmortalidad

16. Miedos infundados y compasión fundada

17. Monod y la biología molecular

18. Wilson, el naturalista

Parte tercera. Astronomía, física y matemáticas

19. Vida en otros planetas

20. Ventanas al universo

21. El esplendor del Sol

22. Modelos simples de un mundo complejo

23. Tiempo y espacio

24. Física y metafísica

25. El oro de Fermat

26. Los números naturales como biblioteca universal

Referencias y lecturas complementarias

Notas

Créditos

PRÓLOGO

Vivir bien es, entre otras cosas, vivir despierto, vivir con los ojos abiertos, darse cuenta de quiénes somos y dónde estamos, practicar la virtud de la lucidez. Vivir bien implica dar rienda suelta a nuestra curiosidad, asumir nuestra dimensión espiritual y participar en la aventura intelectual de nuestro tiempo. En efecto, a pesar de todos sus horrores, nuestro tiempo es una época dorada del espíritu, una fiesta del conocimiento. Al menos desde el punto de vista intelectual, podemos considerarnos afortunados por el momento histórico que nos ha tocado vivir.

Hasta hace poco cada grupo étnico o religioso permanecía encerrado en la caverna de su propia tradición cultural, pero los frágiles mitos tribales no han resistido la confrontación con los métodos objetivos de la investigación científica. La ciencia actual no es solo la punta de lanza de la cultura universal emergente, sino también un reto insoslayable para cada uno de nosotros. Sus resultados tecnológicos y económicos son bien visibles, pero no serán menores sus efectos sobre nuestra manera de pensar y sentir, sobre nuestra concepción del mundo, sobre nuestra filosofía y nuestra moral.

La ciencia da trabajo y permite hacer carrera a los científicos profesionales, pero eso solo les interesa a ellos. En un sentido mucho más profundo, la ciencia nos concierne a todos. Su progreso puede iluminar nuestras mentes y orientar nuestras decisiones, además de constituir una fuente inagotable de placer intelectual. Por eso estamos dispuestos a contribuir a su financiación con nuestros impuestos.

La ciencia de que hablamos aquí no es una asignatura acabada, sino una ciencia viva, un proceso dinámico de ideas arriesgadas y experimentos precisos, algo que genera polémica y requiere análisis y discusión, y que repercute en nuestro pensamiento y en nuestra vida. Obviamente, esta obra no es un libro de texto ni un tratado de nada; ni siquiera es un ensayo homogéneo. Más bien constituye una recopilación de ensayos heteróclitos, en los que sin embargo subyace la preocupación unitaria por entender la aventura intelectual de nuestro tiempo y por construir puentes transitables entre la ciencia y la filosofía, de tal modo que se aclaren y enriquezcan mutuamente.

La primera parte del libro reúne ensayos y reflexiones sobre la ciencia en su relación con la filosofía y con la sociedad. Discute temas fronterizos como la incardinación del conocimiento en la economía de la vida, el indeseable divorcio entre ciencia y filosofía o, más generalmente, entre ciencias y humanidades, los profesionales y los aficionados, el presunto final de la ciencia y los límites absolutos de lo que podemos llegar a saber. El capítulo 7 analiza la situación de la filosofía actual y los siguientes trazan semblanzas de dos famosos filósofos de la ciencia: Karl Popper y Thomas Kuhn.

La segunda parte está dedicada a la biología, la ciencia más viva, no solo por estudiar la vida, sino por llevar varias décadas en plena ebullición y progreso constante. El capítulo 10 se pregunta qué es la vida, y constata la necesidad de encontrar vida extraterrestre (si la hay) para aclarar la cuestión. Los tres capítulos siguientes tratan de los apasionantes desarrollos de la biología molecular de nuestros días: el desciframiento del genoma de varios organismos, especialmente del genoma humano —un hito en el desarrollo de nuestra autoconciencia—, así como la polémica sobre las células madre. Tras varias consideraciones sobre la evolución, la muerte, los miedos infundados y la moral en los laboratorios, se acaba con las semblanzas de dos biólogos, uno molecular, Jacques Monod, y otro naturalista, Edward Wilson.

La tercera parte trata de astronomía, física y matemáticas. Se retoma la cuestión de si hay vida en otros planetas y se describen nuestros intentos por averiguarlo. El capítulo 20 da noticia de la cosmología actual, de las diversas señales que el Universo nos envía y de nuestros esfuerzos por detectarlas e interpretarlas, que tropiezan a veces con horizontes infranqueables. Siguen varios artículos cortos que ponen de relieve las posibilidades y limitaciones de la modelización matemática y el carácter fascinante, pero problemático y metafísico, de gran parte de la física avanzada actual (la que queda fuera de los modelos estándar). El último capítulo expone la portentosa capacidad de los números naturales para codificar cualquier texto, imagen o sonido, lo que constituye la base teórica de la actual tecnología de la información.

Aunque abordo a veces cuestiones profundas, he procurado exponerlas de un modo elemental y periodístico, fácil de leer y entender por cualquier lector mínimamente atento. Cada capítulo puede leerse con independencia de los demás. Quisiera agradecer a José Bernabéu sus comentarios sobre los neutrinos atmosféricos, a Ivor Grattan-Guinness los suyos sobre la codificación digital de la música y a Ricardo Guerrero sus atinadas observaciones sobre los temas de biología.

Los cinco años transcurridos desde la primera edición de este libro han seguido registrando un progreso espectacular en ciertas áreas de la ciencia, como la genética y la astronomía. Ello me ha obligado a revisar todo el texto, actualizar muchos datos y reescribir capítulos enteros, como el 12, el 19 y el 20. También he aprovechado la oportunidad para matizar y afinar la expresión de mis propias opiniones.

JESÚS MOSTERÍN

Moià, septiembre de 2006

PARTE PRIMERA

CIENCIA, FILOSOFÍA Y SOCIEDAD

1

CONOCER PARA SOBREVIVIR

Cuando queremos desarrollar un mecanismo que realice una misión específica, con frecuencia resulta más sencillo y económico diseñarlo para llevar a cabo una función más amplia que la inicialmente propuesta.

Los viajeros llegan a los aeropuertos sosteniendo sus maletas con las manos, por lo que el accionado manual de las puertas resulta poco práctico en tales circunstancias. Por eso tal manipulación fue pronto sustituida por un servomecanismo que abre automáticamente la puerta ante la mera presencia del pasajero. Un dispositivo de presión frente al umbral de la puerta (sensible a la pisada del viajero) o una célula fotoeléctrica albergada en sus jambas (sensible a su sombra) determina la apertura automática de la puerta corredera. Pero la puerta no se abre únicamente ante la presencia de un viajero con maletas; también lo hace ante cualquiera que pise o proyecte sombra en el lugar adecuado, incluyendo niños juguetones que distraen sus esperas con repetidos saltos o pasos, provocando el continuo y recurrente abrir y cerrar de las puertas automáticas. No es que la puerta corredera se haya diseñado para que los infantes jueguen con ella, más bien al contrario. Lo que ocurre es que excluir esa y otras funciones no requeridas habría complicado extraordinariamente el mecanismo. Es mucho más fácil y expeditivo diseñar una puerta que se abre de forma automática ante cualquier paso o sombra (incluida la del viajero) que tratar de proyectar una que previamente discrimine si el paso o sombra pertenece en efecto a un pasajero cargado de maletas, para abrirse solo en ese caso.

La evolución biológica que nos ha conducido a ser como somos no es una obra de ingeniería intencional, sino el resultado inconsciente de factores aleatorios y fuerzas naturales. Sin embargo, la presión selectiva del ambiente ha conducido al desarrollo y pervivencia de numerosos rasgos adaptativos de los organismos, rasgos comparables funcionalmente a los que resultan del diseño consciente de los ingenieros. En cualquier caso, también en la evolución natural ocurre con frecuencia que, para desempeñar una función necesaria para la supervivencia, resulta más fácil desarrollar un mecanismo que, cumpliendo esa función, no se circunscribe a ella, sino que la sobrepasa.

A los adultos nos gusta al menos tanto retozar con el sexo como a los infantes jugar con las puertas automáticas de los aeropuertos. Sin embargo, está claro que el juego no es la función básica de las puertas ni del sexo. El sexo, en general, es un mecanismo natural seleccionado por la evolución por su eficiencia en el incremento de la variabilidad genética (para la mera reproducción no hace falta algo tan complicado). El excitante mundo del erotismo humano, en particular, es un efecto lateral de la selección de un mecanismo psicológico que, haciendo gratificantes las actividades sexuales que conducen a la fecundación, incrementa la probabilidad de transmisión de los propios genes y de supervivencia de sus portadores (necesitados de cuidados durante su prolongada infancia). Pero el mecanismo gratificante es genérico y funciona también respecto a aquellas prácticas eróticas y en aquellos días en que es imposible la fecundación.

La curiosidad es como el erotismo, un mecanismo independizado de la función para la que fue seleccionado. Los animales superiores nos movemos en entornos temporal y espacialmente variables, llenos de peligros y oportunidades. Nuestra probabilidad de supervivencia será tanto mayor cuanto mejor sepamos evitar esos peligros y aprovechar esas oportunidades, lo cual confiere ventajas a los organismos capaces de mapear o representar adecuadamente su entorno. Por eso la evolución ha seleccionado nuestras capacidades cognitivas. Por eso conocemos: para sobrevivir. La contribución a la supervivencia es la razón de que haya organismos cognoscentes. En realidad, el único conocimiento relevante es el de aquellos factores del entorno que constituyan peligros y oportunidades; por ejemplo, el de nuestros predadores y presas, el de venenos y alimentos, el de fuentes y abismos. Pero, en un ambiente siempre cambiante, es difícil prever todos los peligros y oportunidades que puedan aparecer en el futuro. Lo más sencillo es desarrollar un mecanismo psicológico genérico, la curiosidad, que nos incite a aplicar nuestras facultades cognitivas a todo tipo de aspectos del entorno. Por eso los primates somos tan universalmente curiosos, porque habría sido mucho más difícil diseñar un mecanismo estrictamente circunscrito a nuestros intereses vitales.

Todos los animales somos entidades termodinámicamente improbables, frágiles, inverosímiles. Solo a base de explotar los recursos de energía libre e información del entorno logramos pervivir sobre la faz de este planeta azul que habitamos. Para sobrevivir y reproducirse, el animal ha de orientarse, ha de mapear el entorno y ha de tomar decisiones en función de esa orientación. Cuanto mejor sea el plano que use, tanto mejores serán sus decisiones, en el sentido de tanto más conducentes a su supervivencia y a la transmisión de sus genes. El test del realismo de una representación es la supervivencia del organismo que la usa como orientación en el mundo. Pero toda representación es selectiva y se limita a representar los aspectos relevantes del entorno. No hay una representación total. La mera idea de representación total carece de sentido.

Lo mismo que la puerta automática se abre ante el niño juguetón y que nuestro erotismo se despliega en situaciones de imposible fecundación, también nuestra curiosidad se extiende a aspectos del Universo irrelevantes para nuestra supervivencia y eficacia reproductiva. Nuestra curiosidad alcanza los confines del tiempo y del espacio, e incluso los fantasmas de nuestra mente y las entidades matemáticas. El goce que la satisfacción de esta curiosidad desinteresada nos produce no es menos intenso que el del erotismo desligado de la reproducción. Sin embargo conviene no olvidar el papel del fenómeno en la economía global de la vida.

La ciencia es una compleja actividad colectiva que culmina en la producción de teorías científicas, redes conceptuales que codifican enormes cantidades de información. Una parte de esa información permite el desarrollo de las innumerables tecnologías en las que se sustenta nuestra civilización. Esa es la razón principal del apoyo social que recibe la empresa científica. Pero otra gran parte de la información codificada en nuestras teorías no tiene más función que la de satisfacer nuestra curiosidad, una curiosidad universal, insaciable y desinteresada, que constituye el motor profundo de la empresa científica. Esa es la razón principal de la obsesión y la excitación que puede producir la ciencia entre los que la cultivan o la siguen. Precisamente es el juego de nuestra curiosidad científica desinteresada el que nos ha permitido comprender que esta curiosidad es un mero resultado lateral de otra actividad cognitiva más fundamental y de otro juego más serio: el juego de la vida y de la muerte, el juego de la supervivencia de los organismos. Solo porque hay lucha por la supervivencia y reproducción sexual existen la curiosidad y el erotismo. Pero, puesto que existen, nada nos impide gozarlos a fondo. La lucidez no está reñida con la felicidad.

2

CIENCIA, FILOSOFÍA Y HUMANIDADES

LOS ORÍGENES DEL HUMANISMO

La palabra humanismo fue acuñada en el Renacimiento. Los humanistas, aunque cristianos sinceros, percibían la Edad Media como una época oscura, obsesionada por la muerte, el infierno y el pecado. Hastiados de la concepción medieval de este mundo como un valle de lágrimas, querían restaurar la serena visión de la antigüedad y su aprecio del placer y la belleza. Esa visión clásica se había expresado en un latín elegante y sutil, que constrastaba con el latín macarrónico y empobrecido de los eclesiásticos medievales. Los humanistas pretendían restaurar el cultivo del latín refinado de los autores antiguos, acercándose a su visión serena mediante la lectura de sus obras. Al estudio de las letras sagradas (la Biblia y los Padres de la Iglesia) contrapusieron el de las letras humanas (los textos latinos clásicos y, en algún caso, también los griegos). La palabra humanismo pasó a designar la filología clásica, el estudio de las letras humanas, la colación y lectura de los textos antiguos, el cultivo del buen latín, de la elocuencia y la forma literaria. Petrarca, Boccaccio, Pico Della Mirandola, Chaucer, Erasmo, Luis Vives, François Rabelais y Tomás Moro fueron algunos de los humanistas famosos.

El humanismo estrecho, reducido a mera filología, fácilmente caía en la trampa de un antropocentrismo arrogante e incompatible con los avances del saber. Los humanistas, desdeñosos de la filosofía escolástica, despreciaban también la incipiente actividad científica, que no entendían y que ponía en cuestión sus prejuicios antropocéntricos. Pensaban que la verdadera sabiduría ya estaba en los autores clásicos, por lo que era ocioso innovar. Los resultados de Copérnico y Galileo eran ignorados o confrontados con hostilidad.

En el siglo XIX la tradición humanista afloró en el mundo académico, agrupando las disciplinas filológicas e históricas (incluyendo la historia del arte, la crítica literaria, la filosofía y los estudios religiosos) bajo el nombre genérico de humanidades. Entre sus contribuciones más valiosas destacan las ediciones críticas de los textos del pasado y, en general, el florecimiento de los estudios históricos.

Los precursores antiguos del humanismo ponían al humán¹ en el foco de su atención y se interesaban por todo lo humano. En las célebres palabras de Terencio²: «Hombre soy, y nada humano me es ajeno» (Homo sum, humani nihil a me alienum puto). Esta amplia curiosidad humanística es claramente visible en la obra de los filósofos griegos clásicos, que siempre consideraron al humán (ánthropos) como parte de la naturaleza y como pieza de un cosmos global. El humanismo empezó a estrechar su punto de mira con la noción ciceroniana de humanitas (el núcleo de cualidades y propiedades específica y exclusivamente humanas). Cicerón era básicamente un político y no estaba interesado en todo lo humano, sino solo en las características peculiarmente humanas que hacen posible la vida política.

LAS TRAMPAS DEL ANTROPOCENTRISMO

El humanismo estrecho cae fácilmente en las trampas del antropocentrismo. Cuando reducimos el foco de nuestro interés desde todo lo que somos (seres físicos, biológicos y sociales) a solo lo que tenemos de único y peculiar, perdemos el sentido del contexto y dejamos de lado nuestras más importantes características. Las peculiaridades de una especie animal con frecuencia son diferencias triviales, como una mancha más en un ala. Algunas especies solo se diferencian por algún rasgo invisible o por un leve retraso en el período de apareamiento. Un énfasis excesivo en lo que es únicamente humano puede dar lugar a confusión. De hecho, la visión antropocéntrica del mundo es completamente falsa y distorsionada, pues finge para nosotros un centro que no ocupamos. No es de extrañar que siempre acabe chocando con la ciencia.

El humanismo estrecho degenera fácilmente en hostilidad contra la ciencia. Ya vimos que los humanistas del Renacimiento despreciaban no solo la filosofía escolástica, sino también la nueva ciencia matemática y experimental. En el siglo XX algunos practicones de las disciplinas literarias se sintieron superados y amenazados por los rápidos progresos de la ciencia y la tecnología. En vez de asimilarlos e integrarlos en un nuevo humanismo global a la altura de nuestro tiempo, adoptaron un anticientifismo oscurantista y confuso, empeñado en desacreditar cualquier pretensión de claridad, objetividad y rigor. Su discurso zafio e intelectualmente deshonesto fue puesto en ridículo por el físico Alan Sokal en un sonado escándalo. Sokal escribió en broma un artículo que era una acumulación de grotescos sinsentidos y obvias falsedades, una parodia de las críticas posmodernas de la física. Le puso el pomposo título de «Transgresión de los límites: hacia una hermenéutica transformativa de la gravedad cuántica» (Transgressing the Boundaries – Toward a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity) y lo envió a la revista posmoderna Social Text. El artículo fue aprobado por la redacción y publicado en abril de 1996. Al día siguiente Sokal desvelaba en la portada del The New York Times que todo había sido un chiste, que ponía al descubierto la incompetencia y falta de nivel de ese tipo de publicaciones. Dos años más tarde Sokal y Jean Bricmont publicaron Fashionable Nonsense: Postmodern Intellectuals’ Abuse of Science³, una antología del absurdo posmoderno, que reúne todo tipo de citas de intelectuales pretenciosos, desde la identificación por Lacan del pene con la raíz cuadrada de –1 hasta la crítica de la ecuación especial-relativista E = mc² por privilegiar la velocidad de la luz c frente a otras velocidades con los mismos derechos, pasando por alusiones surrealistas a los teoremas de Gödel o Cohen.

Obviamente no será renunciando a la principal fuente de información de que disponemos como podremos llegar a conocernos. A la ciencia hay que ordeñarla, no temerla.

El antropocentrismo contribuye también a la falta de sensibilidad moral hacia las criaturas no humanas. En las tradiciones judía, cristiana e islámica solo la gente, los humanes, son objeto de consideración moral. Nuestra tradición cultural carecía de elementos comparables al sentido de la naturaleza del daoísmo chino o a la preocupación moral de los budistas y jainistas por no causar daño a las criaturas (la concepción de la a-himsa o no-violencia como la virtud moral suprema). En la tremendamente antropocéntrica tradición occidental la naturaleza era ignorada o concebida como un mero objeto de explotación humana. Se suponía que los humanes no teníamos nada que ver con los otros animales ni con el resto de la naturaleza. Nosotros habríamos sido creados a imagen de Dios y colocados en el centro del escenario del gran teatro del mundo. El Sol y todos los planetas y estrellas giraban en torno a la Tierra, nuestro trono, y Dios y los ángeles, como espectadores sentados tras la esfera de las estrellas fijas, continuamente nos vigilaban, censuraban y aplaudían.

El humanismo occidental concede un peso excesivo a su propia tradición religiosa y cultural. Otros grupos étnicos y culturales tienen otros clásicos, otras creencias tradicionales y otras religiones. La llamada a la fidelidad cultural es una invitación a permanecer prisioneros en la caverna de la propia tradición, encadenados a una particular interpretación religiosa del mundo (tan arbitraria como las demás). Lo que necesitamos es liberarnos de nuestras cadenas intelectuales, y eso solo puede lograrse mediante una manera universal de pensar, como la que nos proporciona la ciencia actual.

La épica historia de la Revolución Científica es bien conocida. Copérnico apartó la Tierra del centro del Universo, degradándola a la categoría de mero planeta del Sol. Bruno apartó al Sol del centro del Universo, degradándolo a la condición de una más entre millones de estrellas. Todavía en 1920 la mayoría de los astrónomos dudaban de que hubiese otras galaxias fuera de la Vía Láctea, como se mostró en la confrontación pública entre Shapley y Curtis en la reunión que la National Academy of Sciences celebró en Washington ese año. Más recientemente nos hemos ido dando cuenta de que no solo nuestro Sol es una estrella cualquiera de los cientos de miles de millones que componen nuestra galaxia, sino que nuestra galaxia misma es a su vez una más entre los miles de millones que pueblan el Universo observable. La isotropía inferida de la radiación cósmica de fondo constituye la más radical negación de cualquier forma de antropocentrismo. Como ha señalado el cosmólogo Joel Primack, el hecho de que la mayor parte de la materia del Universo parece ser materia oscura, no-bariónica, materia de un tipo distinto a aquel del que nosotros estamos hechos, constituye la más extrema revolución copernicana. Desde luego, la Tierra no ocupa el centro del Universo; pero es que ni siquiera está hecha del material predominante.

EL PRINCIPIO ANTRÓPICO

En este contexto es sorprendente que algunos autores hayan tratado de reabrir el debate sobre designio cósmico y antropocentrismo bajo el estandarte del llamado «principio antrópico». Las desenfocadas especulaciones «antrópicas» de algunos científicos y divulgadores han acabado en las manos de ciertos humanistas y teólogos como caricaturas de la ciencia actual. Siempre ha habido científicos que en algún momento se han dejado llevar por la especulación fantasiosa e incontrolada. Basta con pensar en las miles de horas y de páginas que Newton dedicó a confusas elucubraciones alquímicas o teológicas. Lo que proporciona autoridad científica a una idea no es el hecho sociológico de que algún científico más o menos famoso la haya defendido, sino el hecho epistemológico de que esté apoyada en una metodología sólida y fiable. Una filosofía aislada de la ciencia viva con frecuencia incurre en una ciega aceptación de cuanto dicen los científicos (cientifismo) o en un no menos ciego rechazo y hostilidad hacia todos los resultados de la ciencia, incluso los más sólidos y fiables (anticientifismo). Ambas actitudes son estériles y aburridas. Lo que necesitamos es una recepción abierta pero crítica de los resultados de la ciencia, un filtro epistemológico que nos ayude a separar el grano fiable y contrastado de la paja especulativa.

El llamado principio antrópico trata de explicar los valores de las constantes fundamentales de la física por el hecho de que nosotros, los humanes, existimos. Si esos valores hubieran sido muy distintos, nosotros no existiríamos. Desde luego que no, y tampoco existirían las cucarachas, ni las rocas calizas, ni las nubes, ni los mares. En el Universo existen las cosas que hay porque la física es como es. Si la física fuese distinta, habría cosas diferentes. Pero es la física la que explica por qué puede haber cosas tales como humanes o cucarachas o mares, y no al revés. Cualquier física aceptable tiene que ser compatible con todos los datos empíricos (incluida la existencia de cucarachas o humanes), pero eso no tiene nada que ver con que las cucarachas o nosotros expliquemos la física o los valores de sus constantes fundamentales.

El principio antrópico se presenta en dos versiones, una débil y otra fuerte. La débil dice que las constantes de la física no pueden tener valores incompatibles con nuestra existencia (o la de otros seres vivos o la de átomos de carbono). En su versión débil, el principio antrópico es una tautología, un principio de inferencia trivial, una especialización de la regla lógica del Modus ponens: «si B es una condición necesaria de A, y ocurre A, entonces ocurre B», lo cual no es una explicación de B. Que haya oxígeno en el aire es una condición necesaria de que yo viva y que yo viva es una condición necesaria de que yo estornude, pero mi estornudo no es una explicación (aunque sí un síntoma) de que yo esté vivo y mi vida no es una explicación del hecho de que haya oxígeno en la atmósfera. La explicación es direccional y las presuntas explicaciones antrópicas circulan en dirección contraria. Como el Sacro Imperio Romano, que ni era sacro, ni un imperio, ni romano, las explicaciones basadas en el principio antrópico no son explicaciones, no aplican ningún principio y no tienen nada de antrópicas (valen tanto para las piedras o los gusanos o cualesquiera otros objetos con elementos químicos pesados como para nosotros). Si el principio antrópico débil no explica nada, aún menos predice cosa alguna que no supiéramos ya de antemano.

En su versión fuerte, el principio antrópico dice que el Universo entero es una conspiración para producir seres humanos, es decir, que las leyes de la física son un esquema teleológico (y a veces incluso teológico) para fabricar humanes. Esta especulación alcanzó su punto álgido con la publicación en 1994 de The Physics of Immortality⁴, en que su autor, Frank Tippler (coautor también, junto con Barrow, de The Anthropic Cosmological Principle, que popularizó esta confusa manera de pensar en 1986), pretende deducir de la relatividad general la tesis delirante de que el Universo entero se convertirá en un gigantesco computador programado por Dios para resucitar a los muertos. Otra variante laica de la versión fuerte del principio postula la existencia de una infinidad de Universos distintos (incomunicados con el nuestro y sin efecto alguno sobre él) en la cual todo tipo de físicas concebibles e inconcebibles y cualesquiera valores de las constantes fundamentales se realizarían en diversos Universos. Esta portentosa orgía antiockhamista explicaría (?) cualquier combinación posible de valores de las constantes, incluida la combinación compatible con la vida que conocemos. Si todavía alguien pretende resucitar el cadáver del antropocentrismo, le hará falta una pócima más potente que el principio antrópico.

CULTURA EN GENERAL

A veces se recomienda una retirada táctica en el presunto conflicto entre la ciencia y las humanidades: estas deberían abdicar cualquier ambición de conocer el mundo natural, al tiempo que reclamarían el derecho exclusivo al estudio de la cultura. Así, la antropología, por ejemplo, se dividiría en antropología física (concedida a la ciencia) y antropología cultural, el residuo humanista. Pero esta distinción no es tan tajante como suena.

¿Qué es la cultura? La cultura es información almacenada en el cerebro y adquirida por aprendizaje social. En efecto, disponemos de dos procesadores biológicos de información: el genoma y el cerebro. El genoma procesa lentamente la información a largo plazo, que es transmitida de padres a infantes por medios genéticos y constituye nuestra naturaleza. El cerebro procesa rápidamente la información a corto plazo, que se transmite de cerebro a cerebro por medios no genéticos y constituye esa red de información compartida a la que llamamos cultura. Cada uno de nosotros tiene su cultura, la información cultural almacenada en su cerebro. La cultura de un grupo social o étnico puede ser fácilmente definida en función de las culturas de sus miembros⁵.

Indudablemente la reciente e ingente acumulación cultural humana (facilitada por nuestra peculiar capacidad lingüística y complementada por los medios artificiales de almacenamiento de la información, como los libros o los discos) es un fenómeno sin paralelo en el reino animal. Sin embargo, la cultura es frecuente entre los mamíferos y otros animales. Si un rasgo de conducta es natural o cultural no depende de la función del rasgo, sino solo del modo como ha sido adquirido. Así, el particular canto que constituye el reclamo de un tipo de ave es natural (innato) en algunas especies y cultural (adquirido) en otras.

En los últimos treinta años varios investigadores de campo han dedicado mucho tiempo y energía al descubrimiento de las pautas culturales de diversas especies animales, sobre todo de primates. Por ejemplo, los etólogos japoneses han observado y registrado el surgimiento, desarrollo y eventual extinción de diferentes tradiciones culturales entre la población de macacos (Macaca fuscata) de la isla de Koshima. Cuando los investigadores arrojaban boniatos a la playa, se llenaban de arena y eran difíciles de consumir. A la joven hembra Imo se le ocurrió lavarlos en un arroyo cercano, haciéndolos así comestibles. Otros macacos empezaron pronto a imitarla, lavando y comiendo los boniatos. Un día a la sibarita y juguetona Imo se le ocurrió lavarlos en el agua salada del mar, encontrándolos así más sabrosos, conducta que también fue imitada por los demás. Dos años más tarde los etólogos empezaron a arrojar granos de trigo a la arena. Algunos macacos trataron de recogerlos uno por uno, pero el procedimiento era demasiado laborioso. De nuevo Imo (que ya tenía cuatro años) tuvo una idea genial: separar el trigo de la arena echando puñados de arena mezclada al agua; la arena se hundía y los granos flotaban, siendo así fácilmente recogidos. También esta innovación de Imo encontró amplia aceptación en el grupo, fue enseñada por las madres a las crías y transmitida culturalmente.

El uso cultural de herramientas ha sido estudiado con especial cuidado entre los chimpancés⁶, tan dados al juego y la exploración. Los chimpancés son claramente capaces de inventar, aprender y transmitir por imitación sus invenciones, creando notables tradiciones culturales. Gracias a las investigaciones de campo de Jane Goodall en la reserva de Gombe (Tanzania) sabemos que los chimpancés hacen uso abundante de los palos y ramas como látigos, porras y armas arrojadizas de defensa o ataque o juego. En las épocas de sequía emplean hojas masticadas como esponjas para sacar agua del interior de los árboles. Usan ramitas, cuidadosamente alisadas y deshojadas, para «pescar» termitas, introduciéndolas en los agujeros de los termiteros hasta que las hormigas pican y sacándolas luego y comiéndoselas como en un pincho moruno. Incluso usan las mismas ramitas como ayudas olfativas, para comprobar si los termiteros están habitados o vacíos. Los chimpancés de diversas áreas africanas tienen tradiciones culturales distintas. Así, los de África occidental ignoran la técnica oriental de pesca de termitas con ramitas, pero han desarrollado la cultura del uso de las piedras como yunques y martillos para romper las duras cáscaras de las nueces. Obviamente una teoría general de la cultura no puede dejar de lado todas estas y muchas otras manifestaciones de cultura animal. Incluso en este tema paradigmáticamente humanístico de la cultura el estudio puede ser refrescado y ampliado de manera conveniente por la mirada más allá de nuestros propios hombros y por la consideración abierta de la completa generalidad del fenómeno.

CIENCIA Y FILOSOFÍA: UN CONTINUO

Ciencia y filosofía forman un continuo. La filosofía es la parte más global, reflexiva y especulativa de la ciencia, la arena de las discusiones que preceden y siguen a los avances científicos. La ciencia es la parte más especializada, rigurosa y bien contrastada de la filosofía, la que se incorpora a los modelos estándar y a los libros de texto y a las aplicaciones tecnológicas. Ciencia y filosofía se desarrollan dinámicamente, en constante interacción. Lo que ayer era especulación filosófica hoy es ciencia establecida. Y la ciencia de hoy sirve de punto de partida a la filosofía de mañana. La reflexión crítica y analítica de la filosofía detecta problemas conceptuales y metodológicos en la ciencia y la empuja hacia un mayor rigor. Y los nuevos resultados de la investigación científica echan por tierra viejas hipótesis especulativas y estimulan a la filosofía a progresar.

En griego clásico las palabras ‘ciencia’ (epistéme) y ‘filosofía’ (philosophía) se empleaban como sinónimos. Ambas se referían al saber riguroso, y se contraponían a la mera opinión infundada (dóxa). Lo que nosotros llamamos ciencia se originó en el siglo XVII, con la pretensión de ser una filosofía más rigurosa y fecunda que la practicada hasta entonces. A este surgimiento contribuyeron numerosas personalidades, entre las que destaca Isaac Newton, el fundador de la física moderna.

En febrero de 1672 publicó Newton su primer artículo, en el que exponía sus descubrimientos sobre la luz y el color. Al mes siguiente publicó un informe sobre el telescopio reflector que acababa de inventar. Esos dos artículos, junto con los otros quince que publicaría en los cuatro años siguientes, aparecieron en la primera revista científica del mundo, que todavía hoy sigue publicándose, las Philosophical Transactions of the Royal Society (Actas Filosóficas de la Royal Society). La mecánica clásica nace con la publicación en 1687 de la obra capital de Newton, su Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural).

La palabra ‘filosofía’ no solo aparece en el título de la primera revista científica y en el de la obra fundacional de la física moderna, sino también en muchas otras obras importantes de otros campos de la ciencia. La química recibió su primera fundamentación atomista en el libro de Dalton New System of Chemical Philosophy (Nuevo sistema de filosofía química), publicado en 1808. Al año siguiente la primera (e insatisfactoria) versión de la teoría de la evolución biológica fue expuesta por Lamarck en su Philosophie zoologique (Filosofía zoológica). Todavía hoy quienes se doctoran en biología, física o matemáticas en Estados Unidos reciben el Ph.D. o título de Doctor of Philosophy.

Sería difícil decir si Aristóteles o Descartes o Leibniz eran más filósofos o científicos. Aristóteles, por ejemplo, escribió más de zoología que de metafísica, ética y lógica juntas. Y las contribuciones de Descartes y Leibniz a la creación de la geometría analítica y del cálculo infinitesimal son bien conocidas. Incluso un filósofo tan presuntamente puro como Kant formuló la primera hipótesis coherente y compatible con la mecánica de Newton acerca de la formación de nuestro sistema solar, sugirió que la Vía Láctea es una galaxia entre otras y anticipó la idea correcta de que la fricción de las mareas frena la rotación terrestre.

A principios del siglo XIX se constituyó la nueva universidad alemana, dividida en compartimentos estancos, y donde, al amparo de la reacción romántica antimoderna, las cátedras de filosofía fueron ocupadas por filósofos idealistas como Fichte o Hegel, que solo habían estudiado teología y filología e ignoraban por completo la ciencia de su tiempo. Con ellos se consumó un cisma que tuvo consecuencias lamentables de oscuridad, palabrería e irrelevancia, de las que la filosofía alemana todavía no se ha recuperado del todo. Sin embargo, la filosofía mundial del siglo XX ha estado dominada por las grandes figuras de los filósofos científicos y de los científicos filósofos, muchos de ellos de lengua alemana, desde Frege, Husserl, Wittgenstein y Popper hasta Hilbert, Gödel, Einstein, Bohr y Lorenz.

La ciencia actual ha progresado tanto que su transmisión y desarrollo serían inconcebibles sin una extremada división del trabajo intelectual. El científico típico sabe cada vez más sobre cada vez menos. Eso es lo que le permite seguir avanzando. Sin embargo, el científico es también con frecuencia un ser humano dotado de una curiosidad sin límites, que se extiende más allá de las fronteras de su propia especialidad, y dotado de un agudo sentido crítico. Eso es lo que le permite seguir filosofando.

Todos los científicos de talla filosofan y especulan. Hawking ha llegado a decir que en nuestro tiempo solo los físicos se atreven a hacer filosofía. Gran parte de las teorías de vanguardia de la física actual son puramente especulativas, sin contacto alguno con la contrastación empírica. La teoría de supercuerdas, que ha ocupado a muchos de los mejores físicos teóricos en los últimos años, es de momento puramente especulativa, a pesar de su impresionante sofisticación matemática. Lo cual no excluye, como es natural, que algún día no pueda encontrar puntos de contacto con la realidad y convertirse en ciencia empírica. También el atomismo fue una mera especulación filosófica durante dos mil quinientos años, antes de encontrar confirmación experimental y pasar a ser la base de la química. Por otro lado, el que los científicos especulen filosóficamente no implica tampoco que sus especulaciones siempre sean buenas. En el llamado principio antrópico ya vimos un ejemplo de mala filosofía.

Desde los orígenes del pensamiento racional, el ser humano, en momentos de lucidez, se ha planteado grandes preguntas: ¿de qué están hechas todas las cosas?, ¿cuál fue el origen y cuál será el fin del Universo?, ¿qué es la vida?, ¿de dónde venimos?, ¿adónde vamos?, ¿qué sentido tiene nuestra vida?, ¿qué podemos conocer? Contestar a estas grandes preguntas es la motivación profunda de la empresa científica y filosófica. Cuando los filósofos se olvidan de ellas o cuando tratan de contestarlas ignorando los resultados de la ciencia caen en el escolasticismo y la huera verborrea. Cuando los científicos se olvidan de ellas quedan reducidos a un tecnicismo árido y desabrido. Por el interface entre ciencia y filosofía pasa el horizonte en expansión de la comprensión racional del mundo y el punto álgido del placer intelectual, aquel placer en que, según Aristóteles, consiste la máxima felicidad humana.

No hay ninguna oposición ni separación tajante entre ciencia y filosofía. La contraposición se da, más bien, entre la frivolidad, la superstición y la ignorancia, por un lado, y la tendencia al saber, el empeño esforzado y racional por comprender la realidad, por otro. Este esfuerzo se plasma en la curiosidad universal, el rigor, la claridad conceptual y la contrastación empírica de nuestras representaciones. En la medida en que estos ideales se realizan parcial y localmente, hablamos de ciencia. En la medida en que solo se dan como aspiración todavía no realizada, hablamos de filosofía. Pero solo en su conjunción alcanza la aventura intelectual humana su más jugosa plenitud.

LOS DELIRIOS DE LA AUTOCONCIENCIA AISLADA

Platón escribió que nuestra alma es un espíritu que cayó del cielo, donde vivía antes de nacer, precipitándose sobre el cuerpo que ahora lo aprisiona. Desde luego, es imposible saber hasta qué punto Platón se tomaba en serio sus propios mitos. Aristóteles pensaba que el cerebro es un refrigerador dedicado a enfriar la sangre que el corazón calienta en exceso. Descartes consideraba que el cuerpo y el alma son cosas completamente distintas e independientes. El alma es puro pensamiento (res cogitans), y el cuerpo, pura extensión (res extensa). Según Descartes, la glándula pineal (en realidad, la fábrica de melatonina que tenemos en medio del encéfalo y que induce el sueño cada veinticuatro horas) es el lugar imposible donde un alma etérea interacciona con un cuerpo burdamente mecánico. Su concepción del humán era totalmente falsa, tanto en su tendencia general como en sus detalles. La idea del humán introducida por Platón y Descartes no solo no representó progreso alguno respecto a las previas intuiciones vulgares, sino más bien un retroceso. Tenemos que admirar su noble ambición cognitiva, pero no podemos comulgar con sus doctrinas fallidas. El humanismo que necesitamos (hélas!) está aún por hacer. Nuestro cerebro tiene el mismo número de neuronas que estrellas tiene nuestra galaxia, y a través de sus innumerables conexiones circula la savia de la información mediante procesos apenas descifrados, pero percibidos por dentro como conciencia. Nuestro cerebro es el lugar de la autoconciencia, el foco de las nuevas humanidades y el gran reto lanzado a la ciencia actual.

Los peligros de una filosofía que ignora la ciencia y da la espalda a la realidad pueden ejemplificarse en la recurrente idea filosófica de la ausencia de una naturaleza humana. Todas las otras especies animales tendrían una naturaleza (un genoma, un acervo génico, en jerga actual), pero los humanes serían la excepción. La tesis de que los humanes constituyen la única especie animal carente de naturaleza definida, pues son pura plasticidad, aparece ya claramente expresada en el humanista Pico Della Mirandola. Desde Pico hasta los conductistas y existencialistas, pasando por los idealistas y marxistas, muchos han pensado que la especie humana carece de naturaleza. Nosotros seríamos pura libertad e indeterminación y vendríamos al mundo como tabula rasa. En realidad, cada una de nuestras células contiene la definición de nuestra naturaleza inscrita en el genoma. Nosotros somos repúblicas de células, a su vez originadas en remotos conflictos y alianzas de bacterias. Somos una de las yemas terminales del frondoso árbol de la vida. Y el proyecto Genoma Humano es un buen ejemplo de actividad científica al servicio de la autoconciencia humana.

Pico Della Mirandola (1463-1494) estaba convencido de la superioridad del hombre sobre las demás criaturas. «Por eso Dios escogió al hombre como obra de naturaleza indefinida, y una vez lo hubo colocado en el centro del mundo, le habló así: —No te he dado, oh Adán, ningún lugar determinado, ni una presentación propia ni ninguna prerrogativa exclusiva tuya; pero aquel lugar, aquella presentación, aquellas prerrogativas que tú desees, las obtendrás y conservarás según tus deseos y según tú lo entiendas. La naturaleza limitada de los demás está contenida en las leyes escritas por mí. Pero tú determinarás tu propia naturaleza sin ninguna barrera, según tu arbitrio, y al parecer de tu arbitrio la entrego. Te puse en medio del mundo para que desde allí pudieses darte mejor cuenta de todo lo que hay en el mundo. No te he hecho celeste ni terreno, mortal ni inmortal, para que por ti mismo, como libre y soberano artífice, te formes y te esculpas en la forma que hayas escogido. Tú podrás degradarte en las cosas inferiores y tú podrás, según tu deseo, regenerarte en las cosas superiores, que son divinas»⁷.

Marx pensaba que la naturaleza humana es simplemente el resultado de las relaciones de producción, de tal modo que, alterando dichas relaciones, podríamos transformar la naturaleza humana misma. Según Sartre, en los humanes la existencia como libertad precede a la esencia como naturaleza: los humanes son libres de elegir su propia naturaleza.

El alma separada del cuerpo, la especie humana sin naturaleza... ¿Cómo podían haberse equivocado tanto estos pensadores? Un error no es menos erróneo por el hecho de repetirse muchas veces. Esta es una de las diferencias entre la crítica literaria y el análisis epistemológico, que no pueden confundirse. Que mucha gente sostenga una opinión basta para que esa opinión esté de moda, pero no basta para que sea verdad. La autoconciencia y la autoimagen proporcionada en el pasado por una filosofía humanística basada en la especulación divorciada de la experiencia desembocaba con frecuencia en el autoengaño. Lejos de iluminar o precisar nuestra autoconciencia, contribuía a distorsionarla.

EL ANCLAJE DE LA AUTOCONCIENCIA EN LA CONCIENCIA CÓSMICA

La tarea de las humanidades consiste (o debería consistir) en elevar nuestra autoconciencia como seres humanos. Esta búsqueda de la autoconciencia siempre ha sido una poderosa motivación subyacente a empeños filosóficos y científicos. : «conócete a ti mismo», nos recomendaba el oráculo del dios Apolo en Delfos. Convendría seguir su consejo.

Dentro del género Homo Linneo nos caracterizó como sapiens (los que saben). Cuanto más sepamos acerca de nosotros mismos, cuanto más lúcida y bien informada sea nuestra autoconciencia, tanto más mereceremos ostentar el orgulloso título de Homo sapiens. La autoconciencia bien informada no puede desarrollarse con independencia de los avances en el conocimiento que nos proporciona la ciencia. Las diferentes tradiciones étnicas y literarias ofrecen diversas respuestas míticas a la cuestión del origen de la humanidad, pero solo la paleontología, la paleoantropología y el análisis genético comparativo nos proporcionan un conocimiento sólido y epistemológicamente aceptable al respecto. Las estériles y virulentas discusiones ideológicas sobre lo que es genéticamente heredado o adquirido por aprendizaje en la conducta humana no han llegado a ningún resultado, pero el progreso constante en el conocimiento del genoma humano ofrece por primera vez la esperanza de encontrar respuestas aceptables. ¿Cómo podríamos ignorar los resultados de la ciencia que son de relevancia directa para la cuestión de lo que somos y de dónde venimos sin una gran dosis de mala fe?

¿Quién soy yo? ¿Qué somos los humanes? ¿Qué posición ocupamos en el Universo? ¿De qué estamos hechos, con quién estamos emparentados, qué posibilidades y limitaciones tenemos? Solo un humanismo amplio y profundo puede responder a estas preguntas. Los humanistas del Renacimiento no eran tan ambiciosos.

Los ecos del Big Bang retumban todavía en las partículas de que estamos hechos. Nuestra composición química es más afín a la cósmica que a la terrestre. Por el hidrógeno que llevamos dentro (formado junto al fogonazo de la radiación cósmica de fondo) somos hijos de la luz. Por el carbono, el nitrógeno y el oxígeno (forjados en los hornos estelares y dispersados en explosiones agónicas de supernovas) somos polvo de estrellas. El microcosmos de nuestro cuerpo es el compendio de la historia del macrocosmos, como los clásicos no se cansaron de subrayar. Con frecuencia se ha usado esta metáfora del microcosmos (el humán) como recapitulación del macrocosmos (el Universo). Aunque exagerada, la metáfora encierra algo de verdad. Una mirada a nosotros mismos revela muchas huellas de la historia del Universo y de la vida. Y nuestras múltiples semejanzas bioquímicas y genéticas con el resto de los seres vivos terrestres documentan las diversas etapas de la historia de la vida.

Somos sistemas físicos, partes del Universo, pero no partes cualesquiera: somos (o podemos llegar a ser) partes conscientes del Universo y, por lo tanto, partes de la conciencia cósmica. La conciencia cósmica es la conciencia distribuida del Universo (la conciencia divina, si se quiere). Cuando nuestro cerebro piensa, decimos que nosotros pensamos. Nuestro cerebro es parte nuestra, pero nosotros somos partes del Universo y, por consiguiente, nuestro cerebro es parte del Universo. Cuando pensamos en el Universo con nuestro cerebro, el Universo se piensa a sí mismo en nuestro cerebro. Nuestros pensamientos son chispas divinas, chispas de la conciencia cósmica. Es posible que otras criaturas piensen también en el Universo en algún otro lugar en la vasta inmensidad del espaciotiempo, pero no lo sabemos. Si existen, ellas son también partes de la conciencia cósmica distribuida; participantes, como nosotros, en la autoconciencia del Universo.

Actualmente los humanes tenemos que encarar problemas y retos inéditos, sobre los cuales los clásicos no dijeron nada: la explosión demográfica, la destrucción de la biodiversidad del planeta, el agotamiento o escasez de recursos naturales como el agua o el petróleo, nuevos métodos de control de nacimientos y muertes, posibilidades y riesgos de la ingeniería genética, globalización de los mercados y la economía, migraciones masivas, insuficiencia de los Estados nacionales como marco de la vida política, una cultura universal basada en la difusión instantánea y mundial de la información a través de los nuevos canales de comunicación. Solo desde la plataforma de una autoconciencia humana más profunda y mejor informada, enraizada en la conciencia cósmica, podemos esperar enfrentarnos con éxito a los problemas, oportunidades y dilemas que se avecinan. La filosofía debería actuar como un catalizador en esta tarea, convirtiéndose en un puente entre las ciencias y las humanidades. La verdad, la generalidad, la precisión, la autoconciencia y la honestidad intelectual han de ser reivindicados como valores de todo tipo de investigación, tanto científica como filosófica o humanística. El espejo roto de la investigación especializada ha de ser recompuesto en una imagen global unitaria, si es que ha de servir como marco en el que analizar y resolver nuestros problemas individuales y colectivos. La búsqueda de una cosmovisión global, por muy provisional que sea, es el fin último de toda investigación. Para ello necesitamos ciencia, pero también racionalidad y sabiduría. En definitiva, necesitamos un nuevo humanismo a la altura de nuestro tiempo, que haga uso de los tesoros de información que la ciencia nos proporciona y encare sin prejuicios los problemas y retos actuales.

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CIENCIA Y RACIONALIDAD

SENTIDOS DE ‘RACIONALIDAD’

La palabra ‘racionalidad’ se emplea en al menos cinco sentidos distintos:

1) Racionalidad como capacidad lingüística. En este sentido —el más débil— un ser racional es un ser capaz de comunicarse mediante el lenguaje. Aristóteles había caracterizado al humán como el animal que tiene lenguaje (lógon ékhon), expresión que luego fue (mal) traducida como «animal racional».

2) Racionalidad como razonabilidad. En este sentido alguien es racional si aduce (o está dispuesto a dar) razones para decir o hacer lo que dice o hace. Y toda persona razonable y bien educada es racional.

3) Racionalidad como ética. Kant identificó la racionalidad práctica con la conducta ética. En este sentido es racional quien respeta a los demás y los trata como fines, no solo como medios.

4) Racionalidad como racionalismo, como confianza ilimitada en la razón, o la intuición o la evidencia. Descartes y el resto de los racionalistas del siglo XVII solían adoptar esta postura, que por lo demás no tiene nada que ver con la racionalidad científica actual.

5) Racionalidad como optimización. Este sentido moderno o económico de la racionalidad presupone la capacidad lingüística y la razonabilidad, pero va más allá, incluyendo típicamente procesos de evaluación y optimización. La teoría de la decisión, la teoría de juegos y la teoría económica, en general, usan esta noción de racionalidad, que casi es la única empleada fuera de contextos filosóficos.

A partir de ahora solo hablaré de racionalidad en este último sentido.

SITUACIONES EN QUE SE PLANTEAN CUESTIONES DE RACIONALIDAD

Hablamos de racionalidad en contextos en los cuales un agente elige o toma decisiones en función de ciertas preferencias u objetivos. Por lo tanto, solo tiene sentido hablar de racionalidad en situaciones que reúnan estas dos condiciones: 1) Que haya diversas alternativas entre las que elegir; es decir, que la salida de la situación no esté unívocamente determinada. 2) Que no todo dé igual, que unas salidas de la situación sean preferibles a otras.

Los problemas de racionalidad (o de decisión racional) solo se plantean en situaciones con alguna indeterminación, en las que el agente tiene cierto margen de maniobra, en las que puede elegir entre cursos de acción alternativos. En situaciones deterministas, donde no hay nada que decidir o elegir, no se plantean problemas de racionalidad.

En el caso de la racionalidad teórica o científica hay que distinguir entre creer y aceptar una idea o hipótesis. La creencia involuntaria, humeana, inevitable (por ejemplo, en que ahora está lloviendo), es algo que no elegimos, es algo que nos encontramos creyendo y, por lo tanto, no es objeto de la racionalidad como método. (Recuérdese que la racionalidad es un método, no una facultad, y que solo se aplica a situaciones donde hay elección.) En la ciencia lo importante es la aceptación de una hipótesis o una teoría. La aceptación es una apuesta voluntaria, cartesiana. Podemos decidir si aceptar o no la hipótesis propuesta. Yo no puedo elegir si creer o no que estoy vivo o que hace calor, pero puedo aceptar o no que el vacío tiene cierto nivel de energía, que una brevísima etapa inflacionaria siguió al Big Bang, que los dinosaurios se extinguieron por el impacto de un gran meteorito o que los primeros pobladores de América entraron por el estrecho de Bering.

Para que tenga sentido hablar siquiera de racionalidad se requiere, además de cierto margen de indeterminación, que no todo dé igual, que el agente tenga preferencias u objetivos. En situaciones de indiferencia o frivolidad, en que no hay objetivos que alcanzar ni preferencias que satisfacer, no se plantean problemas de racionalidad.

Si salgo a pasear sin rumbo fijo, cualquier camino que siga es tan bueno como cualquier otro y no hay nada que decidir racionalmente. Sin embargo, tan pronto como tenga un objetivo (quiero ir a la catedral) o una preferencia (prefiero pasear por calles tranquilas y sin tráfico que por otras ruidosas y congestionadas), se plantea la cuestión racional de cómo llegar a la catedral o de cómo evitar las calles ruidosas. Normalmente tenemos varios fines en nuestras acciones y varios parámetros que optimizar. Si viajamos a un lugar, preferimos la ruta más corta, pero también la tarifa más barata y el medio de transporte más seguro y confortable.

Cuando decidimos qué ideas aceptar, hablamos de racionalidad teórica. Cuando decidimos qué cosas hacer, hablamos de racionalidad práctica. Tanto sobre la racionalidad teórica como sobre la práctica se ha desarrollado una teoría formal (de carácter básicamente matemático y respecto a la que reina un amplio consenso) y una teoría material (que trata de reducir la infradeterminación de las ideas y acciones por la teoría formal mediante un cierto anclaje en la realidad y una cierta conexión con nuestra naturaleza, y respecto a la cual hay menos consenso).

TEORÍA DE LA DECISIÓN RACIONAL

Un agente ha de elegir entre varias acciones o cursos de acción alternativos. Si el agente sabe (o cree saber) cuál será el resultado de cada una de esas acciones posibles, entonces decimos que actúa bajo condiciones de certeza. La teoría de la decisión o teoría formal de la racionalidad práctica considera tres tipos distintos de situaciones: situaciones en las que el agente actúa bajo condiciones de certeza, situaciones en que el agente decide bajo riesgo y, finalmente, situaciones de incertidumbre. Repasemos brevemente los tres problemas de decisión.

1) Decisión bajo condiciones de certeza. Se trata de maximizar o minimizar un parámetro, bajo ciertos constreñimientos. Los constreñimientos o restricciones son también fines del agente. Si el agente, además de racional, es moral, incorpora sus máximas morales (que suelen ser negativas) en forma de restricciones de sus fines. El ejemplo típico es el de la confección de un menú que trate de minimizar el coste, bajo constreñimientos dietéticos sobre mínimos de calorías, proteínas, hidratos de carbono y vitaminas. La técnica formal para resolver este tipo de problemas es la programación lineal.

2) Decisión bajo condiciones de riesgo. El agente tiene que decidir entre un conjunto de acciones alternativas, de cuyas consecuencias no está seguro, aunque se atreve a asignarles probabilidades subjetivas. También suponemos que el sujeto puede asignar utilidades a las diversas consecuencias posibles. (Para ello basta con que el agente tenga una relación binaria de preferencia entre consecuencias que satisfaga ciertas condiciones obviamente razonables, como la transitividad; entonces se pueden definir escalas ordinales de utilidad compatibles con esa relación de preferencia.) Se trata del tipo de situación más estudiado. La solución de este tipo de problemas viene dada por la regla de Bayes: actúa de tal modo que maximices tu utilidad esperada. La utilidad esperada de una acción es la suma ponderada por la probabilidad de las utilidades de sus diversas consecuencias posibles. Si llamamos ac₁, ..., acn a las consecuencias posibles de una determinada acción a, u a la función de utilidad y p a la de probabilidad, la utilidad esperada de esa acción a será

3) Decisión bajo condiciones de incertidumbre. El agente está tan inseguro respecto a las consecuencias que pueda tener cada acción, que ni siquiera se atreve a asignarles probabilidades subjetivas. De todos modos, les puede asignar utilidades. En este tipo de situaciones (al contrario de lo que ocurría en las anteriores) no hay ninguna regla unívoca y comúnmente aceptada para resolver el problema. Lo único que hay es una pluralidad de reglas incompatibles, que corresponden a otros tantos temperamentos o actitudes distintos. Dos reglas famosas y extremas son MAXIMIN (Actúa de tal manera que maximices la mínima utilidad —o, equivalentemente, actúa de tal manera que minimices el máximo riesgo, actúa suponiendo que vas a perder, actúa teniendo en cuenta solo el peor caso posible) y MAXIMAX (Actúa de tal manera que maximices la máxima utilidad, o, equivalentemente, actúa suponiendo que vas a ganar, actúa teniendo en cuenta solo el mejor caso posible). La primera es una regla de prudencia especialmente atractiva para temperamentos timoratos, conservadores, pesimistas, que van a lo seguro. La segunda es una regla de audacia, atractiva para los temperamentos aventureros, optimistas, arriesgados, deseosos de jugar fuerte.

John Rawls, en su libro A Theory of Justice (1971), deduce sus dos principios de justicia, que determinan lo que él considera una sociedad justa, suponiendo que son los que elegiría un agente racional bajo el «velo de la ignorancia», es decir, sin conocer la posición que él va a ocupar en la sociedad para la que legisla. De todos modos, Rawls define la racionalidad del agente por su aplicación de la regla del MAXIMIN, con lo cual identifica al racional con el timorato, lo cual es muy discutible. Supongamos que tenemos que elegir entre dos loterías. En la lotería A, si ganas, recibes un millón de dólares; si pierdes, no recibes nada. En la lotería B, si ganas, recibes un dólar; si pierdes, recibes también un dólar. Casi todos elegiríamos A, pero si aplicásemos el MAXIMIN, tendríamos que elegir B.

La teoría formal de la racionalidad práctica supone que el sujeto sabe lo que quiere (o lo que prefiere) en todas las circunstancias. Eso es una idealización poco realista. Aunque la regla de Bayes es difícilmente atacable, no siempre es aplicable, pues a veces el sujeto no sabe exactamente lo que quiere. La programación lineal y la regla de Bayes formalizan nuestra intuición de la consistencia práctica. Allí donde son aplicables, es imposible entenderlas y no estar de acuerdo con ellas sin contradecirse en un sentido práctico, es decir, sin reconocer que no queremos aquello que decíamos querer.

TEORÍA MATERIAL DE LA RACIONALIDAD PRÁCTICA

Con frecuencia no está nada claro lo que yo quiero, ni siquiera para mí. El yo es una construcción hipotética a partir de múltiples episodios dispersos de conciencia. En cualquier caso, es la punta apenas entrevista de un iceberg cerebral, la mayor parte de cuyo procesamiento de la información es inconsciente. Nuestro cerebro, a su vez, es el resultado chapucero de la yuxtaposición de sistemas distintos de procesamiento de la información, sistemas surgidos en épocas diferentes para resolver problemas dispares. A veces parece una empresa mal avenida, donde distintos comités toman decisiones opuestas, lo que puede conducir a la parálisis práctica. El yo con planes y voluntad propios no es algo dado, sino algo construido o por construir.

Cuando nuestros yos descoyuntados llegan a un compromiso, no siempre el resultado es lo que llamaríamos racional. La racionalidad práctica bayesiana o formal se reduce a la consistencia, y es compatible con cualquier conducta y sistema coherente de fines, por lunático que este sea. (Si la automortificación es uno de mis fines últimos, será formalmente racional que busque cilicios cada vez más lacerantes; lo cual no es óbice para que tanto el fin como el medio sean irracionales en un sentido intuitivo no formal, sino biológico.) Para que nuestro sistema de fines merezca ser llamado racional en un sentido material hay que atarlo a algo no formal, hay que anclarlo en alguna realidad material. Una atadura, la más sólida, es la que lo liga a nuestro sistema de fines y necesidades biológicamente dados, heredado genéticamente y plasmado en nuestros diversos sistemas encefálicos. De hecho, nuestro encéfalo ha llegado en su evolución a ser lo que es como un utensilio fundamentalmente adaptado a satisfacer nuestras necesidades biológicas. En general (aunque no siempre) el placer y el dolor son sistemas retroalimentativos que nos informan sobre nuestros aciertos y errores prácticos.

En último término, la racionalidad formal se reduce a consistencia y su estudio es una parte de las matemáticas, mientras que la racionalidad material hunde sus raíces en nuestras estructuras biológicas y su estudio está íntimamente ligado al de la biología.

RACIONALIDAD PARCIAL Y GLOBAL

Con frecuencia observamos que algunas personas son muy racionales en ciertas áreas restringidas de sus creencias o de su conducta, y muy irracionales en otras. Por ejemplo, el físico Michael Faraday era tan racional en sus investigaciones como irracional en sus creencias religiosas, que lo llevaron a afiliarse a una oscura secta que lo atemorizaba y maltrataba.

La racionalidad limitada a ciertos campos o situaciones, con exclusión de los demás, constituye el objeto típico de estudio de la teoría formal de la racionalidad, que en realidad es una teoría de la racionalidad parcial. La racionalidad práctica parcial, restringida a un ámbito, presupone la racionalidad teórica, al menos en relación a ese ámbito. Para aplicar la programación lineal o la regla de Bayes tenemos que indagar previamente las funciones implicadas o asignar probabilidades. Incluso la determinación de utilidades depende de nuestra información acerca del mundo. En efecto, la función de utilidad mide lo mucho o poco deseable que algo es para nosotros. Pero, según lo que pensemos sobre el mundo, desearemos más unas cosas u otras. La información de que una determinada persona tiene el sida disminuirá drásticamente nuestro deseo de copular con ella. El inversionista o el agente de Bolsa, si se comportan racionalmente en sentido práctico, tratarán de obtener la mejor información disponible acerca de las empresas cuyas acciones pretenden comprar o vender. El enfermo, si quiere curarse, deberá informarse bien al menos sobre su propia enfermedad y su posible terapia.

Si extendemos la racionalidad a la vida entera, entonces apuntamos hacia la racionalidad global, lo que es una empresa tan ambiciosa que ya desborda el ámbito matemático de la teoría de la decisión y se acerca a las sabidurías clásicas y orientales. La racionalidad práctica global es la estrategia de maximización de la felicidad a lo largo de toda nuestra vida. En cualquier caso, la completa racionalidad práctica presupone la completa racionalidad teórica. Solo en función de un sistema de creencias fiable y de gran alcance acerca del Universo podemos orientar la nave de nuestra vida de un modo óptimamente satisfactorio.

¿Qué nos mueve a ocuparnos de la racionalidad? De hecho, tenemos cierto margen de libertad y, de hecho también, no todo nos da igual, tenemos preferencias. Hemos de elegir y nos importa elegir bien, sobre todo dada la brevedad de la vida en sentido biográfico. Somos flor de un día. Como a los habitantes de Macondo según García Márquez, tampoco a nosotros nos será dada una segunda oportunidad. ¿Cómo vivir lo mejor posible esta breve e irrepetible vida nuestra? He ahí la motivación última de nuestra preocupación por la racionalidad.

TEORÍA FORMAL DE LA RACIONALIDAD TEÓRICA

Una de las cosas que podemos desear es conocer la realidad, en su conjunto o en alguna parcela que nos interese especialmente. La racionalidad teórica es la estrategia racional para alcanzar esta meta en la mayor medida posible, para maximizar la veracidad y alcance de nuestra representación del mundo (o de la parcela del mundo que nos interese). La racionalidad teórica es, pues, por un lado, una especialización más de la racionalidad y, por otro, es el presupuesto de la búsqueda racional de las otras metas prácticas.

La teoría formal de la racionalidad teórica indaga las condiciones formales que tiene que satisfacer el conjunto de todas las creencias —en un sentido amplio, que incluye también las aceptaciones— de un agente (o creyente) dado x para que digamos que x es racional en sus creencias. Puesto que las creencias y aceptaciones varían con el tiempo, las condiciones han de ser relativizadas a un instante determinado t.

Las condiciones formales de la racionalidad teórica del agente (o creyente) x en el instante t son las siguientes: 1) Coherencia: el conjunto de todas las creencias de x en t ha de ser consistente. 2) Clausura: el conjunto de todas las creencias de x en t ha de estar clausurado respecto a la relación de implicación, es decir, si x cree que A, y A implica B, entonces x ha de creer que B. En otras palabras, x ha de creer todas las consecuencias de sus creencias. 3) Probabilidad: si x asigna probabilidades subjetivas a sus creencias, lo ha de hacer de un modo compatible con la teoría de la probabilidad. Por ejemplo, si x asigna la probabilidad 1/3 a B, entonces tiene que asignar 2/3 a no-B.

La condición 1 es la esencial. Lo primero que prohíbe la racionalidad teórica es que nos contradigamos en nuestras creencias, que creamos a la vez una cosa y su contraria, B y no-B. A pesar de todo, tal y como está formulada, resulta quizá demasiado fuerte, pues basta con que varias de las creencias impliquen una contradicción para que el conjunto sea inconsistente, aunque esa implicación sea muy poco obvia e incluso sumamente difícil de descubrir. Por ello esa condición es a veces sustituida por algo más débil, pero más realista, tal como: x está dispuesto a revisar su sistema de creencias, siempre que detecte en él alguna contradicción. La condición 2 es también irrealista. De hecho nadie conoce todas las consecuencias de sus creencias. Por ello puede ser sustituida por algo así como: x está dispuesto a aceptar como creencia suya cualquier consecuencia de sus creencias. La condición 3 solo tiene aplicación si el agente asigna probabilidades. En ese caso también resulta excesivamente fuerte y puede ser sustituida por: x está dispuesto a revisar su distribución de probabilidades subjetivas, siempre que detecte alguna incompatibilidad con la teoría de la probabilidad.

TEORÍA MATERIAL DE LA RACIONALIDAD TEÓRICA

En definitiva la noción formal de racionalidad teórica se reduce a la de consistencia lógica, y es compatible con cualesquiera contenidos de creencia, por muy lunáticos que estos puedan ser. La consistencia puede acompañar a la falsedad más obvia. (Si creo que soy Napoleón y que Napoleón nació en Córcega, tengo que creer —por racionalidad formal— que yo nací en Córcega; pero ni yo soy Napoleón ni nací en Córcega). Los constreñimientos formales (incluso en sus versiones iniciales, irrealmente fuertes) son demasiado débiles por sí mismos para caracterizar por completo la racionalidad teórica. De algún modo debemos tocar tierra, de algún modo tenemos que atar ese globo consistente de creencias a la realidad.

Los animales necesitamos información sobre el entorno para sobrevivir. Un conjunto inconsistente de creencias contiene información cero acerca del entorno. Pero no todo conjunto consistente de sentencias contiene información realista acerca del entorno. La descripción de una ciudad ficticia puede ser tan consistente como la de nuestra ciudad real. Las dos ataduras materiales principales que podemos exigir del conjunto de creencias de un agente racional son la atadura a la percepción individual y la atadura a la ciencia (es decir, el encaje con la racionalidad teórica colectiva).

El realismo (pragmático) de la percepción sensible está garantizado por su éxito evolutivo. Nuestras sensaciones nos suministran información veraz sobre la realidad del mundo, aunque no nos proporcionen toda la información objetivamente presente, sino solo aquella que es (o ha sido) relevante para nuestra supervivencia. (La distinción entre información objetiva presente e información subjetivamente detectada y codificada es comparable a la distinción termodinámica entre energía total y energía libre, es decir, aprovechable.) Las raras ilusiones perceptivas (ilusiones ópticas y otras) no cambian nada en el hecho de la fiabilidad básica de nuestro aparato sensorial. La desconfianza retórica de algunos filósofos respecto a los sentidos no deja de ser bastante teatral. De hecho estoy más seguro de la existencia de mi camisa que de la existencia de mi yo, aunque no sea más que porque la camisa me viene dada, la veo y la toco, mientras que el yo es una construcción problemática y elusiva.

De todos modos, nuestro lenguaje y nuestro pensamiento y nuestras creencias van mucho más allá del mundo relativamente limitado de las percepciones. Por eso la atadura a la percepción no basta. Otras ataduras son requeridas, sobre todo la atadura a la ciencia. Si el agente tiene suficiente tiempo e interés por un tema como para analizarlo por su cuenta, entonces puede examinar la evidencia matemática y empírica correspondiente; pero si no, si ha de apoyarse en opiniones de tercera mano, lo mejor que puede hacer es aceptar la opinión consensuada de la comunidad científica pertinente. (No se trata de aceptar acríticamente autoridad alguna, sino de, puestos a apostar, hacerlo por el mejor caballo.)

En cualquier caso, el requisito de la racionalidad formal exige que nuestras creencias no se contradigan entre sí y, en especial, que las creencias no perceptivas no contradigan a las perceptivas. Un sistema materialmente racional de creencias debe ser al menos compatible con las percepciones del sujeto, e incluso tratar de dar cuenta de ellas.

RACIONALIDAD CIENTÍFICA VERSUS RACIONALISMO

La racionalidad teórica individual, tal y como la entendemos aquí, tiene uno de sus anclajes en la racionalidad teórica colectiva, es decir, en la ciencia¹. Los filósofos racionalistas, como Descartes y Leibniz, hicieron importantes contribuciones a las matemáticas, pero no a la ciencia empírica. La palabra ‘ciencia’ será usada en lo sucesivo en el sentido de ciencia empírica madura (la física desde Newton, la química desde Lavoisier, la biología desde Darwin, etcétera). La racionalidad científica es, pues, la racionalidad de la ciencia empírica. Esto nos permite subrayar la diferencia, e incluso la oposición, entre racionalidad científica y racionalismo.

El racionalismo es la confianza exagerada, ilimitada, en la infalibilidad de la razón, o de la intuición, o de las ideas claras y distintas. La palabra ‘razón’ es sumamente polisémica. Hereda los múltiples significados de los vocablos griegos nous, diánoia y lógos (traducido al latín por ratio). Además, cada uno de esos significados connota una presunta facultad psicológica de dudosa realidad.

La racionalidad científica se basa en la profunda desconfianza en la razón. La historia de la ciencia es un cementerio de ideas plausibles y evidentes para sus autores que luego resultaron no corresponder a la realidad. Desde luego, la desconfianza en la autoridad es aún mayor. No hay que confiar en nada ni en nadie. Todo ha de ser comprobado y contrastado. Cualquier idea científica ha de tener efectos detectables, antes de ser incorporada al modelo estándar. Cuando los más grandes científicos (como Einstein o Dirac) no han logrado contrastación empírica para muchas de sus ideas, estas no han sido aceptadas.

En ciencia, el hombre propone y la realidad (a través de la experiencia) dispone. En último término, solo la realidad nos informa acerca de la realidad. Nuestra mente, nuestro cálculo, nuestras computadoras, todo lo que hacen es elaborar y procesar la información que el Universo nos envía en forma de señales de todo tipo (sobre todo en forma de radiación electromagnética). Por muy evidente que parezca una idea, por muy clara y distinta que sea, por muy elegante y matemáticamente refinada que resulte, mientras no reciba el espaldarazo de la realidad a través de la observación o el experimento, no será aceptada en el modelo estándar. A lo sumo, será considerada como una especulación prometedora. La realidad siempre tiene la última palabra en la ciencia y con frecuencia sus patadas desbaratan nuestras expectativas más queridas y consensuadas.

Todos los grupos étnicos, ideológicos o tradicionales han tenido algún tipo de ideas y conocimientos acerca de su entorno y del mundo en general. Pero la ciencia y la racionalidad científica son algo nuevo. Así como en la evolución biológica de vez en cuando se producen novedades (surge la vida, o la fotosíntesis, o el sexo, o la célula eucariota, o los dinosaurios), lo mismo ocurre en la evolución cultural. Esta gran empresa de racionalidad teórica colectiva que es la ciencia tiene ciertas características propias que la distinguen claramente de las ideologías e idearios tradicionales, tales como: 1) la consistencia; 2) la objetividad; 3) la universalidad; 4) la provisionalidad, y 5) el progreso.

Consistencia

Los idearios tradicionales suelen incluir relatos alternativos e incompatibles de los mismos hechos, que se aceptan sin mayor reparo. Cada grupo tiene una mitología distinta de los demás e, incluso dentro de la misma cultura, las inconsistencias se toleran de modo relajado. Por ejemplo, el primer libro de la Biblia, Génesis, empieza con dos historias sucesivas y contradictorias de la creación del hombre por Dios: la de la creación por la palabra y la de la creación mediante el modelado de una estatua de barro. Lo mismo ocurre en las antiguas culturas mesopotámicas, egipcia, maya, azteca, etc., que nos ofrecen múltiples e incompatibles narraciones y explicaciones del origen del mundo y de las cosas.

La racionalidad científica tiene la consistencia como su característica, exigencia y valor primordiales. Lo peor que le puede pasar a una teoría es que se descubra alguna contradicción en ella. Incluso cuando diversas teorías y datos se solapan en un cierto ámbito, han de obtenerse resultados compatibles y consistentes respecto a ese ámbito. Si no, toda el área científica entra en crisis grave. A mediados del siglo XIX William Whewell llamó consilience (consiliencia o convergencia) a la coincidencia de los resultados de series de argumentos, inducciones, mediciones y observaciones procedentes de dominios distintos y usando métodos diferentes. En 1998 Edward Wilson ha vuelto a poner en circulación esa noción con su libro² del mismo nombre. Whewell y Wilson han subrayado que esa coincidencia aporta una mayor fiabilidad y solidez al resultado en cuestión. Si, por ejemplo, medimos la distancia a un cuerpo celeste usando métodos distintos (paralaje, espectrometría, variables cefeidas) y obtenemos siempre aproximadamente el mismo resultado, podemos estar más seguros de haber dado en el clavo que si dependemos de un solo método de medición. La convergencia o consiliencia es un requisito de coherencia y un síntoma de acierto. La divergencia o incompatibilidad de los resultados es inaceptable. Esa inaceptabilidad y rechazo de la contradicción es típica y peculiar de la racionalidad científica.

En los dos últimos siglos se ha llegado repetidamente a estimaciones contradictorias de la edad de la Tierra, del Sol y del Universo, pero nunca han sido aceptadas, sino que han dado lugar a otras tantas crisis, superadas cada vez mediante la obtención de mejores datos y el descubrimiento de nuevos factores. En el siglo XIX William Thomson (lord Kelvin) y Hermann Helmholtz calcularon la edad máxima del Sol en unos veinte o treinta millones de años, suponiendo que el Sol obtiene la energía que emite de su propia y lenta contracción gravitatoria. Kelvin también aplicó la termodinámica al cómputo de lo que tardaría una bola fundida del tamaño de la Tierra en enfriarse hasta su temperatura actual, concluyendo que la edad de la Tierra tampoco podría superar los treinta millones de años. Estas estimaciones de los físicos entraban en contradicción flagrante con las de los geólogos y biólogos, que necesitaban cientos o miles de millones de años para dar cuenta de los procesos geológicos y de la evolución de la vida. De hecho, los biólogos resultaron tener razón. Los físicos ignoraban todavía la existencia de la radiactividad, que sigue calentando la Tierra y hace que su enfriamiento sea mucho más lento de lo que suponía Kelvin. Y aunque la teoría de Kelvin y Helmholtz es correcta para los estadios iniciales de formación de una estrella por contracción gravitatoria de una nube giratoria, ignora los procesos de fusión que tienen lugar cuando la estrella ya está formada y que suministran energía al Sol durante miles de millones de años.

Otra crisis parecida tuvo lugar en los años treinta. La constante de Hubble indica la velocidad de recesión de las galaxias en función de su distancia, expresada en kilómetros por segundo de velocidad por cada megaparsec de distancia. En 1929 Hubble había estimado el valor de su constante H₀ en unos 500 km·s–1·Mpc–1; en 1931, en 558; en 1936, en 526. Todos estos valores son un orden de magnitud superiores a la estimación actual (unos 65). En especial, implican un tiempo de Hubble claramente inferior a dos mil millones de años. Teniendo en cuenta que la edad del Universo solo es igual al tiempo de Hubble en el caso de un Universo vacío (de densidad nula), la edad del Universo no vacío en el que vivimos tiene que ser menor. Por ejemplo, en un Universo de Einstein-De Sitter (1932), plano y en expansión, la edad del Universo es 2T/3, donde T es el tiempo de Hubble. Por lo tanto, la edad del Universo sería de solo unos mil doscientos millones de años, lo que se contradice con la muy superior edad de la Tierra, estimada entonces por medidas de la radiactividad y de la vida media del torio y el uranio en más de tres mil millones de años. Esto dio lugar al time scale problem de los años treinta, sentido como agobiante por la comunidad y frente al que se propusieron diversos modelos y soluciones más o menos ingeniosos o desesperados. Además, el problema era exacerbado por la exagerada estimación de la edad de las galaxias por James Jeans. Finalmente, el problema se disolvió cuando nuevas observaciones permitieron acotar mejor la constante de Hubble, que resultó ser diez veces menor de lo inicialmente estimado, y nuevas teorías permitieron una mejor comprensión de los procesos de evolución galáctica.

En los años noventa volvió a surgir el problema de la edad del Universo por incompatibilidad entre ciertas medidas demasiado altas de la constante de Hubble y la edad atribuida a los cúmulos globulares de nuestra galaxia por la dinámica estelar estándar, lo que fue unánimamente considerado como inaceptable. También aquí nuevas mediciones y teorías han permitido salir de la contradicción, al menos de momento.

Objetividad

A diferencia del mito o del arte, la ciencia no solo aspira a una representación subjetivamente satisfactoria del mundo, sino que exige que la representación sea además objetivamente correcta, que (dadas las reglas del juego) corresponda a la realidad, que sea realista o verdadera. Si el primer valor de la ciencia es la consistencia, el segundo es sin duda la verdad. De hecho, las ideas que barajan los científicos tienen muy diverso grado de fiabilidad, desde las especulaciones más aventuradas y descabelladas hasta los resultados más sólidos y bien comprobados. Si buscamos la objetividad, no podemos aceptar una teoría simplemente porque sea hermosa o atractiva; necesitamos alguna respuesta de la realidad misma que nos confirme que así es. Por eso las ideas científicas, por muy elegantes que sean, no pueden ser incorporadas al modelo estándar mientras no sean contrastadas empíricamente.

Universalidad

La ciencia actual es universal. La misma ciencia se enseña y practica en las universidades y centros de investigación de todo el mundo. Se trata de un hecho cultural inédito en la historia de la cultura humana anterior. La universalidad de la racionalidad científica se opone a la localidad o grupalidad de las culturas étnicas, tradicionales o dogmáticas. En especial, no hay que confundir la tradición cristiana occidental, tan tribal y cerrada como cualquier otra, con la ciencia actual, que no tiene nada de occidental ni de cristiana. De hecho, científicos de todos los países y razas contribuyen a ella.

A veces el Oriente se contrapone al Occidente, y por Oriente se entiende sobre todo la India, China y Japón. Pero las contribuciones de estos países a la ciencia actual son bien visibles. Limitándonos al campo de la física, recordemos que las partículas elementales se dividen en dos clases fundamentales: los bosones (de spin entero, como los fotones) y los fermiones (de spin fraccionario, como los electrones). Los bosones se llaman así en honor del físico indio Satyendra Bose (1894-1974). El mayor triunfo de la física de partículas ha sido la unificación del tratamiento teórico de las fuerzas electromagnética y nuclear débil, obra del pakistaní Abdus Salam (1929-1996) y de los americanos Weinberg y Glashow, y a su vez basada (como todas la teorías cuánticas de campos) en el esquema de teoría gauge no abeliana del chino Chenning Yang y Robert Mills. Chenning Yang (n. 1922) y el también chino Tsungdao Lee (n. 1926) recibieron el premio Nobel de Física en 1957 por su predicción de la violación de la conservación de la paridad en la desintegración beta. El límite de masa de una estrella más allá del cual no puede permanecer como enana blanca, sino que tiene que colapsar como estrella de neutrones o agujero negro, se llama hoy el límite de Chandrasekhar, en honor del astrofísico indio Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995), su descubridor y ganador del premio Nobel de Física de 1983. También han obtenido el Nobel de Física los japoneses Sinitiro Tomonaga (1906-1979), Hideki Yukawa (1907-1981) y Leo Esaki (n. 1925), en 1965, 1949 y 1973, respectivamente; o el de Química obtenido por Hideki Hirawaka, en 2000. Además, las contribuciones de los científicos asiáticos no se limitan a la física. Abarcan desde la abstracta teoría de números, impulsada por el indio Srinivasa Ramanujan, hasta la concreta primatología de los chimpancés, en que tan decisiva participación han tenido japoneses como Toshisada Nishida. Incluso en la informática, la principal escuela de programadores del mundo se encuentra en Bangalore (India), desde donde son exportados a Estados Unidos y Europa. Obviamente, los orientales contribuyen junto con los occidentales a la ciencia actual, que no es oriental, ni occidental, sino realmente universal.

Provisionalidad

Frente al carácter definitivo de las religiones, ideologías y demás idearios dogmáticos, la ciencia solo afirma sus tesis hasta nueva orden, es decir, hasta que nuevos datos o mediciones pongan en duda su objetividad y nos obliguen a abandonarlas o revisarlas. La disposición a revisar las hipótesis y teorías siempre que haga falta en función de los nuevos datos es una de las características más obvias de la racionalidad científica, especialmente subrayada por Karl Popper.

Progreso

El método científico busca, valora y consigue el progreso de un modo que es ajeno a los idearios tradicionales, que más bien valoran la estabilidad, la fidelidad al origen y la ortodoxia. En la ciencia podemos distinguir la historia (los datos) y la teoría (los esquemas formales o generales que los explican u organizan). El progreso acumulativo en la historia parece claro. Los datos que vamos recibiendo de la exploración espacial de los planetas o de la excavación arqueológica de los yacimientos paleontológicos se van acumulando.

El progreso también se da en la teoría, aunque aquí es más agitado y sincopado. De todos modos, en la ciencia avanzada cada nueva teoría que pretenda desplazar a otra teoría anterior bien comprobada en un ámbito determinado debe ser conservadora respecto a ella en el sentido de que debe conservar sus aplicaciones exitosas. Las revoluciones científicas actuales son revoluciones conservadoras y satisfacen el requisito de conservación del conocimiento acumulado. En especial, toda nueva teoría tiene que conservar los resultados de la anterior en su ámbito comprobado al menos como buena aproximación. La relatividad especial es conservadora respecto a la mecánica newtoniana. Las aplicaciones exitosas de la mecánica newtoniana se dan a velocidades pequeñas (en comparación con la velocidad de la luz c). A esas velocidades pequeñas, las transformaciones de Lorentz convergen asintóticamente con las transformaciones de Galileo, por lo que las diferencias entre las predicciones clásicas y las especial-relativistas están por debajo del límite de la discriminación observacional. La relatividad general es a su vez conservadora respecto a la relatividad especial. Precisamente esta exigencia fue una de las ideas directrices que guiaron a Einstein en su desarrollo. Conforme el campo gravitatorio (la curvatura del espaciotiempo) tiende a cero, asintóticamente podemos introducir un sistema inercial global con métrica de Minkowski en que se cumple exactamente la teoría especial de la relatividad. Además, se mantiene la exigencia de que en un sistema local las leyes de la física deben tener forma especial-relativista. En el límite de campos gravitatorios débiles y de velocidades y presiones bajas, la teoría general de la relatividad se reduce a la teoría de la gravitación de Newton. En el futuro es casi seguro que otras teorías reemplazarán a las actuales. Pero las nuevas teorías (quizá teorías de supersimetría o de supercuerdas u otras aún no barruntadas siquiera) deberán ser conservadoras respecto a las actuales y mantener, al menos como aproximaciones, el inmenso caudal de aplicaciones exitosas del actual modelo estándar de la física de partículas y de la relatividad general.

MODELO ESTÁNDAR Y NUBE DE HIPÓTESIS ESPECULATIVAS

En cada área de la física, la situación teórica actual está caracterizada por la interacción entre el modelo estándar y la nube de hipótesis especulativas que lo rodea. El modelo estándar está constituido por una serie de teorías bien establecidas y consistentes entre sí y una serie de herramientas formales, hipótesis y valores de parámetros que, en su conjunto, permiten explicar gran parte de los datos observacionales conocidos, así como predecir nuevos resultados empíricos antes no detectados. Por otro lado, ningún dato conocido contradice las consecuencias del modelo estándar. Este subyace a la enseñanza universitaria, a la investigación científica y a las aplicaciones tecnológicas. Un modelo es una máquina para generar respuestas a las preguntas que nos hacemos. El modelo estándar determina las respuestas que da la ciencia a esas preguntas en un momento dado. Fuera del modelo estándar los científicos imaginativos proponen y desarrollan nuevas teorías especulativas, hipótesis audaces e ideas prometedoras, pero ayunas de contrastación y con frecuencia incompatibles entre sí. Cada una de estas teorías especulativas está promovida por una serie de físicos, que tratan de desarrollarla y sacarle jugo contrastable, en forma de predicciones o aplicaciones novedosas. Si tienen éxito, la teoría pasa a incorporarse al modelo estándar, que sufre los reajustes necesarios y genera los correspondientes cambios en los libros de texto. Cada vez que tal cosa ocurre, decimos que la ciencia ha progresado, pues la revisión del modelo estándar suele constituir una revolución conservadora en el sentido antes descrito. Por lo tanto, las especulaciones juegan un papel positivo y necesario en la dinámica científica, como locomotoras posibles del progreso. No hay que despreciarlas, pero tampoco hay que confundirlas con los resultados bien establecidos que conforman el modelo estándar y que son los únicos que merecen ser incorporados en la visión del mundo del agente racional.

Actualmente el modelo estándar de la física de partículas incluye dos teorías cuánticas de campos: la teoría electrodébil —que da cuenta de las interacciones electromagnéticas y de las nucleares débiles— y la cromodinámica cuántica —que describe las interacciones nucleares fuertes—. También incorpora un catálogo de 61 partículas elementales: 18 quarks (6 sabores × 3 colores) y 6 leptones, divididos en tres generaciones y acompañados de sus respectivas antipartículas, así como 12 bosones gauge mensajeros (4 electrodébiles y 8 fuertes o gluones), además del hipotético bosón de Higgs. Todas estas partículas (excepto el Higgs) han sido detectadas. En 1994 fue hallado en el Fermilab (Chicago) el último quark que quedaba por descubrir, el quark top. El modelo estándar incluye un campo de Higgs, encargado de proporcionar su masa a las partículas masivas, cuyo bosón gauge, el Higgs, todavía no ha sido detectado³. Por lo tanto, y de momento, el campo de Higgs y su correspondiente bosón no acaban de pertenecer del todo al modelo estándar, en cuya periferia especulativa permanecen. Ya claramente fuera del modelo estándar se encuentran varias teorías especulativas y matemáticamente sofisticadas sobre las que llevan más de veinte años trabajando los mejores físicos teóricos: teorías de gran unificación, teorías de supersimetría, teorías de supercuerdas, etc. El problema es que ninguna de estas teorías ha logrado hacer predicciones contrastables diferentes de las del modelo estándar, por lo que no han logrado salir del limbo de la nube especulativa.

También en la cosmología hay un modelo estándar y una nube de especulaciones. El modelo estándar del Big Bang incluye la teoría general de la relatividad, la física nuclear y la historia térmica. Da cuenta de los grandes hechos observacionalmente contrastados acerca del Universo, tales como la expansión cósmica (las galaxias se alejan de nosotros a velocidades proporcionales a su distancia), la abundancia de elementos químicos en el Universo visible y la radiación cósmica de fondo de microondas a una temperatura de 2,7 K. El modelo cosmológico estándar está rodeado por una nube de hipótesis especulativas sumamente interesantes, pero carentes de comprobación empírica independiente, tales como los modelos inflacionarios, las diversas versiones de la constante cosmológica y la quintaesencia, la materia oscura fría, la cosmología cuántica, la gravedad cuántica, etc.

Sin duda, muchas de las especulaciones actualmente de moda serán olvidadas en el futuro, mientras que otras lograrán entrar en contacto con la realidad empírica y merecerán integrarse en el modelo estándar. El modelo estándar (tanto el de la física de partículas como el cosmológico) explican tantas cosas tan bien y tienen tan buen apoyo observacional que cualquier revisión o ampliación o revolución que sufran en el futuro tendrá que conservar lo ya adquirido al menos como aproximación en el ámbito en que se ha comprobado. Fuera de ese ámbito, no sabemos lo que pasará. El futuro de la ciencia es en gran parte imprevisible. Suponemos que continuará el progreso científico, pero no sabemos qué dirección tomará.

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PREMIOS NOBEL Y AFICIONADOS

El químico sueco Alfred Nobel (léase Nobél) fue un hombre culto y creativo, políglota refinado y viajero incansable. En 1867 inventó la dinamita, un explosivo basado en la nitroglicerina y mucho más potente que la pólvora, que fue rápidamente adoptado en la minería y las obras públicas. El éxito del invento hizo millonario al inventor, pero las muertes producidas por la manipulación y el uso militar de la dinamita amargaron los últimos años de Nobel, que trató de aplacar su mala conciencia dejando su fortuna para premiar los esfuerzos por la paz y el progreso de la humanidad. El 27 de noviembre de 1895, un año antes de su muerte, escribió en París su testamento. En él legaba sus 33 millones de coronas para la creación de un fondo cuyos intereses se distribuirían entre las personas que el año anterior «hubieran aportado los mayores beneficios a la humanidad», en concreto en los campos de la Física, la Química, la Medicina, la Literatura y la Paz. Con los intereses de ese legado se sufragan los premios Nobel (excepto el de Economía, financiado por el Banco Central de Suecia).

Los nombres de los premiados se anuncian en otoño. Los premios se entregan el 10 de diciembre (aniversario de la muerte de Nobel), en una ceremonia solemne previamente ensayada y luego representada en el Teatro Real de Estocolmo, donde cada premiado recibe una medalla y un cheque de un millón de dólares (o la parte alícuota, si es compartido). Finalmente se celebra una cena y baile de gala, a la que acuden todos los invitados vestidos de etiqueta rigurosa. Hace unos años presencié todo el ceremonial, y me pareció excesivamente formal y estirado, aunque se aprecia la buena intención de los organizadores de darle el máximo realce. Además, ¿por qué limitarse a celebrar las victorias militares o los campeonatos de fútbol? ¿Por qué no celebrar una vez al año con toda pompa —como hacen en Estocolmo— los descubrimientos científicos?

La fiesta del Nobel coincide con la celebración en Suecia de la festividad de Santa Lucía y la llegada del invierno. La costumbre es que los infantes suecos se levanten ese día a las cinco de la madrugada, se pongan una corona de velas encendidas en la cabeza y vayan a cantar. Más de un premio Nobel alojado en el Gran Hotel de Estocolmo ha sido sorprendido con esta inesperada serenata tras haber pasado una agitada noche.

Está muy bien que existan los premios Nobel. Siempre están bien los incentivos, los premios, incluso los sueños de casi imposible consecución, pero que están ahí en el horizonte, como un acicate a salirnos del apoltronamiento, a esforzarnos, a dar lo mejor de nosotros mismos. Un político puede soñar con llegar a ser presidente del gobierno; un ciclista, con ganar el Tour. ¿Con qué puede soñar un científico? Con ganar el premio Nobel. Ningún científico trabaja para ello. Pero a nadie le amarga un dulce de un millón de dólares ni el prestigio que lo acompaña.

Los premios Nobel se conceden a individuos por sus propios méritos personales, y con independencia de su nacionalidad. Los escritores de lengua española han conseguido diez premios Nobel de Literatura (cinco a españoles y otros cinco a latinoamericanos), es decir, bastantes más que los de cualquier otra lengua, excepto el inglés y el francés. La cosecha científica ha sido más escasa, pero no nula. Los hispanos han conseguido cuatro premios Nobel de Fisiología o Medicina, de los cuales dos han ido a parar a los españoles Santiago Ramón y Cajal (1906), por sus estudios del tejido nervioso, y Severo Ochoa (1959), por la síntesis artificial de ácidos nucleicos; y otros dos a los argentinos Bernardo Houssay (1947), por sus estudios sobre el páncreas y la glándula pituitaria, y César Milstein (1984), por sus descubrimientos en inmunología. El premio Nobel de Química recayó en 1970 en el argentino Luis Leloir, por su descubrimiento de los compuestos químicos que afectan el almacenamiento de energía en los organismos, y en 1995 en el mexicano Mario Molina, por sus investigaciones sobre la química de la destrucción del ozono en la estratosfera. Ningún hispano ha recibido todavía el premio Nobel de Física, quizá el más prestigioso de todos, ni tampoco el de Economía. Varios hispanoamericanos han recibido el de la Paz, el más discutido, sin duda, pero quizá el más próximo al corazón del fundador. Si existiera un premio Nobel de Pintura, seguro que los españoles habríamos recibido varios. Si existiera uno de Matemáticas, seguro que no habríamos conseguido ninguno. Y no es por casualidad que Estados Unidos acapara más premios Nobel que nadie, al menos desde la Segunda Guerra Mundial. Aunque deformado, los premios Nobel son un espejo de la realidad.

La comunidad científica está formada por un gran número de personas y solo una proporción mínima recibe el premio Nobel, al que tampoco hay que dar demasiada importancia. Además de los científicos famosos y de los profesionales competentes, la empresa científica con frecuencia recibe el estímulo e incluso la contribución intelectual de los aficionados, cuya aportación desinteresada hay que elogiar.

La ciencia, como el sexo, no es patrimonio de los profesionales. Casi toda la ciencia clásica fue obra de aficionados. Todavía en el siglo XIX el monje Gregor Mendel fundaba la genética mientras se entregaba a su hobby botánico, cultivando y cruzando guisantes de diversos tipos en el huerto del convento. Los profesionales no le hicieron el menor caso, y sus leyes tuvieron que ser redescubiertas en 1900 por De Vries.

Albert Einstein, empleado de la oficina de patentes de Berna y alejado de toda institución académica, daba vueltas en su cabeza a los problemas de la física de su tiempo. El annus mirabilis 1905 descubrió el efecto fotoeléctrico (por el que más tarde recibiría el premio Nobel), explicó el movimiento browniano e inventó la teoría especial de la relatividad. Incluso después de haber publicado estos resultados, todavía tendría que esperar cuatro años más para que alguien le ofreciese una modesta posición universitaria.

Jane Goodall y Jordi Sabater Pi descubrieron la cultura de los chimpancés cuando aún carecían de estudios. En 1952 el joven arquitecto británico Michael Ventris, criptógrafo aficionado, descifró la escritura lineal B, abriendo así para la ciencia histórica varios siglos de cultura griega prehomérica.

Incluso en un campo tan dependiente de costosas instalaciones como la astronomía, los aficionados juegan un gran papel. En 1993 el astrónomo aficionado gallego Francisco García Díez descubrió la supernova más brillante vista en el hemisferio Norte en los últimos veintirés años (la SN 1993J). En 1995 el aficionado británico George Sallit encontró un pequeñísimo planeta con su telescopio de 30 cm instalado en el jardín trasero de su casa. El descubrimiento fue luego verificado por astrónomos de la Universidad de Harvard y del Smithsonian Institute. En enero de 1996 el aficionado japonés Hyakutake Yuji descubrió el brillante cometa que lleva su nombre (el C 1996B2). Una vez comunicado su hallazgo, el cometa fue objeto de intenso seguimiento por los astrónomos profesionales de todo el mundo. El cometa Hale-Bopp, visible a simple vista en la primera mitad de 1997, fue descubierto simultáneamente por un profesional (Hale) y por un aficionado de Arizona, Thomas Bopp.

El astrónomo Joe Patterson (de la Universidad de Columbia) mantiene desde 1991 una fecunda relación de cooperación científica con un grupo de unos treinta aficionados serios de todo el mundo, que están contribuyendo eficazmente al estudio de los sistemas binarios de variables cataclísmicas, en los que una enana blanca, más pequeña y densa, atrae hidrógeno y otros materiales de su cercana compañera, más grande y menos densa. La materia así atraída va cayendo hacia la enana blanca siguiendo una trayectoria espiral que forma un disco de acreción elíptico. Estos sistemas pueden servir de modelo para entender la formación de sistemas solares o los procesos que tienen lugar en el centro de muchas galaxias, donde un agujero negro atrae grandes cantidades de materia circundante. Estudiar el funcionamiento de las variables cataclísmicas requiere reconstruir sus trayectorias en el tiempo a base de muchos registros espectroscópicos, que indican los cambios en su velocidad radial respecto a nosotros. Coleccionar tales datos de múltiples sistemas binarios variables requeriría mucho más tiempo de observación del que ningún astrónomo recibe en los grandes observatorios, donde la competición por el escaso tiempo disponible es enorme. Joe Patterson ha solucionado el problema sugiriendo a diversos aficionados que observen los sistemas que él les indica, y analizando luego sus resultados. Así los aficionados —que disponen de equipos pequeños pero sofisticados— pueden registrar cientos de datos cada noche, y unir sus nombres al de Patterson en los artículos que este escribe con sus datos. Varios otros grupos de aficionados a la astronomía realizan ahora trabajos en colaboración con profesionales, coordinados a través de Internet.

Lector aficionado: no renuncies a participar en la fiesta de la ciencia por falta de títulos o escalafones. Deja que la chispa del saber prenda en la yesca de tu curiosidad y encienda en ti el fuego sagrado del gozo intelectual.

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¿EL FINAL DE LA CIENCIA?

Parece que los ocasos de siglo propician los anuncios agoreros, aunque prematuros, sobre el final de la historia y de la ciencia. A finales del siglo XIX lord Kelvin pensaba que todas las fuerzas y elementos básicos de la naturaleza habían sido ya descubiertos, y que lo único que quedaba por hacer a la ciencia era solucionar pequeños detalles, «el sexto lugar de los decimales». En 1875, cuando Max Planck empezó a estudiar en la Universidad de Múnich, su profesor de Física, Jolly, le recomendó que no se dedicara a la física, pues en esa disciplina ya no quedaba nada que descubrir. En 1894 Robert Millikan recibió el consejo de abandonar la física, una ciencia agotada, y dedicarse a la sociología. Pero al año siguiente se descubrió el electrón (cuya carga eléctrica mediría el mismo Millikan más tarde), y Max Planck (que afortunadamente no había seguido el consejo de Jolly) inició el estudio de la radiación del cuerpo negro, que acabó conduciendo a la cuantización de los niveles de energía y, en definitiva, a la nueva física cuántica.

El 29 de abril 1980 el físico Stephen Hawking dedicó su lección inaugural como Profesor Lucasiano de la Universidad de Cambridge a la pregunta Is the End in Sight for Theoretical Physics? (¿Está a la vista el final de la física teórica?). Su respuesta fue que sí, y que la teoría de supergravedad N = 8, entonces de moda, sería la teoría definitiva. Sin embargo, el viento sopla con fuerza en las cumbres especulativas de la física contemporánea y en menos de una década la supergravedad N = 8 pasó a formar parte de lo que el viento se llevó. Hoy las apuestas irían por las teorías de supercuerdas, pero quién sabe dónde estarán en veinte años.

En 1996 el periodista John Horgan publicó el libro The End of Science (El final de la ciencia)¹, en el que generalizaba a todas las ramas del saber la tesis escatológica de que el final está próximo. Su mayor debilidad estriba en la ingenua fe con que el autor acoge cuanto le dicen unos y otros científicos. Los científicos lo son porque a veces obtienen resultados más o menos sólidos, pero ello es compatible con lanzarse en otras ocasiones a las especulaciones más arriesgadas o descabelladas. Newton dedicó tanto tiempo a la alquimia como a la mecánica, Faraday era miembro de una secta fundamentalista, Cantor interrumpía sus clases de matemáticas para sostener que las obras de Shakespeare en realidad fueron escritas por Francis Bacon, y el físico Frank Tipler ha desarrollado recientemente la tesis (tomada en serio por Horgan) de que todo el Universo se va a transformar en un supercomputador programado por Dios para resucitar a los muertos. La ciencia no se basa en argumentos de autoridad, y las afirmaciones de los científicos (incluso de los famosos) han de someterse a la criba del análisis epistemológico y de la contrastación empírica.

Lejos de acercarse a su final, gran parte de la ciencia actual está en mantillas, como ha subrayado John Maddox², anterior editor de Nature. No sabemos nada de la vida fuera de la Tierra, ni siquiera si la hay o no. No sabemos si existe el campo de Higgs previsto por el modelo estándar de la física de partículas. La mejor teoría física de que disponemos, la teoría cuántica de campos, es incompatible con la gravitación y solo evita los valores infinitos de la energía de sus campos mediante la renormalización, estableciendo un corte «ultravioleta», lo que implica que no aceptamos su validez más allá de cierta cota de energías. De hecho, suele considerarse que las teorías cuánticas de campos son meramente teorías efectivas, aproximaciones a bajas energías de otras teorías subyacentes distintas y aún desconocidas. En astronomía, cada vez que lanzamos un nuevo detector al espacio o medimos una nueva radiación, encontramos sorpresas. Los modelos cosmológicos inflacionarios están cogidos con alfileres y no duran más que la canción del verano. En paleoantropología, cada nuevo hueso excavado pone patas arriba nuestras teorías precedentes. La ciencia está en ebullición y su final no está a la vista.

La empresa científica hace bien en difundir sus éxitos, que sobresalen como islotes de conocimiento en medio de un océano de ignorancia, pero no hay que dejarse embriagar por la música triunfal. De hecho, la ciencia no da respuesta a la mayoría de las preguntas que nos hacemos, y ni siquiera a las que más nos intrigan. A mí, por ejemplo, me interesaría más saber cuándo y cómo me voy a morir que saber cuándo se producirá el próximo eclipse de Luna. Si saltamos de lo personal a lo cósmico, tampoco sabemos cuándo ni cómo acabará el Universo, ni si morirá de frío (reducido a una radiación cada vez más difusa y cercana al cero absoluto de temperatura) o de calor (en los ardores inconcebibles del Big Crunch). Podríamos calcularlo si supiéramos los valores precisos de la constante de Hubble y del parámetro de densidad, pero no hay consenso alguno respecto al valor de esas magnitudes.

Incluso dejando de lado los temas escatológicos, es curioso lo poco que sabemos acerca del cosmos. Para empezar, no sabemos de qué está hecho. Al menos el 90 por 100 (quizá incluso el 99 por 100) de la materia del Universo es materia oscura, y no tenemos ni remota idea lo que sea la materia oscura. Tampoco sabemos cómo se forman las galaxias, ni lo que significa el fondo difuso de rayos X, ni cómo se originan o de dónde provienen los rayos cósmicos o los misteriosos fogonazos de rayos gamma que captan los observatorios orbitales. Para cada una de estas cuestiones hay tantas respuestas distintas e incompatibles como científicos que las estudian, o, lo que es lo mismo, no hay ninguna respuesta fiable.

¿Es la vida un fenómeno provinciano, limitado a la superficie de este pequeño planeta, o se trata de un fenómeno que se repite en múltiples sistemas solares de nuestra galaxia y de otras galaxias? No lo sabemos. Muchos científicos especulan sobre el tema, estimando de modo distinto los parámetros de la fórmula de Drake (para calcular la probabilidad de vida extraterrestre) y obteniendo conclusiones contradictorias. ¿Sabemos al menos cómo se originó la vida aquí, en la Tierra? Tampoco. No sabemos cómo se formó la primera célula, ni siquiera la primera molécula de RNA autoreplicante y autocatalizante. Múltiples hipótesis compiten, desde la procedencia del espacio exterior hasta la formación en sulfuro de hierro o en cristales de arcilla, pero ninguna ha podido ser corroborada.

Lo que menos entendemos de todo es cómo funciona nuestro cerebro. En el caso del genoma ignoramos algunos detalles de la secuencia de nucleótidos y la función de genes específicos —por eso está en marcha el proyecto Genoma Humano—, pero al menos entendemos los principios generales del código genético y la estructura de su mecanismo. Del cerebro no entendemos ni siquiera los principios generales. Es cierto que la neurología ha avanzado mucho desde la época de Aristóteles, que pensaba que el cerebro era un refrigerador destinado a enfriar la sangre que el corazón calentaba en exceso. Ahora entendemos el modo de actuar de la neurona, vamos descubriendo la topografía funcional del cerebro, e incluso simulamos mediante redes neuronales algunos de sus comportamientos más simples. Sin embargo, todavía somos incapaces de dar respuesta a nuestras preguntas más elementales. No sabemos qué función biológica tiene el dormir, ni tampoco el soñar. No sabemos qué ocurre en el cerebro cuando aprendemos un número de teléfono o una canción, o cuando resolvemos un problema matemático, o cuando decidimos ir al cine esta tarde, o cuando sentimos compasión.

Frente a algunos discípulos excesivamente optimistas, Isaac Newton comentaba: «No sé lo que el mundo pensará de mí, pero yo me veo solamente como un niño jugando en la playa, divirtiéndose al encontrar de vez en cuando un guijarro más liso o una concha más bonita que de ordinario, mientras el gran océano de la verdad se extiende completamente desconocido ante mí»³. Celebremos las conchas, sin olvidar el océano.

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LÍMITES DEL CONOCIMIENTO Y DE LA ACCIÓN

ÓPTIMOS IMPOSIBLES

En el siglo pasado muchos compartieron la creencia optimista e ingenua de que todo lo que es deseable sería a la larga realizable, de que todo óptimo es posible. Hoy sabemos que eso no es así. Hay óptimos imposibles, hay situaciones deseables pero irrealizables, hay límites insuperables a lo que podemos hacer o saber.

Hay cosas que no podemos hacer porque no tenemos bastante dinero, o porque nuestra técnica todavía no ha progresado lo suficiente, o porque nosotros no somos tan listos como para saber hacerlas. Obviamente la falta de dinero está frenando el avance científico en muchos frentes, como en la física de partículas, que requiere costosos aceleradores. Aunque los progresos de la técnica han posibilitado hacer cosas antes impensables, como viajar a la Luna o colocar un telescopio en el espacio, o comunicarse en tiempo real con cualquier lugar del planeta mediante el teléfono o Internet, todavía no somos capaces de producir energía utilizable por fusión nuclear (como hacen las estrellas), ni de aprovechar la energía del Sol tan eficientemente como las plantas, ni de construir aviones silenciosos o automóviles no contaminantes, y ni siquiera de curar el resfriado común. Y nuestra capacidad psicológica es limitada. Conforme los problemas van haciéndose más y más difíciles y complejos, nos cuesta más entenderlos, y es posible que en algún momento nuestro cerebro no dé más de sí. Pero este tipo de limitaciones fácticas se superarían si tuviésemos más dinero, o si fuésemos más listos, o si la tecnología nos proporcionase nuevas oportunidades. No es de estas limitaciones fácticas y eventualmente remediables de las que voy a hablar aquí, sino de aquellas otras trabas absolutas e irremediables que nos limitan por principio, y que siempre serían imposibles de superar, cualesquiera que fuesen los recursos de dinero, técnica e inteligencia de que dispusiéramos.

Desde mediados del siglo XIX hasta ahora se han ido postulando una serie de principios y se han ido probando una serie de teoremas de imposibilidad, que ponen límites absolutos a lo que podemos hacer o saber. Estos teoremas no nos dicen cómo son las cosas, sino cómo no pueden ser. Así como las leyes de tráfico excluyen ciertas conductas, sin por eso determinar unívocamente el camino a seguir, así también los teoremas de imposibilidad establecen que ciertas metas o ideales son inalcanzables, sin por eso indicarnos qué hacer ni cómo hacerlo.

TERMODINÁMICA

En el siglo XVIII la máquina de vapor fue inventada por Thomas Newcomen y perfeccionada por James Watt, que incrementó considerablemente su eficiencia (el porcentaje de la energía del combustible que efectivamente se transforma en trabajo mecánico, frente al que se desperdicia). El motor de vapor venía a sustituir con ventaja a la fuerza muscular en muchas aplicaciones industriales, mineras y de transporte. Entrado el siglo XIX siguieron construyéndose máquinas de vapor cada vez más eficientes. El ingeniero francés Sadi Carnot trató de determinar hasta qué punto se podía incrementar la eficiencia de los motores. Pronto se vio que ese aumento tropezaría con límites infranqueables. Estos estudios culminaron a mediados del siglo XIX con la formulación de las leyes de la termodinámica por lord Kelvin y Rudolf Clausius.

La primera ley de la termodinámica dice que la energía se conserva en todos los procesos. Por lo tanto, no puede haber perpetuos móviles del primer tipo, es decir, motores que suministren trabajo mecánico indefinidamente sin recibir combustible u otro aporte de energía.

La segunda ley de la termodinámica dice que la energía se degrada (es decir, la entropía aumenta) en todos los procesos irreversibles. Es imposible convertir calor completamente en trabajo (Kelvin). No es posible un proceso cuyo único resultado sea transferir energía de un cuerpo más frío a otro más caliente (Clausius). Por consiguiente, no puede haber perpetuos móviles del segundo tipo, es decir, motores que extraigan calor (energía térmica) del agua o del aire y lo conviertan en trabajo mecánico (por ejemplo, un barco que moviese sus hélices sin otro aporte energético que el calor del mar).

Si la primera ley de la termodinámica dice que la cantidad de energía siempre se conserva, la segunda afirma que la calidad de la energía siempre se degrada. Aunque la energía no disminuye, cada vez es de peor calidad. Puesto que la entropía siempre aumenta en los procesos irreversibles, la energía libre (que es la parte de la energía total que está disponible para hacer cosas con ella) siempre disminuye.

Lo que nos interesa de estas leyes es que no nos dicen cómo se pueden construir motores eficientes. Lo único que nos dicen es que cierto tipo de eficiencias deseables son imposibles.

Incluso la tercera ley de la termodinámica, formulada posteriormente (1906) por Hermann Nernst, viene a decir que por mucho que enfriemos algo nunca podremos enfriarlo del todo: no es posible alcanzar la temperatura del cero absoluto.

Estas leyes de la termodinámica fueron las primeras leyes físicas que pusieron límites absolutos a lo que se puede hacer.

RELATIVIDAD ESPECIAL

En 1905 Albert Einstein¹ puso límites a la velocidad a que pueden moverse objetos o transmitirse señales o efectos. La teoría especial de la relatividad de Einstein se basa en dos principios. El primero de ellos dice que las leyes de la física son invariantes respecto a transformaciones de Lorenz, es decir, que las leyes de la física son las mismas en todos los sistemas inerciales. El segundo principio —que es el que aquí nos interesa— dice que la velocidad de una señal u objeto físico no puede exceder la velocidad de la luz en el vacío, que es una constante c idéntica para todos los observadores.

Este principio limita lo que podamos hacer, por ejemplo, la velocidad a la que podamos viajar. Nunca, por mucho que progrese la tecnología, podremos viajar más deprisa que la luz, y ni siquiera a la velocidad de la luz, solo accesible a las partículas sin masa (como los fotones) y no a las masivas (como los protones, neutrones y electrones de que estamos hechos nosotros). De los dos principios de la relatividad especial se sigue que la masa (no nula) de un objeto se incrementa con su velocidad. A la velocidad de la luz, su masa sería infinita, lo que es imposible. Por lo tanto, un objeto masivo no puede alcanzar la velocidad de la luz.

El axioma de la constancia de la velocidad de la luz también limita lo que podemos observar y saber. En principio nos sería posible observar los eventos situados a una distancia espacial (expresada en tiempo luz) de nosotros inferior o igual a la distancia temporal que nos separa de ellos, es decir, los eventos situados en nuestro cono de luz pasado. Pero sería imposible por principio observar o recibir señal alguna de los objetos situados a una distancia espacial (expresada en tiempo luz) superior a su distancia temporal, es decir, los objetos situados fuera del cono de luz. Otra consecuencia gnoseológica de este principio es que solo podemos conocer el pasado lejano (no el presente) de los objetos astronómicos. Vemos a nuestra galaxia vecina, Andrómeda, tal y como era hace más de dos millones de años (el tiempo que tarda su luz en llegar a nosotros). No podemos verla tal y como es ahora. Incluso podría haber desaparecido hace un millón de años, y todavía tardaríamos otro millón más de años en enterarnos. No vemos las cosas lejanas tal y como son ahora, sino tal y como eran hace mucho tiempo. Esta es una de esas limitaciones que nunca podremos superar, por mucho dinero, inteligencia y progreso tecnológico del que dispongamos.

Las leyes de la termodinámica y de la relatividad especial excluyen ya de entrada muchos óptimos deseables. Por ejemplo, nunca podremos fabricar un automóvil perfecto. En efecto, el automóvil ideal alcanzaría una velocidad infinita o ilimitada (lo que está excluido por la relatividad) y tendría un consumo nulo o, al menos, una eficiencia perfecta (lo cual está prohibido por la termodinámica). El automóvil perfecto no puede existir, es una utopía.

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE

Si el principio einsteiniano de la constancia de la velocidad de la luz pone límites a lo que podemos observar, el principio de incertidumbre de Heisenberg pone límites insuperables a nuestra capacidad de medir con precisión lo que observamos. El principio de incertidumbre —uno de los puntales de la mecánica cuántica— fue formulado por Werner Heisenberg² en 1927.

Según el principio de incertidumbre, ciertos pares de magnitudes complementarias no pueden ser medidas simultáneamente con arbitraria precisión. Podemos medir precisamente una u otra, pero no ambas a la vez. Cuanto más precisamente midamos la una, tanto más se nos escapará la otra. Por ejemplo, es imposible medir a la vez con exactitud la posición y el momento de una partícula. Podemos determinar la posición de la partícula, pero esa determinación cambia y emborrona su momento, que resulta imposible de medir con precisión³. A la inversa, podemos medir con precisión el momento (o la velocidad) de la partícula, pero entonces no podemos medir con precisión su posición. De hecho, una partícula cuya posición está siendo medida no tiene un momento preciso, y una partícula cuyo momento está siendo medido carece de posición precisa. Esta limitación es absoluta. La frecuencia de un fotón y el instante de su llegada tampoco pueden medirse a la vez con arbitraria precisión. Cuanto más precisamente midamos su frecuencia, tanto menos podremos determinar con exactitud el tiempo de su llegada, y a la inversa.

TEOREMA DE GÖDEL

Los teoremas de imposibilidad considerados hasta ahora se refieren a la física, que en definitiva es una ciencia empírica. La matemática pura siempre se había considerado como un paradigma de seguridad, como un mundo perfecto e ideal, al que son ajenas tales limitaciones. Es cierto que a principios de nuestro siglo las paradojas de la teoría de conjuntos introdujeron cierta preocupación entre los matemáticos, pero los problemas detectados fueron pronto resueltos mediante la introducción de la teoría de tipos y la axiomatización de la teoría de conjuntos. El más famoso matemático de aquella época, David Hilbert, formuló el luego llamado «programa de Hilbert»: Para asegurar la matemática de una vez por todas se trataba de 1) axiomatizar de un modo completo y exacto todas las teorías matemáticas, y 2) probar —por medios finitarios indudables— que todas las teorías matemáticas así axiomatizadas son consistentes. La aplicación del programa empezaría por la teoría más básica de todas, la aritmética elemental, y se iría extendiendo a otras teorías más potentes o avanzadas.

Por todo ello cayó como una bomba la demostración por Kurt Gödel en 1931 del llamado teorema de incompletud de Gödel, que en especial implicaba que la teoría aritmética perfecta no puede existir. Ni siquiera en el mundo ideal de la matemática son posibles todos los óptimos deseables.

Antes de formular el teorema, conviene repasar la terminología empleada en su formulación. Una sentencia es una fórmula sin variables libres. Una teoría es un conjunto de sentencias (los teoremas de la teoría) clausurado respecto a la relación de consecuencia, es decir, un conjunto de sentencias que incluye todas sus consecuencias. Una teoría es consistente si y solo si no incluye contradicciones, es decir, no incluye dos teoremas tales que el uno sea la negación del otro. Esto equivale a decir que la teoría es distinta de su lenguaje. Una teoría es axiomatizable si y solo si es recursivamente numerable, es decir, si y solo si es el recorrido de una función computable sobre los números naturales. Esto equivale a que todos sus teoremas sean deducibles de un conjunto decidible de teoremas (los axiomas). Una teoría es completa si y solo si da respuesta a todas las preguntas que puedan formularse en su lenguaje, es decir, si y solo si para cada sentencia α, α es un teorema o ¬α es un teorema.

Una teoría aritmética es una teoría cuyo lenguaje incluye signos para el cero, el siguiente, la suma, el producto, el exponente y la relación de ser menor, y tal que en ella son definibles las funciones primitivas recursivas (es decir, las funciones numéricas más elementales, tales como la adición, la multiplicación y la exponenciación). Una teoría aritmética T es correcta si y solo si todos sus teoremas son verdaderos en el modelo estándar de los números naturales.

Obviamente tanto el ser consistente como el ser axiomatizable y el ser completa son propiedades deseables de una teoría. Sin embargo, las tres propiedades no pueden darse conjuntamente. Esa conjunción constituye una utopía, un ideal inalcanzable. El teorema de incompletud de Gödel (1931) dice que una teoría aritmética no puede ser a la vez consistente, axiomatizable y completa. Puede ser dos de esas cosas, pero no las tres. De aquí se sigue en especial para cualquier teoría aritmética T: si T es consistente y axiomatizable, entonces T es incompleta. Por ejemplo, la aritmética de Peano de primer orden es axiomatizable y consistente, pero no es completa. Gödel nos indicó cómo construir una sentencia aritmética verdadera que no es teorema suyo. Podríamos añadir esa sentencia como nuevo axioma, pero no adelantaríamos nada: en función de ese sistema axiomático así ampliado podríamos volver a construir otra sentencia verdadera que no sería un teorema. El proceso no se acabaría nunca. Mientras siguiese siendo axiomatizable y consistente, la nueva teoría siempre seguiría siendo incompleta.

La limitación así puesta de manifiesto por el teorema de Gödel vale no solo para la aritmética elemental, sino para cualquier otra teoría matemática que la contenga, es decir, para casi todas las teorías matemáticas interesantes, incluido el análisis matemático, el cálculo vectorial, la teoría de conjuntos, etc. Además, esa limitación no es la única descubierta, sino solo la primera de una larga serie de limitaciones. Así, en 1931 el mismo Gödel probó también que si una teoría aritmética T es consistente, entonces la consistencia de T no puede probarse en T (o con los recursos conceptuales de T). En 1936 Alfred Tarski probó que la noción de verdad (semántica, en el modelo estándar de los números naturales) en una teoría aritmética T no es definible en T. Es decir, no hay una fórmula β(x) tal que α es verdad en T si y solo si β(#α) ∈ T, donde #α es una adecuada codificación numérica de α.

Muchas limitaciones de las teorías matemáticas se deben a limitaciones de la lógica subyacente. La lógica de primer orden solo admite cuantificaciones sobre objetos (por ejemplo, sobre números), mientras que la lógica de segundo orden admite también la cuantificación sobre conjuntos de objetos (por ejemplo, sobre conjuntos de números). Si una teoría aritmética T es correcta, entonces T no es decidible. Esto se sigue ya del resultado de que la lógica de primer orden no es decidible. La lógica de segundo orden no es recursivamente numerable, es decir, su relación de consecuencia no es representable por un cálculo, el conjunto de sus fórmulas válidas no es axiomatizable. Otra limitación (esta vez semántica): Si la teoría T es axiomatizable (y tiene algún modelo infinito), entonces T no es categórica, es decir, tiene modelos no isomorfos al modelo estándar, es decir, tiene modelos no estándar, no buscados ni pretendidos. Por lo tanto, es imposible caracterizar unívocamente (hasta isomorfía) el modelo estándar de los números naturales (o el de los reales, o el espacio euclídeo). En segundo orden sí es posible caracterizar el modelo estándar, pero esa caracterización no es operativa, pues la lógica de segundo orden no es algoritmizable.

Todos somos testigos de los enormes progresos de la computación en nuestro tiempo. Sin embargo, también esta se topa con límites infranqueables. Todo lo que pueda hacer un computador posible de cualquier tipo lo puede hacer una máquina de Turing (una noción matemática idealizada de computador, introducida por Alan Turing). Pues bien, el mismo Turing probó que no es posible construir una máquina de Turing que decida si un programa cualquiera dado puede ser ejecutado en un número finito de pasos por una máquina de Turing cualquiera dada. En general, la prueba de que una máquina de Turing (que, como computadora real, siempre sería muy lenta e ineficiente) puede computar algo carece de interés. Sin embargo, probar que la máquina de Turing no puede hacer algo es sumamente interesante, pues implica que nunca computador alguno podrá hacerlo, por mucha tecnología, dinero e inteligencia de que dispongamos. La incomputabilidad de Turing es siempre incomputabilidad por principio, incomputabilidad insuperable.

También somos testigos de espectaculares progresos en las telecomunicaciones. Y también en este campo se han probado importantes teoremas de imposibilidad. Quizá el más conocido es el teorema probado por Claude Shannon en 1948, que implica que el canal perfecto de comunicación no puede existir. En efecto, el teorema de Shannon dice que no es posible transmitir señales a un ritmo superior a C/H, donde C es la capacidad (en bits por segundo) del canal, y H es la entropía (en bits por símbolo) de la fuente.

TEOREMA DE ARROW

Los teoremas de imposibilidad no se limitan a la matemática, la ciencia y la tecnología. También se dan en el campo de la teoría política, como muestra el famoso teorema que Kenneth Arrow (premio Nobel de Economía en 1972) probó por vez primera en 1951 y simplificó en 1983. Este teorema establece límites a la posibilidad de perfeccionar la democracia, mostrando que el sistema perfecto de votación no puede existir.

Aunque la democracia es el menos malo de los sistemas políticos conocidos, todos los sistemas políticos conocidos dejan mucho que desear. Antes podía pensarse que los obvios defectos del sistema democrático serían todos subsanables, pero eso no es así. La democracia se basa en la votación, y las investigaciones fundamentales de Arrow han mostrado que la votación democrática perfecta es imposible. Arrow definió una serie de características que intuitivamente parecen deseables en cualquier sistema razonable de votación democrática y mostró que son incompatibles entre sí, es decir, que del supuesto de que un sistema de votación las tuviera todas se siguen contradicciones. Lo único que podemos hacer es elegir entre unos sistemas de votación imperfectos y malos en un sentido y otros malos en otro sentido. Lo que no podemos es elegir el sistema de votación perfecto, pues es utópico, imposible. La situación recuerda a la que plantea el teorema de Gödel.

La democracia es un sistema para agregar las preferencias individuales en decisiones colectivas. La decisión colectiva se refiere a la elección entre varias alternativas. Se supone que cada individuo del grupo social tiene su propia relación de preferencia entre las alternativas consideradas. Introduzcamos un poco de terminología relativa a ciertas condiciones deseables mínimas que debe satisfacer una regla democrática de decisión social:

• Condición de racionalidad colectiva: 1) La relación de preferencia colectiva (resultante de la agregación) ordena débilmente el conjunto de todos los estados sociales posibles alternativos (por ejemplo, es transitiva, es decir, si se prefiere el estado A al B, y B al C, entonces se prefiere A a C). 2) De entre cualquier subconjunto de estados posibles realizables, se elige el más preferido (o uno de los más preferidos, si hay más de uno).

• Condición de Pareto: Si cada individuo del grupo prefiere la alternativa A a la B, entonces el grupo prefiere A a B.

• Condición de no dictadura: No hay un individuo cuyas preferencias automáticamente se convierten en las preferencias del grupo, con independencia de las preferencias de los otros miembros.

• Independencia de alternativas irrelevantes: La elección que el grupo hace entre las alternativas disponibles en un momento dado depende solo de las preferencias de los individuos respecto a esas alternativas.

Las condiciones de racionalidad colectiva, de Pareto, de no dictadura y de independencia de alternativas irrelevantes parecen condiciones razonablemente exigibles de cualquier regla democrática de decisión colectiva (es decir, de agregación de preferencias individuales). Se trata de condiciones meramente necesarias, aunque no suficientes, de una democracia perfecta. Pero ni siquiera este modesto ideal es alcanzable. En efecto, el teorema de imposibilidad de Arrow (1951, 1983) establece que es imposible construir una regla de agregación colectiva de preferencias individuales que satisfaga estas cuatro condiciones mencionadas (racionalidad colectiva, Pareto, no dictadura e independencia de alternativas irrelevantes).

La democracia perfecta no puede existir. Aunque no hubiera estupidez ni corrupción, aunque todos fuésemos buenos y listos, el sistema democrático perfecto de votación no podría existir. La mera hipótesis de que existiese conduce a contradicciones matemáticas.

MÁS ALLÁ DEL CONFORMISMO Y DEL UTOPISMO

Desde los dominios más abstrusos de las matemáticas puras hasta los campos prácticos de la política y de los sistemas de votación, pasando por la eficiencia de los motores y la precisión de las mediciones cuánticas, todo lo que podemos saber y lo que podemos hacer está estrechamente acotado por una serie de límites u horizontes de nuestro conocimiento y de nuestra acción. El descubrimiento paulatino de esos límites nos ha situado en una situación intelectual menos ingenua y optimista que la que compartían los intelectuales decimonónicos, tan dados al utopismo.

Algunos filósofos, como Leibniz, habían considerado que el mundo actual es óptimo y es el mejor de los mundos posibles, por lo que cualquier cambio que se produjese sería para peor. Esta conclusión se ha argumentado a veces teológicamente, señalando que este mundo no podría ser mejor, pues es obra de un Dios omnisciente y omnipotente. Este conformismo de base teológica ya fue ridiculizado por Voltaire en el siglo XVIII, pero pronto se impuso un utopismo igualmente ingenuo, que pensaba que cualquier óptimo es posible y cualquier situación deseable es realizable. Ya hemos visto que ello no es así.

Ni el conformismo ni el utopismo conducen a ninguna parte. Es obvio que muchas cosas de este mundo pueden y deben ser mejoradas, pero ello no implica que cualquier ideal deseable que se nos ocurra sea realizable. El tratar de descubrir cosas imposibles de conocer solo puede conducir a perder el tiempo y el dinero. El perseguir ideales políticos imposibles de realizar solo puede conducir al sufrimiento inútil y a la frustración. Sin embargo, hay muchas cosas desconocidas por descubrir y muchas mejoras practicables por realizar. La investigación de los límites y horizontes de lo factible y lo cognoscible nos ayuda a canalizar nuestros esfuerzos hacia aquellas metas no solo deseables, sino además alcanzables, al menos en principio.

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GRANDEZA Y MISERIA DE LA FILOSOFÍA ANALÍTICA

EL DERRUMBE DE LAS IDEOLOGÍAS

Si todo nos da igual, si no pretendemos ir a sitio alguno, tampoco tendremos necesidad de orientarnos. Pero si tratamos de vivir lo mejor posible, requeriremos una orientación global, una brújula que nos señale la buena vida que buscamos y un mapa del mundo cuyos caminos transitamos. Esta orientación vital ha solido ser proporcionada en el pasado por las religiones y (más recientemente) por las ideologías políticas, tanto en el caso de los grandes movimientos de masas, como el cristianismo, el islam, el nacionalismo o el comunismo, como en el de las pequeñas sectas y las facciones marginales.

La religión ha pretendido orientarnos acerca de cómo es la realidad en su conjunto y acerca de cómo vivir lo mejor posible, pero en la mayor parte de los casos sus orientaciones han sido formas de autoengaño. Como sabía Marx, la religión proporciona consuelos ilusorios a una vida infeliz. La sabiduría filosófica, por el contrario, consistiría en saber vivir realmente bien, de un modo lúcido y con los ojos abiertos. La filosofía es un intento de religión racional, lo que incluye la búsqueda de una cosmovisión intelectualmente honesta, que tenga en cuenta y evalúe críticamente los resultados de la ciencia. La filosofía es un intento de buena vida basado en la verdad y en el conocimiento más objetivo posible de la realidad.

La situación cultural de nuestra época se caracteriza por el estrepitoso fracaso de todas las religiones e ideologías como guías de nuestra manera de pensar y de vivir. El derrumbe de estos viejos idearios nos ha dejado como náufragos intelectuales en un mar sin puntos de referencia. Nunca en el pasado los humanes (es decir, los seres humanos, hombres o mujeres) habíamos sido tan libres, ni habíamos estado tan bien informados como ahora. Y, sin embargo, nuestro desasosiego y desorientación son obvios, así como nuestra carencia de respuestas claras y soluciones compartidas a los problemas de nuestro tiempo, tanto personales como ecológicos y políticos.

El humán actual, radicalmente desorientado, dejado huérfano y a la intemperie por el descalabro de religiones e ideologías, y confrontado a retos inéditos y acuciantes, requiere una brújula intelectual, una cosmovisión, una filosofía a la altura de nuestro tiempo. Y la busca, pero no la encuentra, pues la filosofía que necesitamos está aún por hacer.

LA FILOSOFÍA CONTINENTAL

Dos filosofías ideológicas con fuerte apoyo institucional (el tomismo, sostenido por la Iglesia católica, y el marxismo, promovido por la extinta Unión Soviética y los partidos comunistas) han generado un enorme volumen de publicaciones durante el siglo XX. Ambas alcanzaron también gran difusión en España y América latina. Sin embargo, hoy día ambas están ya muertas y enterradas. La filosofía que en la actualidad sigue haciéndose suele clasificarse (de modo harto confundente) en continental y analítica.

La denominación de ‘filosofía continental’ la inventaron los ingleses para referirse a todas las filosofías que se hacían en el continente europeo, es decir, en Europa fuera de las islas británicas. En este cajón de sastre metían desde la fenomenología y el existencialismo hasta las filosofías de Ortega y Gasset o de Habermas, pasando por todo tipo de resurrecciones (neotomismo, neokantismo, neomarxismo, etc.) y ensaladas intelectuales, que apenas si tenían algo en común. En el ámbito «continental» solía ignorarse la lógica y la ciencia, no se valoraba la claridad lingüística y conceptual (aunque había excepciones, como Ortega y Gasset) y con frecuencia la oscuridad más farragosa era tomada como síntoma de profundidad e interpretada con el respeto acrítico típico de la hermenéutica de los textos sagrados.

Este tipo de filosofía ha ido desfalleciendo en los últimos decenios, pero al mismo tiempo ha dado lugar a una espléndida floración de estudios históricos y de ediciones críticas de textos de filósofos del pasado, tanto en Europa como en América. La llamada filosofía continental ha quedado, pues, prácticamente reducida a historia de la filosofía (como se refleja en los planes de estudio de las universidades europeas, donde la mayor parte de los profesores se limitan a leer y comentar los textos de los filósofos del pasado).

Muchos filósofos «continentales» nos informan sobre las soluciones que los pensadores de antaño dieron a sus problemas, pero no pretenden orientarnos en el laberinto de nuestro tiempo. Ya no hacen filosofía, sino solo historia de la filosofía, lo cual, desde luego, es una tarea importante, pero distinta. Los filósofos clásicos del pasado (como Aristóteles o Descartes o Hume o Kant) siempre consideraron la revisión histórica de las opiniones de sus predecesores como una mera introducción al tema, y nunca abdicaron de la confrontación directa con los problemas, que es la característica de la auténtica filosofía.

LA FILOSOFÍA ANALÍTICA

La denominación de filosofía analítica empezó aplicándose solo a los pocos filósofos de la primera mitad del siglo XX que defendían la tesis de que la solución (o disolución) de todos los problemas filosóficos vendría del análisis de las expresiones usadas en su formulación. Los filósofos analíticos (en este sentido estricto y temporalmente localizado) pensaban que todos los problemas filosóficos son problemas lingüísticos, es decir, problemas debidos a nuestra ignorancia de las complejidades del lenguaje en que los planteamos o a los defectos de dicho lenguaje. La solución de los problemas filosóficos se encontraría entonces en una mejor autoconciencia lingüística o en su traducción a un lenguaje artificial perfecto.

Un huraño profesor de la Universidad de Jena, Gottlob Frege, fundó a finales del siglo XIX la lógica actual, la filosofía de la matemática, la filosofía del lenguaje y el análisis filosófico. Pero nadie se enteró hasta bien entrado nuestro propio siglo. Bertrand Russell, Ludwig Wittgenstein y Rudolf Carnap fueron de algún modo sus discípulos, y desarrollaron la filosofía analítica de forma espectacular. La crisis del análisis filosófico tuvo lugar en los primeros años cincuenta, y su primer detonante fue la publicación por Quine en 1951 de su famoso artículo «Two Dogmas of Empiricism», reimpreso en From a Logical Point of View en 1953, el mismo año en que aparecieron (póstumamente) las Philosophische Untersuchungen de Wittgenstein.

Cuantos más años pasan, más claro resulta que la filosofía analítica ha sido la mejor filosofía que se ha hecho en la primera mitad del siglo XX, y que sus creadores se cuentan entre los más grandes filósofos de todos los tiempos. El rigor diamantino de Frege, el lúcido desparpajo de Russell, la incandescente intensidad de Wittgenstein, la vigorosa audacia del Círculo de Viena, su común pasión por la exactitud y su implacable honestidad intelectual marcaron una época dorada de la historia de la filosofía. Pero conforme ha crecido su estatura como clásicos indiscutibles del pensamiento, han resultado también más evidentes las limitaciones e ingenuidades que frecuentemente acompañaban a sus concepciones más centrales.

Posteriormente el uso del adjetivo analítico ha ido ampliándose, hasta servir ahora para referirse, por una parte, a casi toda la filosofía que se hace en los países anglosajones (Estados Unidos, Gran Bretaña, Canadá, Australia, etc.), y, por otra, a casi toda la filosofía (se haga donde se haga) que valora la claridad y la precisión del discurso, y no desprecia la lógica ni la ciencia. En este sentido, Aristóteles era un filósofo analítico y muchos pensadores actuales lo son, y no solo en los países anglosajones. En Finlandia, por ejemplo, todos los filósofos conocidos —Stenius, Von Wright, Hintikka, Tuomela, Niiniluoto— son analíticos.

En este sentido lato, ser un filósofo analítico ya no implica aceptación de tesis alguna, y desde luego no supone pensar que todos los problemas filosóficos son lingüísticos, o que su solución se base en el análisis lógico o gramatical. Solo implica un cierto estilo y unas mínimas normas de urbanidad intelectual. Así, en la presentación oficial de la European Society for Analytical Philosophy leemos: «La filosofía analítica se caracteriza sobre todo por el objetivo de la claridad, la insistencia en la argumentación explícita y la exigencia de someter cualquier propuesta a los rigores de la evaluación crítica y la discusión.» La filosofía analítica ha muerto. ¡Viva la filosofía analítica! En su testamento nos ha dejado un legado impresionante de adquisiciones irrenunciables y de nuevas disciplinas —como la lógica actual, la filosofía de la ciencia y la filosofía del lenguaje.

Algunos de los filósofos del Círculo de Viena se llamaron a sí mismos positivistas lógicos, aunque pronto abandonaron tan confundente denominación, que recordaba a Compte, con el que no tenían nada que ver. Pero, así como muchos pensadores actuales reivindican para sí la denominación de analíticos, e incluso siguen fundándose sociedades de filosofía analítica (como la española, de 1995), el nombre de positivista ya solo se emplea para insultar. Hace cuarenta años que todo el mundo ataca a los invisibles y mudos molinos de viento positivistas. Cada vez menos, es verdad, pues la falta de respuesta apaga la pasión. Lo que sí ocurre a veces (empezando por la otrora famosa polémica entre Habermas y Popper) es que dos filósofos se acusen mutuamente de positivistas. Pero nadie confiesa ser positivista y nadie defiende el positivismo.

La filosofía analítica (sobre todo en su variedad positivista vienesa) estuvo íntimamente relacionada con la ciencia de su tiempo, que a su vez atravesaba una etapa gloriosa. Ernst Mach influyó decisivamente en Einstein, que a su vez sirvió de inspiración a los empiristas lógicos, que por su parte influyeron en los creadores de la mecánica cuántica. Esta estrecha atención a la ciencia viva se ha mantenido y ha acabado reventando el estrecho cascarón de la filosofía analítica original. No hay un lenguaje unificado de la ciencia. No hay un único método de la ciencia. No hay una única descripción verdadera del mundo. En realidad no sabemos muy bien lo que la ciencia es, y cada día descubrimos nuevas complejidades en su entramado. Lo que está claro es que la ciencia no es un conjunto de enunciados verificables acerca de nuestras impresiones sensibles. Pero, aunque el positivismo ha desaparecido, la filosofía de la ciencia a que dio lugar lo ha sobrevivido y goza de excelente salud.

LA ESCOLÁSTICA ANALÍTICA

Frege, Russell, Wittgenstein y los neopositivistas sometieron la filosofía a una kátharsis vigorosa y saludable. Posteriormente la tradición intelectual analítica ha perdido su vigor y su tono, volviendo la espalda a los problemas reales de su tiempo y degradándose en escolástica reiteración de las mismas cuestiones, rumiadas hasta la saciedad. ¿Quién defiende todavía la existencia de un lenguaje privado, para merecer tan repetidas refutaciones? La filosofía analítica actual produce una cascada de artículos sobre otros artículos y de comentarios a otros comentarios, sin apenas contacto con el mundo real, que recuerdan al escolasticismo medieval de Europa y la India.

A pesar de todo la filosofía analítica (en sentido amplio) sigue siendo la corriente más viva de la filosofía actual. En su seno se han realizado notables progresos en el análisis conceptual de muchas nociones clave. Nunca se había hecho tanta filosofía, ni tan buena, sutil y sofisticada, como en la filosofía analítica actual, pero solo en torno a las cuestiones previas a los grandes temas de la cosmovisión y la buena vida, a los que nunca se llega.

La decepción que produce la filosofía analítica se debe a que se ha quedado empantanada en los preparativos. En la primera mitad de nuestro siglo los fundadores del análisis se rebelaron contra la oscuridad, la arbitrariedad, el dogmatismo y la palabrería de gran parte de la filosofía tradicional, sobre todo la que provenía del idealismo alemán. Insistieron en la importancia de evitar las trampas que nos tiende el lenguaje, introdujeron estándares de rigor metodológico comparables a los de la ciencia y despejaron el terreno de la basura acumulada por la historia. Después de este magnífico acto de limpieza sus sucesores podían ponerse manos a la obra y hacer una gran filosofía, pero no lo hicieron.

La filosofía analítica empezó afilando y bruñendo sus armas, pero luego se olvidó de entrar en combate, y degeneró en una peculiar escolástica, que se manifiesta en el análisis repetitivo de temas minúsculos y sutiles. Así ha producido miles de artículos sobre la calvicie del rey de Francia (que plantea el problema de la referencia de las descripciones impropias) y docenas de tesis doctorales sobre los hipotéticos cerebros en una bañera¹ (que plantean la cuestión del establecimiento de la referencia). Es cierto que hay que analizar los conceptos que usamos en nuestra cosmovisión, y que hemos de evitar caer en las trampas que nos tiende el lenguaje. Pero la filosofía no se limita al análisis conceptual ni al lingüístico. Para ascender al Everest se necesitan buenas botas, pero la obsesión por las botas no debe hacernos olvidar la ascensión de la cumbre. Como un equipo de fútbol magnífico en su entrenamiento y preparación gimnástica, pero que no acude a jugar el partido; como un ejército ducho en táctica y bien ejercitado en puntería, pero que nunca llega a entrar en combate; así también los sutiles y competentes filósofos analíticos actuales han desertado de su tarea principal.

DIMENSIÓN HUMANA Y ESPECIALIDAD ACADÉMICA

Los humanes se diferencian o clasifican, entre otras cosas, por su oficio o profesión. Unos son agricultores; otros, pilotos de aviación. Sin embargo, todos comparten ciertas dimensiones vitales, como la curiosidad, el erotismo, la gastronomía o la economía doméstica. Estas dimensiones humanas pueden estar más o menos desarrolladas en cada individuo, pero (al menos potencialmente y en algún grado) están presentes en todos nosotros.

La filosofía se puede considerar desde dos puntos de vista: como una profesión o especialidad académica (al mismo nivel que el derecho contencioso-administrativo, la arqueología sumeria o la física de plasmas), o como una dimensión humana, asunto de todos. Pienso que este segundo sentido es el fundamental. La filosofía como especialidad académica y profesional solo tiene sentido y justificación en la medida en que contribuya a la filosofía como dimensión humana.

La ciencia de nuestro siglo se ha ramificado tanto y ha llegado tan lejos, que su progreso requiere una enorme especialización de sus practicantes. El especialista cada vez tiene que especializarse más, con lo que sabe cada vez más sobre cada vez menos, hasta que llega a saberlo casi todo sobre casi nada. Esta evolución es necesaria, pero obviamente conduce en una dirección contraria a la de la filosofía, pues —en palabras de Platón— «el filósofo es el que tiene la visión de conjunto (synoptikós)»². Aunque no puede haber bosque sin árboles, ni cosmovisión racional sin previos resultados científicos particulares, aquí también con frecuencia los árboles nos impiden ver el bosque, y la ardua asimilación de los resultados concretos de la investigación nos hace olvidar la meta de la visión filosófica de conjunto.

Los resultados de la investigación especializada normalmente no interesan más allá del estrecho círculo de los investigadores de esa especialidad. Son importantes para los que están haciendo tesis doctorales o trabajando en el mismo tema, pero no son relevantes para la mayoría de los humanes, ni siquiera de los cultos e intelectualmente despiertos, ni siquiera de los científicamente próximos. Incluso los matemáticos eminentes no suelen entender lo que hacen otros matemáticos alejados de su especialidad.

El científico especializado hace su carrera académica dentro de su profesión o comunidad científica. Busca el reconocimiento de sus colegas, hace su currículo mediante sus publicaciones referenciadas y contribuye con su granito de arena al progreso de su especialidad. Y nada más. No pretende (salvo excepciones) decir nada a la humanidad.

También la filosofía académica se ha especializado y profesionalizado. Los filósofos son especialistas en historia de la filosofía antigua, o en Kant, o en Wittgenstein, o en hermenéutica, o en Habermas, o en mundos posibles, o en la relación mente-cuerpo, o en la teoría de la referencia. Son profesionales que dan sus clases a alumnos de su facultad, escriben sus artículos en revistas de escasa tirada que solo reciben las bibliotecas universitarias, asisten a congresos de su gremio y se abren camino en el mundo académico de igual modo que cualesquiera otros especialistas. Sus resultados son alabados o criticados por los colegas, pero no interesan ni pretenden interesar a la humanidad en general.

A principios de siglo, horrorizados por la oscuridad, la confusión y el dogmatismo en que había caído gran parte del discurso filosófico, algunos de los mejores filósofos pretendieron que la filosofía llegara a ser una especialidad científica como las demás. Y, al menos a efectos sociales, lo han conseguido. Pero ¿a qué precio?

Los filósofos profesionales se ganan la vida y el aprecio de sus colegas, pero no aportan casi nada a la solución de la gran crisis cultural que vive la humanidad, apenas contribuyen a la orientación vital individual y colectiva y tampoco a la construcción de una cosmovisión a la altura de nuestro tiempo. No nos orientan sobre cómo vivir y morir, no nos definen la buena vida. Ni siquiera nos dan un ejemplo brillante o especialmente atractivo de bíos (de vida, en sentido biográfico).

Aunque no todos los humanes tienen que descifrar inscripciones mayas, o construir programas en LISP, o hacer análisis electroforéticos, sin embargo todos los humanes tienen —tenemos— que vivir. La destreza en el vivir nos interesa a todos. La orientación última, la cosmovisión, la elucidación de la buena vida no son temas para especialistas. Son los temas de la filosofía. Y la filosofía es asunto de todos.

Actualmente hay unos catorce mil filósofos profesionales (es decir, docentes de filosofía) en los colleges y universidades de los países anglosajones. (En los de lengua española el número es probablemente parecido.) Estos filósofos anglosajones publican unos doscientos cincuenta libros al año y multitud de artículos en las doscientas revistas de filosofía a su disposición. En total, publican unas ciento cuarenta mil páginas al año, es decir, unas diez páginas por filósofo y año. De este inmenso caudal de textos, más de la mitad corresponde a la filosofía analítica (en sentido amplio).

A pesar de su gran número, los filósofos norteamericanos no tienen ninguna influencia en la sociedad de su país, no aparecen en los medios de comunicación y no contribuyen en nada a la formación de la opinión pública. Su influencia es ahora incluso menor que a principios de siglo, cuando filósofos como William James, John Dewey y George Santayana provocaban ciertos debates públicos con sus escritos. Es sorprendente que en un país donde se discute desde el creacionismo hasta lo políticamente correcto, y desde la posesión de armas hasta el futuro de la carrera espacial y el papel del Estado, los filósofos tengan tan poco que decir.

Hasta 1977 el Anuario de la Encyclopaedia Britannica incluía cada año, junto a otras dedicadas a la música, la política, la salud, las ciencias, etc., una sección de filosofía, que ese año fue suprimida y ya no ha vuelto a reaparecer. La revista Time, el diario The New York Times y otros medios de comunicación han lamentado en sus editoriales la irrelevancia de la filosofía contemporánea para los problemas de nuestro tiempo y han criticado la absorción narcisista de los filósofos en minúsculas cuestiones técnicas o lógico-lingüísticas que hacen a su disciplina irrelevante para los problemas e intereses de los no especialistas³.

En resumen, los filósofos profesionales, y en especial los analíticos, aunque numerosos y bien formados, están ensimismados en su estrecho mundo académico, son especialistas como los demás y contribuyen poco a la filosofía como dimensión humana.

COSMOVISIÓN

Antes de decidir adónde y por dónde queremos ir, necesitamos representarnos de alguna manera el lugar en que nos encontramos. Antes de elegir cómo vivir, precisamos tener cierta idea o imagen acerca de cómo es el mundo en que vamos a vivir nuestra vida. La cosmovisión es el marco de referencia teórico para nuestras consideraciones prácticas. Por eso, una cosmovisión errónea puede desorientarnos gravemente y conducirnos a vivir peor de lo que podríamos. Los nobles aztecas que constantemente se punzaban y sangraban sus lenguas, orejas y penes, o las monjas católicas que se colocaban cilicios bajo el hábito, actuaban de modo contraproducente para su bienestar, impulsados por creencias falsas (acerca de la influencia de la sangre en la conservación del Sol, en un caso; y acerca de la vida tras la muerte y la compra de placer ultramundano con dolor terrenal, en el otro). Si realmente queremos vivir bien, lo primero que requerimos es un mapa correcto de la realidad, una cosmovisión a la altura de la mejor información disponible en nuestro tiempo. La sabiduría que busca la filosofía se basa en la lucidez y pasa por la construcción (provisional, pero intelectualmente responsable) de una cosmovisión que sirva de marco de referencia último de los planteamientos vitales.

Platón⁴ pensaba que la contemplación de la inmutabilidad y orden de los cielos tendría un efecto calmante en nuestro espíritu, haciéndolo inmutable como ellos. Pero hoy sabemos que el Universo es un continuo cataclismo y explosión no solo en los albores originarios del Big Bang, sino también en todo tipo de fenómenos que hemos ido descubriendo recientemente, desde el hundimiento agónico de estrellas masivas en agujeros negros insaciables hasta la canibalización de unas galaxias por otras. Obviamente la cosmovisión de Platón ya no nos sirve. Ni la de Aristóteles, o la de Descartes, o la de Kant. Al menos ellos tenían una. Nosotros aún hemos de construir la nuestra.

La construcción responsable de una cosmovisión filosófica requiere una evaluación epistemológica tanto de los presuntos datos de la ciencia observacional como de los componentes conceptuales y matemáticos de la ciencia teórica. Una cosmovisión dogmática no es filosofía. Los científicos, y en especial los cosmólogos, son aficionados a especular, y no todo lo que sale de sus bocas tiene el mismo grado de fiabilidad. La física actual contiene tanto resultados solidísimos como teorías dudosas y cogidas con alfileres. Por eso necesitamos la epistemología, pero la necesitamos porque queremos construir una cosmovisión.

Los clásicos de la tradición analítica no olvidaron que el Universo es un tema central de la filosofía. Incluso George Moore, el paladín del análisis, pensaba que la filosofía, además de analizar conceptos, tiene también como tarea «ofrecer una descripción general del todo del Universo»⁵. Bertrand Russell pensaba que la contemplación del cosmos ayuda al filósofo a liberarse de preocupaciones estrechas y ataduras tribales. Como señala Russell, «la contemplación no solo amplía el alcance de nuestro pensamiento, sino también el de nuestras acciones y nuestros afectos: nos hace ciudadanos del Universo, y no solo de una ciudad amurallada en guerra con las demás. En esta ciudadanía del Universo consiste la verdadera libertad del humán, y su liberación de la servidumbre de las esperanzas y los temores estrechos»⁶. Karl Popper escribía: «Creo que hay al menos un problema filosófico que interesa a todos los humanes reflexivos: el problema de la cosmología, el problema de entender el mundo —incluidos nosotros mismos, que formamos parte de este mundo, y nuestro saber—. Pienso que toda ciencia es cosmología en este sentido; y para mí la filosofía, como la ciencia natural, solo es interesante por su contribución a la cosmología. Si dejaran de ver en ello su misión, la filosofía y la ciencia natural perderían todo su atractivo, al menos para mí»⁷.

A pesar de todo, la mayoría de los filósofos carecen de ambición cosmovisiva, dejando el campo libre para las especulaciones metafísicas audaces (aunque a veces ingenuas) de los científicos. Stephen Hawking declaraba recientemente en Barcelona que ahora los físicos se ven obligados a hacer filosofía, ya que los filósofos han dejado de hacerla. Quizá lo dijo como boutade, pero no por ello dejó de poner el dedo en la llaga.

LA BUENA VIDA

¿Cómo vivir? Lo mejor posible. Si el problema fundamental de la filosofía teórica es el de la cosmovisión, el problema fundamental de la filosofía práctica es el de la buena vida. ¿Qué es la buena vida? El sabio es el que ya sabe en qué consiste la buena vida, y fácilmente y sin esfuerzo la vive. El filósofo es el aprendiz de sabio, el aspirante a sabio. El sabio es el filósofo que ya ha alcanzado su meta, el filósofo exitoso.

Un famoso libro de Albert Camus comienza con las palabras: «No hay más que un problema filosófico realmente serio: el del suicidio»⁸. Esto es una exageración, pero nos sitúa de lleno en el terreno de la filosofía práctica. El gran problema es el de cómo vivir, que incluye el de cómo morir, y, por lo tanto, el de si suicidarse o no, y cuándo y bajo qué circunstancias. En nuestro tiempo los progresos de la medicina y de la técnica, la explosión demográfica, la crisis ecológica, el creciente anacronismo de los Estados nacionales y muchos otros retos presentes nos plantean acuciantes cuestiones acerca de cómo nacer, y cómo vivir, y cómo morir, y cómo interaccionar como especie con las otras especies de nuestra biosfera. Pero las éticas neocontractualistas (de Rawls o Habermas) en boga no dan respuesta a ninguna de estas preguntas. No es este el lugar para criticarlas, pero, si lo fuera, la principal crítica no consistiría en discrepar de sus soluciones, sino en constatar la ausencia de soluciones.

Ya Ortega y Gasset había señalado que la propia vida (en sentido biográfico) es para cada uno de nosotros la realidad radical. Cada uno tendría que vivir su mejor vida posible, su buena vida (a la que Ortega llamaba vocación), pero antes de vivirla tendría que descubrirla o inventarla, lo cual sería un ejercicio de filosofía como dimensión humana. De manera sorprendente la filosofía actual no es particularmente explícita ni orientativa respecto al tema de la buena vida. En esto se compara con desventaja con otras filosofías del pasado, como la aristotélica o la de la India clásica. Como es natural, no se trata de retornar a la vieja sabiduría aristotélica o hindú, pero hay que reconocer que la filosofía contemporánea no nos ofrece una concepción de la buena vida de vigor y audacia comparables.

La palabra ‘liberación’ se ha asociado a veces en Latinoamérica con la violencia, la guerrilla o la insurrección social. Pero en todas las épocas algunos individuos han tratado de autoliberarse —la única forma posible de liberación, según Buda— mediante la reflexión filosófica y la conciencia cósmica. ¿De qué nos libera la liberación filosófica? Nos libera de la ignorancia y los prejuicios, de las preocupaciones minúsculas, de los temores infundados, de los afanes vacíos, de las actitudes y ataduras mentales que nos impiden alcanzar la plenitud posible de nuestra vida y la unión intelectual con el Universo. La moks.a o liberación es la guinda del pastel de la buena vida, la culminación de la vida plena, la realización de la potencialidad divina que hay en nosotros: sintonizar con el Universo, sentir el fervor y el arrobo lúcido de la unión mística con el Universo. Según Bertrand Russell: «hay que estudiar filosofía [...] sobre todo porque, a través de la grandeza del Universo que la filosofía contempla, la mente también se engrandece y se vuelve capaz de aquella unión con el Universo en que consiste su máximo bien»⁹.

Cada vez que pensamos en el Universo y nos unimos mentalmente con él, nuestro cerebro se convierte en el lugar geométrico en que el Universo se piensa a sí mismo. Como decía Ortega y Gasset, «el filosofar es una forma de vivir. [...] ¿Qué es, como vida, el filosofar? Ya hemos visto vagamente que es un desvivir —un desvivirse por cuanto hay o el Universo—, un hacer de sí lugar y hueco donde el Universo se conozca y reconozca»¹⁰.

No parece que la conciencia cósmica sea precisamente uno de los temas favoritos de la filosofía analítica, ni siquiera de la filosofía contemporánea tout court. Puesto que los filósofos han abdicado de esa función, otros —cosmólogos, físicos, biólogos, economistas, ecologistas, periodistas y charlatanes de la New Age— se han lanzado a asumirla con entusiasmo e ingenuidad. El problema es que sus contribuciones no se agregan en una cosmovisión integrada, coherente y fiable. Una filosofía satisfactoria nos proporcionaría una cosmovisión global científicamente aceptable, nos señalaría el camino de la buena vida posible y nos ayudaría a sintonizar con la realidad última del Universo. Pero esa filosofía todavía no existe. La filosofía está por hacer.

8

KARL POPPER

La vida de Karl Popper (1902-1994) coincidió aproximadamente con el siglo XX. En el mismo año que él nació Paul Dirac, el creador de la teoría cuántica de campos. El año anterior (1901) habían nacido Werner Heisenberg, autor del primer formalismo de la mecánica cuántica (con quien Popper siempre polemizaría) y Alfred Tarski (a quien Popper conocería en 1934, y de quien ha escrito «he aprendido más de Tarski que de ninguna otra persona»¹). El año siguiente (1903) nacieron John Eccles (el neurofisiólogo que descubrió la transmisión química de las señales nerviosas en las sinapsis entre neuronas, y con el que Popper colaboraría), John von Neumann y Konrad Lorenz (de cuya epistemología solo discreparía el Popper tardío en la cuestión de la inducción). A todos ellos los sobrevivió Popper. Otros dos héroes suyos, Bertrand Russell (n. 1872), «tal vez el más grande filósofo desde Kant», y Albert Einstein (n. 1879), «una influencia dominante en mi pensamiento, tal vez la influencia más importante de todas», pertenecían a una generación anterior.

JUVENTUD

Como Ludwig Wittgenstein, Konrad Lorenz y tantos otros pensadores decisivos del siglo XX, Karl Popper nació en Viena, centro político y cultural de aquella Mitteleuropa en que se fraguaban las vanguardias intelectuales de principios de siglo, en el seno de una familia culta y acomodada. Allí estudió matemáticas, física y filosofía. Al mismo tiempo realizó el aprendizaje práctico del oficio de ebanista. En 1928 presentó su tesis doctoral, y a continuación dio clases de matemáticas y física en la enseñanza media. Pronto se puso en relación con el famoso Círculo de Viena, con cuyas tesis discrepaba, lo que dio lugar a una serie de discusiones y polémicas, en las que se fraguó su posición filosófica inicial.

Fruto de sus primeras investigaciones, Popper escribió Die beiden Grundproblemen der Erkenntnistheorie (Los dos problemas fundamentales de la teoría del conocimiento), que permanecería inédita hasta 1979, y, sobre todo, Logik der Forschung (Lógica de la investigación científica), publicada en 1934 y llamada a convertirse en una de las obras capitales de la epistemología del siglo XX. En ella presenta ya su criterio de demarcación entre ciencia (cuyas tesis son refutables) y no-ciencia, así como su crítica de la inducción y su concepción del método científico.

MADUREZ

Aunque sus padres habían abandonado el judaísmo hacía tiempo, el origen hebreo de Popper le hacía correr peligro y en cualquier caso hacía casi imposible su normal carrera académica en un momento en que los nazis sometían a Austria a creciente presión. «Había frecuentes disturbios antisemitas en la Universidad y constantes protestas contra el excesivo número de profesores judíos. Llegó a resultar imposible que una persona de origen judío lograse ser profesor de Universidad»². En 1935-1936 pasó largas temporadas dando conferencias en Inglaterra. En 1937 abandonó Austria y marchó a Nueva Zelanda, contratado como profesor por el Canterbury University College. Allí permaneció hasta el fin de la Segunda Guerra Mundial. La emigración de Popper fue un caso más de aquel gran movimiento migratorio de la flor y nata de la intelectualidad centroeuropea hacia el mundo anglosajón, que a partir de ese momento pasaría a sustituir al mundo germánico como nuevo centro mundial de la ciencia y la filosofía.

La anexión de Austria por la Alemania nazi en 1938 indujo a Popper a concentrar su atención filosófica en los temas políticos, sometiendo a una crítica implacable al marxismo, al nazismo y a todas las filosofías sociales (especialmente las de Platón y Hegel) basadas en el determinismo y conducentes a la supresión del pensamiento crítico y la libertad. Fruto de estas reflexiones son sus dos libros de 1945, The Open Society and its Enemies (La sociedad abierta y sus enemigos) y The Poverty of Historicism (La miseria del historicismo). Con anterioridad a la guerra no publicó nada contra el marxismo, para no perjudicar a los socialdemócratas centroeuropeos, la última fuerza que se oponía al avance del nazismo. Una vez anexionada Austria, la situación varió. Popper quería contribuir a la derrota del nazismo y a prevenir la nueva amenaza marxista que ya apuntaba: «La miseria del historicismo y La sociedad abierta fueron mi contribución a la guerra. [...] Yo pensaba que la libertad habría de convertirse en un problema central, especialmente bajo la renovada influencia del marxismo [...] y así estos libros iban a significar una defensa de la libertad contra las ideas totalitarias y autoritarias»³.

Popper ya había hablado sobre el tema de la miseria del historicismo en el seminario de Von Hayek en la London School of Economics en 1936, antes de emigrar a Nueva Zelanda. Al final de la guerra Von Hayek ofreció a Popper un puesto de profesor en Londres.

En 1945 regresó Popper a Europa, aceptando la oferta de la London School of Economics and Political Science, de la que fue nombrado catedrático de Lógica y Método Científico en 1949. Empezaba sus clases de Método Científico explicando que tal cosa no existe. Durante los veinte años que ocupó esa cátedra ejerció una influencia inmensa sobre generaciones enteras de estudiantes, filósofos, economistas y científicos diversos. En esa fecunda etapa precisó y desarrolló su filosofía de la ciencia, basada en la idea de que no se debe buscar la seguridad ni tener miedo del error, sino que hay que lanzarse con audacia intelectual a formular hipótesis arriesgadas, aunque, una vez formuladas, estas han de ser sometidas al severo control de la crítica y la contrastación empírica. En los años cincuenta preparó la traducción inglesa de Logik der Forschung, ampliada con diversos apéndices y titulada The Logic of Scientific Discovery (1959). En esos mismos años escribió la mayor parte del material del Postscript to the Logic of Scientific Discovery, gran obra epistemológica que permanecería inédita hasta 1982. Entre sus obras de este período se encuentra también Conjectures and Refutations: The Growth of Scientific Knowledge (Conjeturas y refutaciones: el crecimiento del conocimiento científico), publicada en 1962, en la que expone sus ideas epistemológicas con singular claridad y brillantez.

NO HAY MÉTODO INFALIBLE

Desde Parménides y Platón hasta Bacon, Descartes y Husserl, muchos filósofos han tratado en vano de asentar la ciencia y la filosofía sobre bases indudables e inasequibles al error. La historia entera de la filosofía es un cementerio de intentos fallidos de asegurar de una vez por todas la verdad definitiva, de establecer certezas absolutas e inquebrantables. Popper, sin embargo, partía del supuesto de que siempre cometeremos errores, y de que lo importante es el esfuerzo incansable por corregirlos.

Los antiguos griegos habían contrapuesto la ciencia (epistéme), que constituiría un saber seguro y definitivo, a la mera opinión conjetural (dóxa). Aristóteles había descrito el método científico como la deducción rigurosa a partir de verdades necesarias. Descartes había creído encontrar el camino de la certeza, basado en la evidencia indudable. Kant había pretendido garantizar de una vez por todas la verdad de la física newtoniana, considerando sus teoremas como juicios sintéticos a priori, necesariamente válidos en cualquier experiencia posible. Francis Bacon y John Stuart Mill veían en la inducción el método infalible de la ciencia empírica. Pero Popper nos ha enseñado que no hay método infalible ni ciencia segura. No hay epistéme, solo dóxa; no hay saber definitivo, solo conjeturas provisionales. Esta postura radical ha acabado por calar tan hondo que ya no nos parece radical, sino algo obvio y compartido. Cuando oíamos las cautelas y dudas con que en 1994 se anunciaba el descubrimiento del quark top en el Fermilab y la consiguiente confirmación (provisional) del modelo estándar de la física de partículas, parecía como si la sombra de Popper se cerniese sobre los propios descubridores.

LA REFUTABILIDAD

Otra tesis epistemológica tradicional que Popper sometió a crítica destructiva en su obra de 1934 es la noción de que una ley general pueda ser definitivamente verificada, confirmada o justificada. Esa confirmación es imposible. Lo que es posible es la refutación de la teoría. Basta con que una sola de sus predicciones o consecuencias no se cumpla para que la teoría quede refutada. Pero por muchas que sean las predicciones que se cumplan, estas no verifican ni confirman en modo alguno la teoría. Por eso el científico no debe tratar de buscar casos en los que su teoría se cumpla, sino al revés, casos en que no se cumpla.

Los neopositivistas del Círculo de Viena habían creído que la verificación caracterizaba la ciencia, constituyendo el criterio de demarcación entre la ciencia (lo verificable) y la seudociencia (inverificable). Popper se opuso a esa concepción. La ciencia no se diferencia de la seudociencia porque sus enunciados sean verificables, sino porque son refutables. El carácter refutable y no verificable de las leyes científicas se debe a la asimetría lógica entre la confirmación y la refutación de los enunciados generales: ningún número de instancias positivas, por grande que sea, permite confirmar una ley general, mientras que un solo caso negativo permite refutarla. Dado un enunciado general (todos los A son B), basta una sola instancia negativa (un caso en que no se cumpla, un A que no sea B) para que el enunciado general quede refutado, pues su negación se sigue lógicamente de esa sola instancia negativa (de «este A no es B» se sigue «no todos los A son B»). Sin embargo, su afirmación no se sigue de ningún número finito de instancias positivas (casos en que se cumple). Por lo tanto, una ley científica puede a veces ser refutada, pero nunca puede ser verificada. Este criterio de demarcación llevó a Popper a rechazar como seudociencias la astrología, la frenología, el marxismo y el psicoanálisis.

El progreso científico procede no por (imposibles) verificaciones, sino por sucesivas conjeturas y refutaciones. Esta concepción popperiana estuvo decisivamente influida por el estudio atento de las revoluciones einstenianas en mecánica. Curiosamente ya Einstein había anticipado ideas similares, cuando (en su correspondencia inédita) escribía que la naturaleza solo contesta que no o que quizá a las preguntas del científico, pero nunca que sí.

CONTRA LA INDUCCIÓN

Tradicionalmente se pensaba que la ciencia parte de la observación empírica de casos singulares para obtener luego por inducción (a partir de esos datos concretos) las leyes generales y las teorías abstractas características de la ciencia avanzada. Hume ya había probado dos siglos antes que la inducción es un procedimiento lógicamente injustificable. Pero, a pesar de todo, esa seguía siendo la concepción estándar del método científico, y todavía Carnap y los neopositivistas seguían tratando de desarrollar una lógica inductiva. En su obra de 1934 Popper sometió el presunto método inductivo a un análisis demoledor, mostrando, por un lado, que era irremediablemente incorrecto e inconclusivo, y, por otro, que no tenía nada que ver con la práctica científica real. El método de la ciencia no es inductivo, sino hipotético-deductivo.

Popper siempre se opuso al método inductivo, al que consideraba lógicamente inválido y ajeno a la práctica científica, sosteniendo sonadas polémicas con Carnap y otros inductivistas. La ciencia no procede por inducción, saltando de la observación de casos singulares a la formulación de una ley general. La inducción ni siquiera sirve para establecer la probabilidad de las leyes. El genuino método científico es hipotético-deductivo. Consiste en la formulación de hipótesis y conjeturas audaces (cuanto más improbables y arriesgadas, tanto mejor) y en su subsiguiente crítica implacable. Esa crítica se basa en la deducción de consecuencias a partir de las hipótesis y en los intentos denodados por refutar experimentalmente dichas consecuencias, contrastándolas con los resultados de observaciones y experimentos.

LA FECUNDIDAD DEL ERROR

La filosofía de Karl Popper es una filosofía de la fecundidad del error. Ni en la ciencia ni en la política puede haber métodos infalibles cuya aplicación excluya el error. De lo que se trata no es tanto de evitar los errores (meta condenada al fracaso de antemano), sino de detectarlos, de criticarlos, de sacarles todo el jugo posible, de aprender de nuestros errores. Ningún otro filósofo ha valorado tanto ni ha analizado tan finamente el papel que el error juega en la empresa científica, en el aprendizaje, en la política y en todos los órdenes de la vida. En esto estriba también el elemento más original y profundo de su epistemología.

El progreso de la ciencia requiere —según Popper— una gran audacia, imaginación y creatividad a la hora de formular hipótesis, y un implacable rigor a la hora de criticarlas y contrastarlas. El miedo a equivocarnos, a cometer errores, puede coartar nuestra imaginación y conducirnos a la timidez teórica, prefiriendo seguir la senda segura de algún método establecido. Pero ningún método garantiza el acierto. Nada garantiza el acierto. Las buenas ideas pueden surgir por cualquier camino: por tradición, por observación, por intuición intelectual, por una corazonada, por cualquier método o falta de método. A Paul Dirac se le ocurrió su famosa ecuación (base de la teoría cuántica de campos) en medio de una discusión, sin seguir método alguno (y, desde luego, no el método inductivo). No todo el mundo tiene la suerte (o la genialidad) de Dirac, pero nadie debería tener miedo a equivocarse. Solo corriendo el riesgo de equivocarnos tendremos la oportunidad de acertar. Lo único importante —según Popper— es que las hipótesis sean luego sometidas a crítica implacable, a contrastación vigorosa.

CONTRA EL SUBJETIVISMO Y EL DETERMINISMO

Aunque la realidad no nos sugiere las teorías con las que la describimos (y que son libres creaciones nuestras), se reserva un derecho de veto. Cuando una teoría no concuerda con ella, la realidad (en forma de resultado negativo de un experimento) la rechaza, la desbarata, le dice no. Por eso Popper siempre se opuso tanto al dogmatismo como al subjetivismo. Se opuso al dogmatismo, porque una teoría nunca puede ser definitivamente confirmada. Se opuso al subjetivismo, porque la realidad objetiva frecuentemente desbarata las propuestas que le hacen los sujetos. Si no hubiera una instancia objetiva, no podría haber refutación, ni por lo tanto eliminación de errores, ni progreso, ni ciencia.

La crítica del error requiere libertad para ejercerse. Y, como es bien sabido, la defensa de la libertad constituye uno de los ejes centrales del pensamiento de Popper. Por eso se opuso también al determinismo. Si todo estuviera predeterminado, si nuestras acciones dependieran de un modo inevitable de causas anteriores, la libertad sería una mera ilusión. Esa postura —conocida en filosofía con el nombre de determinismo— ha atraído a muchos pensadores, pero ha sido severamente criticada y refutada por Popper. No es cierto que todo esté predeterminado en la naturaleza. Gracias a la mecánica cuántica, sabemos que el mundo subatómico es esencialmente indeterminista. No es solo que seamos incapaces de predecir con seguridad los eventos subatómicos, sino que esos eventos son ellos mismos de carácter irremediablemente aleatorio. Ni siquiera es necesario recurrir a la mecánica cuántica para comprobar el carácter indeterminado de muchos procesos físicos, que puede ya ser establecido a partir de los postulados de la mecánica clásica, como muestran las actuales teorías de la inestabilidad y del caos, y como las propias investigaciones de Popper sobre la precisión de las medidas han puesto de relieve.

De todos modos, podría ocurrir que, aunque el mundo físico fuera compatible con la libertad, el mundo social estuviese regido por leyes propias que la hiciesen ilusoria. Popper ha combatido siempre el determinismo social, basado en la presunta existencia de leyes inexorables del cambio social. Spengler, Marx y otros pensadores han creído descubrir que la evolución histórica discurre necesariamente de acuerdo con pautas fijas y por canales preestablecidos. Pero las profecías de esos profetas sociales no se han cumplido, lo cual invalida ya de por sí las peculiares leyes de desarrollo histórico que ellos propusieron. Popper va más allá, negando la posibilidad misma de tales leyes.

Según Popper, es imposible predecir con seguridad el curso futuro de la historia. Uno de sus argumentos más fuertes se basa en el papel fundamental que juega el conocimiento en la acción. Los hombres del futuro sabrán cosas que nosotros no sabemos, y en función de ese conocimiento harán cosas que ahora no podemos predecir. La hipótesis de que pudiéramos saber ya ahora lo que se descubrirá en el futuro es contradictoria. En efecto, si pudiéramos predecir ya ahora lo que se descubrirá en el futuro, el mero hecho de predecirlo equivaldría a hacer ya ahora el descubrimiento, con lo cual no se trataría de un descubrimiento futuro. Lo que descubriremos dentro de diez años es algo que ahora no sabemos; si pudiéramos predecirlo ahora, ya lo sabríamos; lo descubriríamos ahora, no dentro de diez años. El progreso del conocimiento es imprevisible y, con él, la evolución histórica y social.

FILOSOFÍA POLÍTICA

La evolución de la sociedad, que depende en parte de la evolución del conocimiento, es impredecible. El determinismo social es falso. Y las ideologías que pretenden haber descubierto las leyes del desarrollo social y haber encontrado la fórmula de la sociedad perfecta son inaceptables y conducen al sufrimiento y el desastre. Nunca llegaremos a poseer un conocimiento perfecto ni una sociedad perfecta. Solo tiene sentido hacer reformas político-sociales parciales, evaluar sus resultados y, eventualmente, dar marcha atrás y probar nuevas soluciones. No la revolución total, sino la ingeniería social puntual, constituye el camino del progreso. Ningún sistema político puede garantizarnos que los gobernantes sean buenos. Lo importante es que el sistema minimice los efectos de los malos gobernantes. En definitiva, somos criaturas falibles y cualquier conclusión teórica o práctica que alcancemos siempre tendrá un valor inseguro y provisional y estará sometida a crítica y revisión.

En la filosofía política Popper es conocido sobre todo como el filósofo de la sociedad abierta. Otros pensadores han tratado de diseñar el edificio de la sociedad perfecta, para cuya consecución bien valdría la pena renunciar a ciertas libertades. Popper, por el contrario, piensa que la sociedad perfecta es un espejismo peligroso, y que cada vez que los hombres han tratado de implantar el paraíso en la tierra han acabado creando el infierno. Todos los regímenes políticos cometen errores, y ello es inevitable. La superioridad de la democracia liberal sobre la dictadura no estriba en que la primera cometa menos errores, sino en que los errores que comete son más fáciles de detectar, criticar y eliminar. De hecho la libertad es una fuente de errores. Ser libre significa tener derecho a equivocarse, pero también supone tener derecho a criticar las equivocaciones. Ese doble juego del error y de su crítica es —según Popper— el origen de toda creatividad y de todo progreso.

La ciencia y la democracia no se asientan sobre la certeza, sino sobre el tanteo y la corrección de errores. El error es inevitable; lo que hay que evitar es el empecinamiento en el error, el «defendello y no enmendallo». Puesto que los errores son imposibles de prevenir, lo importante es detectarlos y eliminarlos.

VEJEZ

Tras su jubilación en 1969, Popper siguió trabajando en su casa, primero en Fallowfield y luego en Kenley (en el condado de Surrey, al sur de Londres). Después de quedarse viudo, la London School of Economics puso a su disposición una asistente científica, Melitta Mew, que le visitaba cada día y le ayudaba en su trabajo. A pesar de sus múltiples problemas de salud, continuó llevando un tren de vida activísimo hasta el final de sus días, viajando por todo el mundo, discutiendo y escribiendo sin parar. Lo único que no soportaba era que alguien fumase en su presencia.

En esta etapa de su vida escribió una serie de importantes trabajos, como Objective Knowledge: an Evolutionary Approach (Conocimiento objetivo: un enfoque evolucionista), de 1972, en que desarrolla su teoría del mundo de la cultura como un «tercer» mundo, objetivo y distinto tanto del mundo físico como del subjetivo-psicológico, o The Self and its brain (El yo y su cerebro), escrito en 1977 en colaboración con el neurólogo John Eccles. En 1982 se publicaron sus anteriores escritos inéditos, que forman los tres volúmenes del Postscript to the Logic of Scientific Discovery: 1, Realism and the aim of science (Realismo y el objetivo de la ciencia), en que defiende el realismo contra el idealismo; 2, The Open Universe. An Argument for Indeterminism (El Universo abierto. Un argumento a favor del indeterminismo), y 3, Quantum Theory and the Schism in Physics (Teoría cuántica y cisma en la física), contra las interpretaciones subjetivistas de la mecánica cuántica. Sus últimas obras fueron Auf der Suche nach einer besseren Welt (En busca de un mundo mejor, 1984) y A World of Propensities (Un mundo de propensiones, 1990), dedicada esta última —como gran parte del Postscript— a desarrollar su interpretación de la probabilidad como propensión.

COMPARACIÓN CON LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA

En la última etapa de su vida a Popper cada vez le gustaba más comparar su epistemología con el esquema darwinista de la evolución biológica. Como la selección natural va eliminando los resultados aleatorios de la creatividad mutacional, hasta mantener solo los rasgos de los organismos adaptados a las condiciones de su entorno, así también la crítica, la refutación y la contrastación van eliminando las muchas genialidades erróneas que se nos ocurren, hasta dejar solo las que (provisionalmente) parecen dar en el clavo y reflejar la estructura de la realidad.

La maravillosa y compleja organización de los animales, e incluso nuestra propia naturaleza, no es el resultado de un diseño premeditado ni de una planificación infalible. Es más bien el fruto fecundo del azar y la presión selectiva. Las mutaciones aleatorias de los genes y su azarosa recombinación sexual generan una siempre renovada variedad de formas, sobre las que la dura presión selectiva del entorno ejerce un control implacable. El constante ensayo de nuevas fórmulas y su continua eliminación conduce finalmente a seres tan bien adaptados y complejos como nosotros. Lo que nos separa de las primitivas amebas son millones de errores en la copia del material genético. Somos el fruto de millones de errores. Sin errores no habría habido progreso biológico y nosotros no estaríamos aquí para contarlo. El ensayo, el error y el riesgo son la fuente de la vida y el origen de la creatividad.

La vida solo ha acertado tantas veces porque se ha equivocado muchas más. Lo mismo ocurre en la ciencia. El miedo enfermizo a equivocarnos puede paralizar nuestro dinamismo intelectual, puede hacernos apocados y poco dispuestos a inventar ideas inéditas y a hacer propuestas arriesgadas. Solo quien asume el riesgo de equivocarse obtiene la oportunidad de acertar.

EL MUNDO-3

Popper sorprendió a los asistentes al III Congreso Internacional de Lógica, Metodología y Filosofía de la Ciencia, celebrado en Amsterdam en 1967, con una conferencia en la que presentaba su teoría del mundo-3. El mundo de la cultura y de los contenidos objetivos del pensamiento es un tercer mundo (mundo-3), distinto tanto del mundo de la física (mundo-1) como del mundo subjetivo de las experiencias psicológicas (mundo-2). Es el producto de ciertos organismos (nosotros), pero, una vez producido, adquiere una dinámica propia y una objetividad peculiar, además de estar sometido a una evolución característica y comparable a la evolución biológica. Tanto la evolución de las especies como la de los pensamientos objetivos se basa en la confrontación de los problemas que se nos plantean, en la propuesta de múltiples soluciones y en la eliminación de las soluciones incorrectas. Este proceso es inacabable. La concepción popperiana de la cultura ha suscitado gran interés y bastantes críticas⁴.

CONTRA LA PREOCUPACIÓN POR LAS PALABRAS

Popper despreciaba la preocupación de muchos filósofos analíticos por el significado de las palabras y el análisis conceptual. Pensaba que los problemas filosóficos serios eran algo más que mera cuestión de palabras. Wittgenstein nunca fue santo de su devoción, y el único encuentro que tuvieron (en 1946) acabó como el rosario de la aurora.

Los filósofos clásicos siempre se han enfrentado directamente a los problemas que les planteaba la realidad; los escolásticos, por el contrario, han sido más bien dados a rumiar los comentarios sobre otros filósofos. Popper ha sido siempre un filósofo clásico, con escasa paciencia para las cuestiones de palabras o meramente intrafilosóficas. Consideraba que «al menos hay un problema filosófico que interesa a todos los humanes reflexivos: el problema de la cosmología, el problema de entender el mundo»⁵. Y resumía su posición en la frase: «Todos los problemas filosóficos interesantes están fuera de la filosofía.»

Además de ser un clásico de la filosofía, Popper intervino activamente en las controversias de la ciencia de su tiempo. En sus acaloradas discusiones con Popper, Schrödinger se excitaba tanto que daba gritos y se arrancaba pelos de la cabeza. Yo mismo he podido comprobar cómo al ya anciano Popper se le iluminaban los ojos cuando conversaba sobre la interpretación de la mecánica cuántica.

Al principio Popper solo se interesaba por la física y tenía una actitud crítica hacia la teoría darwinista (por no refutable). Sin embargo, a lo largo de su vida fue acercándose más y más a la biología, que en sus últimos años pasó a ocupar el primer plano de su atención. Cuando, en 1983, fue elegido miembro de la Academia de Ciencias de Estados Unidos, Popper pidió ser adscrito al Departamento de Biología Evolutiva. Además, colaboraba con entusiasmo (mediante sus consejos metodológicos) con el bioquímico alemán Günther Wächtershäuser, que estaba elaborando una nueva hipótesis sobre el origen de la vida basada en la formación de los primeros compuestos orgánicos en cristales de pirita. También la fundamentación de la teoría de la probabilidad era un tema que le apasionaba, desde sus años mozos hasta el final de su vida. Ya vimos que su última publicación (dos años antes de su muerte) trataba precisamente de su teoría de las propensiones como probabilidades objetivas.

Actualmente casi todos estamos de acuerdo con Popper en que el método de la ciencia teórica no es inductivo y en que una teoría nunca puede ser definitivamente confirmada. Sobre lo que sí caben dudas es sobre que las teorías de la física matemática y otras ciencias avanzadas sean conjuntos de enunciados unívocamente interpretados sobre el Universo entero, y por tanto susceptibles de refutación total y definitiva si falla una sola de sus aplicaciones (como pretendían Popper y sus discípulos). En efecto, también se puede considerar que las teorías son tinglados más abstractos, susceptibles de interpretaciones distintas en ámbitos diversos y con dominios de validez posiblemente limitados, por lo que lo único que refutaría un fallo predictivo en un sistema dado sería la afirmación de que la teoría fuese aplicable a ese sistema. Una teoría ya no sería el tipo de entidad susceptible de ser confirmada o refutada, sino, más bien, una función que a cada sistema físico concreto aplica una historia o interpretación particular de la teoría abstracta. Las aplicaciones exitosas de la teoría constituirían su ámbito de validez, cuyo alcance y límites debería explorar la investigación empírica. El descubrimiento de que a velocidades próximas a la de la luz los sistemas macroscópicos no satisfacen las predicciones de la mecánica clásica y los sistemas microscópicos no satisfacen las de la mecánica cuántica normal (no relativista) no significa que la mecánica clásica y la cuántica hayan sido refutadas, sino solo que no son aplicables a (o válidas en) dichos ámbitos.

Cuando hay varias teorías en competición, y solo una de ellas hace predicciones contradichas por los hechos, esa teoría se abandona en favor de sus competidoras, como quería Popper. Sin embargo, cuando todas las teorías presentan dificultades y anomalías, la comunidad científica preserva la teoría con menos problemas, mientras no se ofrezca alguna mejor. Estas situaciones provocan tensión y desasosiego, que nos inducen a revisar las mediciones, los datos y los modelos. Pero, mientras corregimos el plano, un plano defectuoso es mejor que ningún plano. Popper acabó en desacuerdo con gran parte de la ciencia avanzada de nuestro tiempo, pero sus severas advertencias siguen siendo un poderoso antídoto contra nuestra tendencia a la autocomplacencia y a esconder las dificultades debajo de la alfombra.

TRIUNFO Y RECONOCIMIENTO

Karl Popper ha ejercido una inmensa influencia en el pensamiento contemporáneo, sobre todo en los campos de la teoría del conocimiento, la filosofía de la ciencia, la teoría de la probabilidad, la filosofía de la cultura, la crítica de las ideologías, la filosofía política y el pensamiento social en general. Sus obras han sido traducidas a muchos idiomas y se han reeditado frecuentemente. Aunque siempre se consideró a sí mismo como un filósofo de la ciencia, y a la epistemología dedicó la mayor parte de sus obras y afanes, quizá su gran popularidad final se debía a su filosofía política.

Antes de morir, Popper tuvo la satisfacción de contemplar el triunfo de sus ideales políticos y de verse reconocido y aplaudido en todo el mundo. Ya en 1964 la reina Isabel II lo nombró caballero (Knight) y le confirió el tratamiento de Sir. Fue elegido miembro de las más prestigiosas academias y recibió numerosos premios y doctorados honoris causa⁶. En el momento de su muerte era ya un clásico viviente.

Al final de su vida, Popper era reconocido como el teórico por excelencia de la democracia liberal. Su filosofía de la democracia, lúcida y sin ilusiones, aparecía como más realista que las concepciones basadas en situaciones ideales de Rawls o de Habermas. Según Popper, la democracia no es el gobierno del pueblo, sino de los dirigentes de los partidos. Los políticos que resultan elegidos con frecuencia son ineptos, demagogos y corruptos. La ventaja de la democracia es que permite corregir sus errores y retirar del gobierno a esos políticos sin necesidad de pasar por baños de sangre, guerras civiles o revoluciones.

Bastantes filósofos e intelectuales del siglo XX se dejaron seducir por las ideologías totalitarias. Unos, como Martin Heidegger, habían apoyado activamente al nazismo. Otros, como Jean-Paul Sartre, habían sido compañeros de viaje del comunismo. Algunos como Wittgenstein, se habían abstenido de tomar posiciones públicas. Al final del siglo, solo Popper aparecía como limpio de polvo y paja, sin cadáveres en el armario, y habiendo defendido siempre las buenas causas, la sociedad abierta y la libertad.

En una época como la nuestra, que está de vuelta de los dogmas y las utopías, el racionalismo crítico de Popper se nos presenta como la expresión de la falibilidad irremediable del ser humano y de la provisionalidad de todas sus ideas. Popper nos ha exhortado a no dar ninguna cuestión por zanjada y a no aceptar ninguna solución como definitiva. Sin embargo, esa posición no le condujo a ningún fácil escepticismo. Aunque no podamos soslayar cometer errores, podemos evitar permanecer en ellos e incluso podemos aprender de ellos. Es así, a través del ensayo y del error, de la fantasía y de la crítica, como recorremos el camino del progreso científico y social, por el que Popper siempre apostó.

9

THOMAS KUHN

El método científico suele pasar por la construcción de modelos matemáticos simplificados de la compleja realidad que tratamos de estudiar, y por el posterior refinamiento de esos modelos, para hacerlos más útiles y precisos. Nadie se cree que la superficie de la Tierra sea una esfera euclídea, ni que la gramática generativa describa la estructura real de los centros lingüísticos del cerebro del hablante. En ambos casos se trata de meras aproximaciones formales, obviamente necesitadas de refinamiento posterior, conforme la investigación empírica lo vaya permitiendo. Los primeros filósofos clásicos de la ciencia (como Carnap, Reichenbach, Popper o Hempel) pretendieron modelar las teorías científicas mediante sistemas formales deductivos y reducir su dinámica a reglas únicas y simples (verificabilidad, refutabilidad, etc.). Varios historiadores de la ciencia señalaron en los años sesenta que tales modelos eran excesivamente simplistas y no daban cuenta de la inmensa complejidad diacrónica de la actividad científica. En definitiva, sus autores no habrían modelado la ciencia real, sino una ciencia ficción mucho más simple, lo cual, por otro lado, no deja de ser habitual en las etapas iniciales de la modelización de cualquier cosa. Sea ello como fuere, y pasado ya el sarampión historicista, no cabe duda de que esa llamada de atención resultó saludable para la filosofía de la ciencia, reorientada a partir de entonces al estudio de las teorías y prácticas efectivas de la ciencia real. Entre esos historiadores-filósofos ninguno alcanzó tanta fama, éxito e influencia como Thomas Kuhn.

Thomas Samuel Kuhn nació el 18 de julio de 1922 en Cincinnati (Ohio). No estudió historia ni filosofía, sino física, obteniendo su doctorado por la Universidad de Harvard en 1949.

Los departamentos científicos de las universidades no exponen las grandes teorías científicas en la forma correosa en que fueron originalmente paridas por sus creadores o descubridores iniciales, héroes fundacionales como Newton, Maxwell o Darwin, sino de una forma mucho más digerida, coherente y satisfactoria, resultado de su reelaboración y refinamiento por la comunidad científica posterior. Newton expuso su mecánica utilizando los métodos geométricos de Apolonio, hoy en desuso, y preocupado por polémicas teológicas y personales irrelevantes. Lo que hoy se enseña es la forma elegante que alcanzó la mecánica newtoniana tras reformularse en el lenguaje del análisis matemático y pasar por las manos de Laplace, Lagrange y muchos otros. Maxwell expuso su teoría electromagnética en la rara jerga de los cuaterniones y supuso que las ondas electromagnéticas se propagan en el éter. Hoy nadie cree en el éter, pero las ecuaciones de Maxwell, reformuladas en matemáticas más actuales, siguen siendo el centro de la enseñanza del electromagnetismo. Darwin no sabía explicar el origen de la variabilidad biológica ni conocía las leyes de la herencia, pero su idea básica de la evolución por selección natural sigue siendo válida, aunque hoy se expone en combinación con los principios de la genética molecular y de poblaciones, formando así la nueva síntesis de la biología evolutiva.

Thomas Kuhn, sin embargo, siendo todavía un estudiante de doctorado, tuvo la gran iluminación de su vida a los veinticinco años, al verse confrontado con los textos de los clásicos. «Mi propia iluminación empezó en 1947, cuando me pidieron que interrumpiera un momento la preparación de mi tesis en física y preparara unas conferencias sobre los orígenes de la mecánica en el siglo XVII»¹. Para entender los antecedentes, se puso a leer a Aristóteles. Lo leía con los ojos de un físico actual, y le parecía que la física aristotélica era una serie de disparates, lo cual no dejaba de ser sorprendente. No podía ser. ¿Cómo entender que este gran filósofo, que había dicho cosas muy sensatas sobre otros temas, no dijese más que absurdos y falsedades sobre el movimiento? «Un día memorable (y muy caluroso) de verano esas perplejidades desaparecieron repentinamente. De inmediato percibí los rudimentos de una manera alternativa de leer los textos [...] No me convertí en un físico aristotélico, pero aprendí a pensar como si lo fuese. [...] Desde aquel episodio decisivo del verano de 1947 la búsqueda de la mejor lectura de un texto ha sido central para mi investigación histórica. [...] Mi lectura de Aristóteles parecía revelar una especie de cambio global en la manera como los hombres miraban la naturaleza y le aplicaban el lenguaje.» Ese cambio lo compararía más tarde con el cambio de Gestalt en la percepción (que experimentamos al observar, por ejemplo, los dibujos de Escher). «Mientras descubría la historia, había descubierto mi primera revolución científica, y mi búsqueda subsiguiente de las mejores maneras de leer ha sido con frecuencia la búsqueda de otros episodios del mismo tipo.»

«Después de tropezarme con el concepto de revolución científica en 1947, primero me dediqué a acabar mi tesis en física y luego empecé a educarme en la historia de la ciencia.» Renunció a hacer carrera en la física y decidió dedicarse a su historia, tratando de sacar todo el jugo posible de su iluminación de 1947. En Harvard permaneció como asistente de James Conant (presidente de la Universidad), dando cursos de educación general e historia de la ciencia. Como resultado de esos cursos, en 1957 publicó The Copernican Revolution: Planetary Astronomy in the Development of Western Thought, con prólogo de James Conant. Se trata de una descripción clara y competente del tránsito de la imagen antigua del Universo de las dos esferas a la nueva astronomía de los siglos XVI y XVII, dirigida a un público general.

PARADIGMAS

En 1956 Kuhn aceptó un puesto docente en la Universidad de California, en Berkeley, donde en 1961 fue nombrado catedrático (Full Professor) de Historia de la Ciencia. Pasó el curso 1958-1959 en el Center for Advanced Study in the Behavioral Sciences, en Stanford, preparando un libro sobre las revoluciones científicas. Enseguida y fácilmente escribió el capítulo sobre el cambio revolucionario, pero le resultó mucho más difícil describir los interludios de ciencia normal, que él trataba de caracterizar mediante el consenso de los científicos. Pronto se dio cuenta de que tal consenso apenas existía, y en cualquier caso no se refería a las definiciones de las nociones empleadas. Sin embargo, los aprendices de científicos eran introducidos en la ciencia mediante ejercicios consistentes en resolver problemas selectos en los que aparecían tales nociones. Estos ejemplos o problemas clásicos desempeñaban el mismo papel que los ejemplos de conjugaciones (amo, amas, ama, ...) y declinaciones en el aprendizaje de las lenguas, a los que a veces se llama paradigmas. Por eso, en vez de consenso, Kuhn eligió hablar de paradigmas, refiriéndose a esos problemas o aplicaciones ejemplares o paradigmáticos, en cuya repetida resolución se entrenaban los futuros científicos, adquiriendo así un lenguaje y unos estándares comunes de enfoque y solución de problemas, que luego aplicarían por su cuenta a otros casos.

Kuhn utilizó la palabra paradigma por primera vez en 1959 en una conferencia sobre «la tensión esencial», que luego daría título a su libro de 1977. Se refería a la tensión entre los aspectos convergentes y divergentes de la empresa científica, que garantizan, respectivamente, la coherencia de lo que luego llamaría sus períodos de ciencia normal y los cambios conceptuales radicales que más tarde caracterizaría como revoluciones científicas.

En 1962 publicó The Structure of Scientific Revolutions (SSR) como un volumen del gran proyecto neopositivista de la Enciclopedia de la Ciencia Unificada (de Chicago University Press). De este libro se han vendido más de un millón de copias, lo que lo convierte en el best-séller absoluto entre los libros de filosofía o historia de la ciencia del siglo XX (y quizá de todos los siglos). SSR, que se lee como una novela, tiene aspectos históricos y sociológicos, e introduce varias nociones destinadas a meter mucho ruido en la filosofía de la ciencia posterior, sobre todo las de paradigma y revolución científica.

Al escribir el libro SSR «desgraciadamente los paradigmas desarrollaron una vida propia [...] Habiendo empezado simplemente como soluciones a problemas ejemplares, extendieron su imperio hasta abarcar, primero, a los libros clásicos de los que se habían sacado los ejemplos y, finalmente, el conjunto global de los compromisos compartidos por los miembros de una comunidad científica determinada. Este sentido más global del término es el único que la mayoría de los lectores del libro han captado, y el resultado inevitable ha sido la confusión, pues muchas de las cosas que allí se dicen sobre los paradigmas solo se aplican al sentido original del término. [...] Está claro que he causado dificultades innecesarias a los lectores».

Kuhn hizo varios intentos para recuperar el sentido original de paradigma. En 1974 escribió «Second Thoughts on Paradigms», donde se lamenta de la confusión creada por SSR: «Lamento tener que concluir que una parte del éxito del libro consiste en que puede significar todo tipo de cosas para todo tipo de gente. Ningún aspecto del libro es tan responsable de esa excesiva plasticidad como la introducción del término ‘paradigma’, la palabra que con más frecuencia aparece en sus páginas (aparte de las partículas gramaticales).»

El primer crítico del uso de ‘paradigma’ en Kuhn fue su mentor, James Conant. Tras leer SSR, Conant se quejó de que Kuhn parecía haberse enamorado del término ‘paradigma’, al que usaba «como una palabra mágica para explicar cualquier cosa». En 1970 Margaret Masterman describía al menos veintidós significados distintos de la palabra ‘paradigma’ en SSR, abarcando desde algo tan simple como «un descubrimiento científico concreto» hasta algo tan complejo como todo «un conjunto característico de creencias y preconcepciones», que incluye aspectos instrumentales, teóricos y metafísicos. Kuhn admitió que el análisis de Masterman era correcto. En definitiva, Kuhn quería subrayar que los científicos de una comunidad comparten más que un mero esquema formal (y en eso tenía razón), pero desde su temprana época de Stanford hasta su muerte, y a pesar de que lo intentó repetidamente, fue incapaz de articular de un modo preciso sus ideas al respecto.

REVOLUCIONES CIENTÍFICAS

Kuhn nos ha abierto los ojos al aspecto dinámico de la ciencia y nos ha legado una visión dramática de su desarrollo. La empresa científica se articula en torno a comunidades de especialistas que comparten un mismo paradigma (en el sentido más vago y general de la palabra, que abarca presupuestos, conceptos y métodos comunes). Los problemas (o rompecabezas) que van surgiendo se van resolviendo desde los supuestos del paradigma compartido, contribuyendo así al progreso de la ciencia normal. Cuando los problemas sin solución posible (las anomalías) se acumulan, el paradigma entra en crisis y el desasosiego invade a la comunidad. Lo que se requiere y se produce es un cambio de paradigma, un cambio radical de estilos, conceptos y supuestos, una revolución científica. Los revolucionarios verán el mundo de un modo inédito e incomparable con el antiguo, y formarán una comunidad nueva, que sustituirá a la antigua conforme se vayan muriendo los componentes de esta última, incapaces de convertirse o adaptarse al cambio de paradigma. En estos procesos de ciencia revolucionaria, de cambio conceptual radical, no se puede hablar de progreso, pues ambos paradigmas representan esquemas y lenguajes intraducibles e inconmensurables.

La consolidación inicial de diversas ciencias ha pasado por cambios como los descritos por Kuhn: el paso de la astronomía geocéntrica al sistema copernicano, el paso de la física cualitativa y verbal de Aristóteles a la física matemática y experimental de Galileo, el paso de la química del flogisto de Stahl a la química del oxígeno de Lavoisier. Estos episodios heroicos de cambio de paradigmas inconmensurables fueron acompañados de convulsiones sociales y escenas patéticas, como la quema pública de Bruno o la abjuración y cárcel de Galileo.

Lo que no está tan claro es que el modelo kuhniano de las revoluciones científicas sea aplicable a la ciencia actual. Sin duda, tanto la relatividad especial como la general, por ejemplo, han introducido cambios revolucionarios en la física e incluso en nuestra concepción del mundo. Sin embargo, esos cambios son perfectamente conmensurables y constituyen casos claros de progreso científico. Cuando la velocidad es pequeña en comparación con la de la luz, las transformaciones de Lorentz tienden a las de Galileo, y la teoría de la relatividad especial coincide asintóticamente con la newtoniana. A su vez, cuando las densidades son normales, la relatividad general predice lo mismo que la especial y (con velocidades moderadas) lo mismo que la newtoniana. Por lo tanto, la relatividad general explica y predice todo lo que explica y predice la especial, y además más cosas (como las lentes gravitacionales), y la relatividad especial explica y predice los efectos newtonianos y además otros (como el aumento de masa de las partículas en los aceleradores). Las tres teorías son conmensurables entre sí, y hay progreso evidente entre ellas. Además, multitud de físicos entienden las tres y trabajan en todas ellas.

En nuestro tiempo se han multiplicado las revoluciones científicas, pero ya no tienen el carácter estridente y dramático de las renacentistas. De hecho es frecuente que el mismo científico trabaje al mismo tiempo en diversas teorías alternativas, sin casarse definitivamente con ninguna. Por eso no es cierto que, como pretendía Kuhn, los cambios de Gestalt entre paradigmas (llamando tales a la mecánica newtoniana y a la especial relativista o a la cuántica) sean irreversibles. De hecho, todos los estudiantes de física aprenden a revertirlos, cambiando de enfoque cada vez que el problema entre manos lo requiere.

El gran físico Steven Weinberg, en su artículo «The revolution that didn’t happen» (The New York Review of Books, 8 de octubre de 1998), ha declarado a este respecto: «En los últimos cuarenta años he participado en cambios revolucionarios en el modo como los físicos entienden las partículas elementales. [...] Nunca he visto signo alguno de la inconmensurabilidad de Kuhn entre distintos paradigmas.» «Sospecho que, debido a la importancia que tuvo para Kuhn el momento de su vida en que primero leyó a Aristóteles, tomó su idea de cambio de paradigma del cambio de la física aristotélica a la newtoniana. [...] Para Kuhn este parece haber sido el paradigma de todos los cambios de paradigma, la horma a la que trató de ajustar todas las otras revoluciones científicas. El surgimiento de la física newtoniana fue un megacambio de paradigma, pero desde entonces no ha ocurrido nada en nuestra comprensión del movimiento que se corresponda a la descripción que da Kuhn de un cambio de paradigma.»

Aunque todos los lectores gozaron leyendo SSR, los científicos lamentaron que en las descripciones de las dramáticas revoluciones científicas del pasado, con sus completos cambios en la visión del mundo mediante saltos de Gestalt, que se parecían más a las conversiones religiosas que a la práctica científica actual, se perdía de vista el carácter objetivo de los resultados de la mayor parte de la investigación científica. Como ha señalado Weinberg, «son precisamente esas conclusiones las que convirtieron a Kuhn en un héroe de los críticos culturales que cuestionan el carácter objetivo del conocimiento científico, y que prefieren describir las teorías científicas como construcciones sociales, como la democracia o el béisbol».

Kuhn mismo lamentó la utilización irracionalista y constructivista social de su libro, cuya confusión conceptual se prestaba, sin embargo, a ello. Ya en 1965 se quejaba amargamente de que Paul Feyerabend describiese su posición (la de Kuhn) como una defensa de la irracionalidad en la ciencia, lo que le parecía «no solo absurdo, sino obsceno». Acerca del llamado «programa fuerte» del sociologismo de la Escuela de Edimburgo, Kuhn señaló en 1991 que «yo me cuento entre los que encuentran absurdas las pretensiones del programa fuerte, un ejemplo de deconstrucción rayano en la locura».

En 1964 Kuhn fue nombrado profesor M. Taylor Pyne (una de esas cátedras bien dotadas por quien les da nombre) de Filosofía e Historia de la Ciencia en la Universidad de Princeton. En 1969 escribió el Postscript a The Structure of Scientific Revolutions, que apareció en la segunda edición del libro (1970), y en el que ya introduce sus primeras correcciones y reservas, amplificadas luego en otros escritos, como el artículo «Second Thoughts on Paradigms» (1974) y el prefacio al libro The Essential Tension (1977), que reúne gran parte de sus artículos anteriores. En 1978 publicó Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity, 1894-1912, en la que introduce una nueva versión de cómo Max Planck llegó a la cuantización de los niveles de energía, tratando de recuperar los pensamientos originales de Planck por debajo de las posteriores interpretaciones. Esta obra, la más técnica de las suyas, tuvo escasa repercusión popular y una acogida más bien fría de la crítica. En ella las palabras ‘paradigma’ o ‘revolución científica’ no aparecen ni una sola vez. A su reimpresión de 1987 añadió un epílogo, en el que lamenta la relativamente mala recepción que había tenido este libro, «al que considero la mejor y [...] la más representativa de mis obras históricas».

En 1979 Kuhn volvió al área de Boston y se incorporó al MIT, del que fue nombrado profesor Lawrence Rockefeller de Filosofía en 1983. En 1991 se retiró voluntariamente como profesor emérito. Llevaba años tratando de reorganizar sus propias ideas sobre el desarrollo de la ciencia, y no quería que nada lo distrajera de la tarea que lo obsesionaba. Por eso rechazaba las invitaciones e incluso los nombramientos de doctor honoris causa, como el que le ofrecieron varias universidades españolas en 1992. Yo estaba en el MIT ese año y mi despacho era contiguo al suyo, aunque ya apenas solía ir, encerrado en su casa como estaba. «Ya no me queda tanto tiempo —me decía Kuhn en Boston con su hermosa voz grave de senador romano—. Por eso me he castigado a no salir de casa hasta que acabe el libro donde expongo lo que ahora pienso.» Murió sin haberlo acabado el 17 de junio de 1996, a los setenta y tres años de edad (le faltaba un mes para cumplir setenta y cuatro), en su casa de Cambridge (Massachusetts), vencido por un cáncer de bronquios y garganta.

Ya antes de morir, Kuhn se había convertido en una leyenda viviente. No es de extrañar que se le hayan dedicado diversos libros colectivos de ensayos, desde World Changes: Thomas Kuhn and the Nature of Science, editado por Paul Horwich en 1993, hasta el libro Alta tensión, publicado en 1998 y compilado por Carlos Solís.

Aunque las nociones básicas introducidas por Kuhn han resultado ser confusas e insatisfactorias (incluso para su propio autor) y sus tesis principales han resultado ser falsas (al menos en la generalidad por él pretendida), sin embargo la brillantez, la audacia y la riqueza de incitaciones de su obra han sido el punto de partida de innumerables polémicas y desarrollos. Su influencia sobre la filosofía de la ciencia, a la que despertó de su sueño dogmático, ha sido profunda y saludable. Hay un antes y un después de Kuhn, aunque el después más valioso no sea precisamente el de los constructivistas sociales posmodernos puestos en ridículo por Alan Sokal.

PARTE SEGUNDA

BIOLOGÍA

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¿QUÉ ES LA VIDA?

Si un milagro es algo sumamente improbable, pero real y maravilloso, entonces la vida es el milagro por antonomasia. Desde un punto de vista físico, sería de esperar que algo tan inverosímil y alejado del equilibrio como la vida no existiera. Sin embargo, aquí estamos nosotros, milagros vivientes, mostrando que existe. La vida no parece desempeñar ninguna función crucial en la economía del Universo. A gran escala, el protagonismo pertenece a la materia oscura, a los cúmulos de galaxias, a las inmensas nubes de gas y polvo, a los agujeros negros y las explosiones cataclísmicas, donde la vida parecería no tener lugar. En cualquier caso, y a escala cósmica, el Universo está regido por la fuerza gravitatoria (la curvatura del espaciotiempo), que depende solo de la distribución y densidad de la energía. Y la masa (o energía) de los seres vivos es totalmente insignificante. Sin embargo, aunque insignificante a nivel cósmico, la vida ocupa el lugar central en nuestra conciencia, en nuestros afectos y preocupaciones, en nuestros valores y emociones. Dependemos completamente de otros organismos vivos para obtener el aire que respiramos y los alimentos que comemos. Nosotros mismos somos seres vivos, como también lo son nuestros parientes y amigos, los perros que nos acompañan y los microbios que nos infectan o nos ayudan a digerir.

¿Qué es la vida? ¿En qué se diferencian los seres vivos de los no vivos? Sorprendentemente, entre los grandes filósofos clásicos, Aristóteles es el único que se ha planteado directamente la cuestión, hace dos mil cuatrocientos años.

LA NOCIÓN ARISTOTÉLICA DE VIDA

Aristóteles enfoca el estudio de la vida desde la perspectiva del movimiento y de la función. Desde el punto de vista del movimiento, distingue entre las cosas inertes, que solo se mueven por el impulso de otras, y las semovientes o automotoras, que tienen en sí mismas el principio u origen de su propio movimiento o cambio (kínesis). La palabra kínesis significa no solo el movimiento propiamente dicho o locomoción, sino cualquier tipo de cambio, como, por ejemplo, el crecimiento y la maduración. Aunque las plantas no se mueven de sitio, germinan, crecen, florecen y, en definitiva, cambian. Los seres vivos son semovientes, pero también lo son (según Aristóteles) los elementos químicos —tierra, agua, aire y fuego—, que tienen una tendencia innata a moverse hacia su lugar natural. Por eso las piedras, al soltarlas, se mueven por sí mismas hacia abajo (no se conocía la gravitación), hacia el centro de la Tierra, que es su lugar natural, mientras el fuego sube hacia arriba, hacia el cielo. Lo que les falta a los elementos químicos para estar vivos son los órganos, es decir, las estructuras internas provistas de función (érgon). Los seres vivos tienen órganos, pero también los tienen los artefactos, aunque no por naturaleza, sino por diseño del artesano que los ha producido. De todos modos, los artefactos no se mueven por sí mismos. (En la Grecia clásica no había automóviles; los carros inertes eran movidos por caballos semovientes.) Los seres vivos, y solo ellos, satisfacen la doble condición de ser semovientes y funcionales, de tener dentro de sí la fuente de su movimiento y de estar provistos de órganos con tareas intrínsecas.

En el Perí psykhés (el tratado aristotélico de biología teórica) el alma (psykhé) y la vida (zoé) se relacionan y contraponen como la primera y la segunda actualización de las potencialidades del cuerpo. El alma es la organización del cuerpo vivo (su primera actualización o plenitud), que es lo que lo diferencia de un mero cadáver. Un cuerpo bien organizado (un cuerpo con alma) tiene la potencialidad de llevar a cabo las funciones vitales. La actualización de esta potencialidad (la actividad biológica) es la vida. Todos los organismos vivos tienen vida vegetativa, es decir, todos desempeñan al menos las funciones básicas del metabolismo y la reproducción. Los animales (los poseedores de ánima o alma), además de alimentarse y reproducirse, ejercen también funciones cognitivas y emotivas y son capaces de automoción.

LOS SERES VIVOS COMO INDIVIDUOS

Aristóteles usó el término ousía (sustancia o entidad) de diversos modos, pero sobre todo para referirse a las cosas concretas, tales como un humán particular (Sócrates, por ejemplo) o un caballo determinado. Marie Louise Gill¹ ha sostenido con buenos argumentos que la noción aristotélica de sustancia solo tiene sentido cuando se aplica a organismos. Por lo tanto, los organismos vivos, y en especial los animales, son las sustancias o entidades individuales paradigmáticas, semovientes por naturaleza y organizadas para realizar tareas específicas mediante órganos adecuados.

Todos los seres vivos son sustancias, entidades históricas, cosas concretas, individuos. Como entidades históricas que son, los seres vivos están bien delimitados o circunscritos en el espaciotiempo, tienen límites precisos, normalmente marcados por una frontera física clara (la membrana de la célula, la piel de la rana). En ello contrastan con las rocas y los montes, las nubes y los mares, de límites difusos e imprecisos.

Desde que Rudolf Wirchov introdujo en 1858 la teoría de la célula, consideramos que las células son los «átomos» de la vida y que todos los organismos o son células o están compuestos de células: son repúblicas de células. Como el ser vivo elemental que es, la célula es un individuo. Su individualidad está precisamente delimitada por su membrana. La membrana de la célula es su frontera entre ella misma y lo que no es ella, entre su mundo interior y el mundo exterior. Es como el rompeolas que protege el puerto del interior celular del oleaje y los peligros del mundo exterior. Dentro y fuera de la membrana, dos mundos distintos permanecen separados. Una típica célula de mamífero está bañada en líquido intersticial. Hay mucha más agua fuera que dentro de la célula. El agua exterior trata de penetrar en la célula por presión osmótica, pero el agua invasora constantemente va siendo achicada (bombeada hacia fuera) por las bombas de la membrana. También la concentración de iones de sodio y calcio es mucho mayor fuera de la célula que dentro. Otras bombas específicas de la membrana están trabajando todo el tiempo para sacar fuera de la célula los iones de sodio y calcio que han logrado penetrar en ella. Por el contrario, el interior de la célula (el citoplasma) es más rico en iones de potasio que el exterior y la membrana tiene que cerrar sus puertas cada vez que un ion de potasio trata de escapar. Mediante este incesante trabajo de la membrana y sus bombas (que consume la mayor parte de la energía disponible), la célula logra neutralizar la presión del mundo exterior y mantener los desequilibrios y gradientes de los fluidos e iones, evitando la entrada de agua excesiva y de los iones de sodio y calcio y la salida de los iones de potasio, y preservando así su frágil individualidad. Todas estas operaciones de la membrana y sus bombas se llevan a cabo siguiendo las instrucciones que emanan del genoma en el núcleo de la célula, separado a su vez por otra membrana —la membrana nuclear— del resto del citoplasma.

La muerte de la célula consiste en la pérdida de su individualidad, en su fusión con el entorno. Cuando un ser vivo muere, su individualidad colapsa y se confunde con el medio ambiente que lo rodea. Los seres vivos son efímeros, frágiles, improbables, en desequilibrio termodinámico con su entorno. Este desequilibrio siempre es provisional y hay que gastar energía para mantenerlo. Cuando la energía se agota, el organismo se desorganiza, el equilibrio se restablece, la diferencia se borra, el borde se difumina, la tensión se relaja, la individualidad desaparece, el ser vivo muere.

EL SIGNIFICADO DE ‘VIDA’

Un ser vivo es algo que vive, que tiene vida. ¿Qué significa ‘vida’? La palabra ‘vida’ tiene al menos dos significados distintos: vida en sentido biográfico y vida en sentido biológico. Aquí nos interesa este último significado. ¿Qué es la vida, en sentido biológico? Ya en 1943 Erwin Schrödinger pronunció en Dublín unas famosas conferencias sobre esta cuestión, publicadas al año siguiente en el librito titulado What is life? Desde entonces se han propuesto diversas definiciones de la vida, cada una de las cuales capta un aspecto esencial de los organismos vivos. El problema es que todas ellas son insuficientes y se aplican también a cosas no vivas. Pasemos revista a algunas:

1) La definición metabólica de la vida: está vivo cuanto ingiere, metaboliza y excreta. Ya Aristóteles exigía la nutrición como una condición necesaria de la vida. En efecto, todos los seres vivos somos sistemas abiertos, que constantemente absorbemos de nuestro entorno materia y energía, que transformamos en nuestra propia sustancia y utilizamos para nuestras propias funciones, y cuyos residuos excretamos al exterior. Sin embargo, lo mismo puede decirse de los automóviles o de la llama de una vela.

2) La definición termodinámica de la vida: está vivo cuanto permanece en desequilibrio termodinámico. En efecto, una característica fundamental de los seres vivos —la base de su improbabilidad y excepcionalidad— es su estado de desequilibrio, como ya había recalcado Schrödinger. El segundo principio de la termodinámica afirma que la entropía (la medida física del desorden) de un sistema aislado no puede por menos de crecer. Como el Universo es un sistema aislado, su entropía se incrementa continuamente; de hecho, aumenta con cada cambio que se produce en el mundo. Este principio explica la tendencia natural de los sistemas a la desorganización y al frío. El agua caliente se enfría (hasta la temperatura ambiente) espontáneamente, pero el agua fría no se calienta por sí sola. El café y la leche se mezclan con naturalidad, pero no se separan de por sí. Las máquinas se estropean, la ropa se ensucia y la habitación se desordena, casi sin darnos cuenta; pero hace falta una esforzada intervención nuestra para arreglar la máquina, lavar la ropa y ordenar la habitación. Dentro de esta tendencia general del Universo hacia el desorden, la desorganización y el frío, los seres vivos representan excepciones locales. Todo organismo es una excepción cósmica, nada a contracorriente, en él se incrementan (o se mantienen) el orden, la organización y la temperatura, y se reduce la entropía. (Esto no contradice en modo alguno al segundo principio, pues los organismos no son sistemas aislados, sino sistemas abiertos a su entorno, con el que intercambian constantemente materia y energía.) Sin embargo, también hay otros sistemas abióticos en desequilibrio termodinámico, como el rayo o la capa de ozono.

3) La definición de la vida en términos de reproducción: está vivo cuanto se reproduce a sí mismo, cualquier sistema autorreproductivo. En efecto, el juego de la vida es un juego reproductivo, un permanente concurso de fórmulas de autorreplicación, en el que gana quien se reproduce más y mejor. Sin duda, todos los seres vivos se reproducen a sí mismos. Por eso las macromoléculas orgánicas (como las proteínas) o incluso los virus no son seres vivos en sentido estricto, pues son incapaces de reproducirse por sí mismos. Sin embargo, hay programas informáticos (por ejemplo, los «virus» de computador) que se autorreproducen, sin estar vivos.

Su ocupación con el diseño de los primeros computadores modernos condujo tanto a John von Neumann como a Norbert Wiener a establecer comparaciones formalmente precisas entre computadores y cerebros o, en general, entre máquinas y organismos. Wiener, interesado por el autocontrol, desarrolló la cibernética. Von Neumann centró su interés en la autorreproducción.

Sin duda, la autorreproducción es una de las características fundamentales de los seres vivos, como ya había reconocido el mismo Aristóteles. ¿Puede haber otras cosas que se autorreproduzcan? ¿Es posible desarrollar una teoría general de la autorreproducción, que abstraiga de las contingencias de los organismos vivos terrestres? Hacia 1949 Von Neumann recogió este reto, que él mismo había planteado, y le dio respuesta con el desarrollo de su teoría de los autómatas autorreproductores.

Von Neumann quería abstraer la pura estructura lógica del proceso de reproducción mismo, independientemente de su realización material concreta en los sistemas biológicos. ¿Qué tipo de organización formal basta para que un autómata controle su propia conducta de tal modo que se reproduzca a sí mismo? Primero Von Neumann diseñó el modelo cinemático de una máquina que, flotando sobre un mar de elementos primitivos, sería capaz de ensamblar una copia de sí misma. Este modelo cinemático fue más tarde abandonado a favor de un modelo sin partes, basado en la noción de autómata celular. En cualquier caso, Von Neumann concluyó que en principio es posible construir máquinas que puedan reproducirse a sí mismas. Estos intentos de Von Neumann fueron luego continuados por otros. En 1970, John Conway usó un tipo muy simple de autómata celular para diseñar un juego de vídeo llamado Life (Vida), que transcurre a base de pasos discretos en la pantalla del computador. Eventualmente patrones autorreproductivos aparecen en la pantalla y empiezan a proliferar. Otros desarrollos, desde los algoritmos genéticos hasta los programas de «vida artificial», proceden de la misma fuente. De todos modos, los patrones de píxeles o los programas informáticos solo están vivos en un sentido metafórico, o al menos eso piensan casi todos los biólogos.

4) La definición de la vida en términos de complejidad. El problema estriba en que carecemos de una medida satisfactoria de la complejidad, en general, y de la complejidad de los organismos, en particular. Uno podría pensar, por ejemplo, en medir la complejidad de un organismo por la longitud de su genoma (es decir, por la longitud de la secuencia de bases o letras que codifican su información genética), pero los resultados de esta medida no siempre corresponden con nuestras intuiciones. Algunos anfibios tienen más DNA por célula que los mamíferos (incluidos nosotros). Las cebollas tienen cinco veces más DNA por célula que los humanes, ¡y los tulipanes, diez veces más!

Desde luego, la mera longitud del DNA es un indicador muy tosco de la complejidad. Tampoco tenemos una noción precisa de la complejidad en general. La medida matemáticamente más refinada es la de Kolmogorov: la complejidad de una secuencia es la longitud del mínimo programa que la genera (en cierta máquina universal de Turing estandarizada). Así, las numerosas partes repetitivas del llamado «DNA basura» que comprende la mayor parte del genoma de muchos organismos pueden ser en gran medida descontadas, pues pueden ser generadas por un programa relativamente corto. La reciente secuenciación de los genomas de varios organismos nos podría permitir intentar medir su complejidad de Kolmogorov, pero la tarea no tiene nada de trivial, pues se trata de una función no computable en general. En cualquier caso, esta medida no se ha computado todavía, y, si llega a hacerse, nada nos asegura que vaya a corresponder a nuestras expectativas. Según la medida de Kolmogorov, los sistemas más complejos no son los seres vivos (parcialmente simétricos y repetitivos), sino los completamente caóticos, como la «nieve» de la pantalla del televisor no sintonizado.

5) La definición evolutiva de la vida: está vivo cuanto evoluciona por selección natural. Por ejemplo, en palabras de Francis Crick, «hay un criterio útil de demarcación entre lo vivo y lo no-vivo. ¿Está operando la selección natural, aunque sea de un modo muy simple? En caso afirmativo, un evento raro puede hacerse común. Si no, un evento raro se debe solo a la casualidad y a la naturaleza intrínseca de las cosas»². En efecto, Crick señala una propiedad fundamental de la vida: la de preservar los trucos improbables y milagrosos, si estos resultan eficaces (para sobrevivir y reproducirse). Por eso la teoría darwinista de la evolución es la mejor explicación científica de la asombrosa variedad y adaptación de los seres vivos. Las fuerzas creativas del azar (la mutación de los genes, la recombinación sexual, la deriva genética) fraguan una inmensa variedad de fórmulas o propuestas, que son luego seleccionadas por el filtro implacable de la selección natural.

De todos modos, también aquí se da la dificultad de que algunas de las cosas que evolucionan por selección natural no están vivas. Manfred Eigen ha aplicado con éxito las nociones de la teoría darwinista de la evolución por selección natural a la evolución prebiótica (anterior a la vida, por definición) de las macromoléculas orgánicas. Lo mismo puede decirse de los procesos de selección clonal en el sistema inmunitario. Richard Dawkins ha aplicado la teoría darwinista a la evolución cultural de los memes (o rasgos culturales elementales), y David Hull, a las teorías científicas mismas. Los teóricos de la vida artificial han aplicado la teoría evolutiva a ciertos algoritmos, programas y patrones desarrollados en computadores. Por otro lado, la vida propiamente dicha que conocemos en este planeta no solo evoluciona por selección natural, sino que también otras fuerzas o factores, como las mutaciones aleatorias y la deriva genética (evolución neutral), desempeñan un importante papel.

Otra dificultad suplementaria estriba en el hecho de que, hasta ahora, nadie ha sido capaz de formular una axiomatización satisfactoria de la teoría darwinista de la evolución por selección natural. Mary Williams, Elliott Sober y David Hull, entre otros, han hecho importantes aportaciones a esa tarea, pero una axiomatización satisfactoria de la teoría todavía no existe.

Si alguna vez logramos hacer precisa la noción de evolución por selección natural mediante una adecuada axiomatización, nos tropezaremos con otro problema distinto. Según el teorema de Löwenheim-Skolem, si una teoría (formalizable en la lógica de primer orden) es consistente, entonces tiene una realización en el conjunto de los números naturales y de las funciones numéricas. Por lo tanto, si nuestra teoría de la evolución es consistente, entonces uno de los sistemas que evolucionan por selección natural es cierta estructura matemática cuyo universo es un conjunto de números naturales y cuyas relaciones y funciones son todas numéricas. Sin embargo, no estamos inclinados a decir que una estructura matemática esté viva.

En resumen, ninguna de las definiciones consideradas de vida en general es satisfactoria. Quizá podríamos juntar todas las características propuestas y decir: algo es un ser vivo si y solo si es complejo, está en desequilibrio termodinámico, metaboliza, se reproduce y evoluciona por selección natural. En cualquier caso, no parece posible caracterizar la vida en general mientras no conozcamos más que un tipo muy especial de vida, la vida tal y como se da en el planeta Tierra. Lo que necesitamos es adquirir conocimiento sobre otros tipos de vida que pueda haber en el Universo.

CIENCIA TEÓRICA Y CIENCIA HISTÓRICA

El azar (la contingencia) y la regularidad (la necesidad) son como la trama y la urdimbre del tejido de la realidad. Eventos aleatorios de tipo cuántico a nivel microfísico producen minúsculos efectos macroscópicos, a veces magnificados en su amplitud por los procesos de caos determinista³. Aunque las leyes de la física y de la química describen regularidades universales, su validez es compatible con una infinita variedad de posibles cursos de eventos. También las leyes del tránsito rodado son a la vez obligatorias y compatibles con una gran multiplicidad de trayectos distintos. Los efectos de la regularidad pueden ser explicados y predichos, pero los resultados del azar solo pueden ser explorados y registrados. No todo tiene que ser como es. Muchas cosas simplemente resultan ser así, y podrían haber sido de otra manera.

Según Aristóteles, solo hay ciencia de lo universal, de lo regular y recurrente. Las indagaciones sobre lo particular, sobre lo individual y contingente, son meramente historia. Él mismo llamó a sus estudios zoológicos «historia de los animales» (Perì ton zoion historíai). Ese sentido de la palabra ‘historia’ ha sido preservado en la expresión historia natural. Por eso los museos de historia natural coleccionan multitud de especímenes individuales procedentes de los dominios de las ciencias históricas (biología, geología, astronomía, antropología cultural).

El rol de la teoría en la ciencia se ha enfatizado hasta tal punto que corremos el peligro de ofrecer una imagen distorsionada de muchas áreas de investigación, haciéndolas aparecer más cargadas y dependientes de teorías de lo que actualmente son. Sin embargo, una gran parte (de hecho, la mayor parte) de la investigación científica es de tipo histórico. Por ejemplo, casi todo lo que hemos aprendido sobre el sistema solar es producto de la indagación histórica y no podría haber sido deducido de ninguna teoría concebible. Es cierto que las trayectorias de los planetas pueden ser inferidas a partir de otros hechos históricos mediante la mecánica newtoniana, pero la gran mayoría de las cosas que sabemos acerca de los planetas —incluyendo cuántos planetas hay, cuáles tienen anillos o satélites, y cuántos, y todo lo referente a su composición química, su campo magnético, su atmósfera y su relieve superficial, como cráteres, volcanes y cañones— son hechos brutos que hemos averiguado por exploración histórica (por observaciones con los telescopios o por misiones llevadas a cabo mediante sondas espaciales armadas de cámaras y detectores) y no por deducción teórica.

Estadísticas o deterministas, las leyes de la física y de la química tienen pretensión de validez universal. Que nosotros sepamos, nunca ocurre lo prohibido por ellas. Las regularidades establecidas en los laboratorios terrestres pueden ser extrapoladas al resto del Universo, al menos en primera instancia. Este carácter universal de la física y de la química contrasta con el carácter parroquial de la biología. Los átomos de las estrellas lejanas son del mismo tipo que los átomos terrestres, los descritos en la tabla de Mendeleiev. Pero no tenemos razón alguna para pensar que los seres vivos que pueda haber fuera de la Tierra se parezcan a los seres vivientes de nuestro planeta. Nuestra química es aplicable a cualquier rincón de la Vía Láctea, pero nuestra biología no.

Desde Carl Sagan hasta Richard Dawkins, muchos científicos han lamentado el provincialismo de nuestra biología, limitada al estudio de los organismos que (en gran parte por casualidad) han evolucionado en nuestro planeta Tierra. La vida en la Tierra es un individuo, no un universal. Nuestra biología es la biografía de ese individuo. Y las biografías no son extrapolables. Quizá las dificultades antes reseñadas con la definición de la vida tienen que ver con el hecho de que la única vida que conocemos es la vida en la Tierra, y la vida en la Tierra no es un concepto, sino un nombre propio.

Muchos rasgos intrincados compartidos por todos los organismos vivos de la Tierra no son consecuencias de las leyes de la física ni de constreñimientos químicos o estructurales. La única explicación de su presencia ubicua en los seres vivientes de la Tierra es que esos rasgos han sido heredados de un antepasado común. Todas las criaturas vivas de nuestro planeta descienden de un ancestro común. Por eso compartimos muchas características, desde la química básica de las moléculas orgánicas disueltas en agua hasta el código para traducir la información contenida en los ácidos nucleicos en estructura de las proteínas. No sabemos cuáles de estas características resultan de regularidades universales y cuáles otras son simplemente accidentes surgidos al azar y transmitidos por herencia de una generación a otra. Quizá nuestra biología tiene una parte general o teórica, válida en todas partes, y otra parte meramente histórica y descriptiva, válida solo en la Tierra. Pero incluso si esto fuera así, sería imposible separar ambas partes, mientras nuestro conocimiento de la vida se limite al planeta Tierra.

Cada biosfera es un individuo vivo y cohesivo. Solo el conocimiento de muchas biosferas diferentes nos permitiría separar los rasgos universales de la vida (debidos a constreñimientos físicos) de las contingencias aleatorias de la vida en la Tierra. Solo entonces tendríamos una biología teórica insertada en la física, y no simplemente la descripción histórica (la biografía, por así decir) de un individuo particular. Y solo en ese caso podrían tener algún sentido nuestras vagas discusiones sobre la probabilidad de la vida extraterrestre o incluso sobre la probabilidad del origen de la vida en la Tierra misma. En efecto, las probabilidades se asignan a conjuntos de casos, no a casos singulares.

¿Es la vida un chiste cósmico o un imperativo cósmico? ¿Es la vida una rara excepción en un Universo abiótico o una ocurrencia frecuente en un Universo hormigueante de vida? Muchos biólogos (como Ernst Mayr) piensan que el origen de la vida en la Tierra fue un evento aleatorio, feliz y sumamente improbable, casi un milagro, mientras que otros (como Christian de Duve, autor del libro significativamente titulado Vital Dust: Life as a Cosmic Imperative) mantienen la posición contraria. Iris Frey ha llamado a esos grupos el «campo del casi milagro» y el «campo de la ley». Esta discusión no puede dirimirse con argumentos y consideraciones a priori. Ambas hipótesis son compatibles con las leyes de la física y solo la futura observación de formas de vida en planetas de otras estrellas podrá zanjar la cuestión.

BASES MATERIALES ALTERNATIVAS PARA LA VIDA

La vida que conocemos, la vida en el planeta Tierra, es una forma de vida química, basada, por lo tanto, en la fuerza electromagnética. ¿Hay vida basada en otras fuerzas? Toda la química (la estructura de las moléculas y la dinámica de las reacciones) se explica completamente por las interacciones electromagnéticas entre los átomos. Las tres fuerzas fundamentales de la naturaleza son la interacción nuclear fuerte (responsable de la cohesión interna de los núcleos atómicos y del confinamiento de los quarks en bariones), la fuerza electrodébil y la fuerza de la gravitación. A temperaturas normales⁴ la fuerza electrodébil se manifiesta como dos fuerzas distintas: la interacción electromagnética y la interacción nuclear débil (responsable, por ejemplo, de la desintegración radiactiva beta). A la escala de las moléculas la interacción electromagnética es la fuerza dominante, casi 10⁴⁰ veces más poderosa que la gravitación⁵. Nuestra biología es molecular, está gobernada por el electromagnetismo. ¿Son concebibles otras posibilidades?

Aunque nadie ha sugerido formas de vida basadas en la interacción nuclear débil, Frank Drake ha imaginado cómo una forma de vida muy diferente podría estar basada en la interacción nuclear fuerte. Pensaba en vidas extremadamente rápidas y cortas (de quizá 10–15 s) de núcleos muy pesados en intensa interacción mutua en la superficie de estrellas de neutrones. Goldsmith y Owen han sugerido una forma de vida basada en la fuerza gravitacional, en que galaxias enteras alcanzan la condición de vivientes. La dificultad aquí estriba en que las interacciones entre las estrellas serían tan lentas que el sistema entero requeriría para su evolución hacia la vida un tiempo mayor que la edad del Universo. Incluso respecto a la vida basada en el electromagnetismo, Fred Hoyle ha imaginado una enorme nube intergaláctica alimentada por la luz de las estrellas y coordinando la conducta de sus partes mediante señales de radio. Desde luego, todas estas extravagantes posibilidades tienen más que ver con la ciencia ficción que con la ciencia a secas, pero algo así de raro no puede ser excluido a priori. En ausencia del constreñimiento de los datos empíricos, no hay manera de embridar la fantasía.

A partir de ahora limitaremos nuestras especulaciones a las formas químicas de vida en la superficie de planetas.

Más del 95 por 100 (en peso) de la materia viva está compuesta por los cuatro elementos: hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno. Estos son cuatro de los seis elementos más abundantes en el Universo; los otros dos son los gases inertes helio y neón, que no forman compuestos químicos. El alto porcentaje de agua en todos los organismos explica su elevado contenido en hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, el carbono y el nitrógeno son relativamente raros en la Tierra; en cualquier caso, más raros que el hierro, el silicio o el magnesio, que son (junto con el oxígeno) los elementos más abundantes en la corteza terrestre. Desde este punto de vista nos parecemos más al Universo en general que a nuestro propio planeta. En cualquier caso, la abundancia cósmica de elementos químicos no constituye impedimento alguno a la prevalencia de la vida en el Universo.

CARBONO Y SILICIO COMO UNIDADES ESTRUCTURALES

La vida tal como la conocemos en la Tierra se basa en los compuestos de carbono. La presencia prominente del carbono en la materia viva se debe tanto a la singular capacidad de los átomos de carbono para formar moléculas largas, intrincadas y complejas, aptas para almacenar gran cantidad de información y para catalizar todo tipo de reacciones, como a su capacidad para formar con el nitrógeno y el oxígeno enlaces químicos robustos, pero rompibles, combinando así estabilidad con aptitud para reaccionar con otras moléculas.

Algunos científicos piensan que cualquier forma de vida que pueda haber estará basada en el carbono. El carbono es un elemento muy versátil. Puede combinarse con cuatro átomos de hidrógeno (el máximo que un átomo puede aceptar) para formar una molécula estable, el metano. Ya hemos mencionado la capacidad del carbono para formar moléculas largas y complejas. Ningún otro elemento químico es comparable al carbono por la variedad y complejidad de los compuestos que puede formar. El oxígeno solo se puede combinar de dos maneras con el hidrógeno, dando lugar al agua (H₂O) o al agua oxigenada (H₂O₂). El nitrógeno solo se puede combinar de dos maneras con el hidrógeno, dando lugar al amoniaco (NH₃) o a la hidracina (N₂H₄). Por contraste, el carbono se puede combinar de muchos modos diferentes (nadie sabe cuántos) con el hidrógeno. El carbono forma millones de compuestos diferentes conocidos, lo que da idea de la inmensa variedad de su comportamiento químico. Algunos de esos compuestos de carbono constituyen la materia prima de la que está hecha la vida tal como la conocemos en la Tierra.

A veces se ha sugerido el silicio como una alternativa al carbono en una posible bioquímica alienígena. En efecto, el silicio se combina también con cuatro átomos de hidrógeno, pero da lugar a un número escaso de moléculas capaces de almacenar información. Las moléculas biológicas necesitan ser lo suficientemente estables como para que los enlaces químicos que las mantienen unidas no se rompan en cuanto se eleve un poco la temperatura. El enlace entre dos átomos de silicio es solo la mitad de fuerte que entre dos átomos de carbono. Además, y como señaló Carl Sagan, el equivalente silícico al dióxido de carbono (CO₂), el dióxido de silicio (SiO₂), que es el principal componente de la arena y del vidrio, es un sólido, no un gas, en las superficies de los planetas. Esto podría constituir una dificultad grave para el desarrollo de un metabolismo basado en el silicio. De todos modos, no puede excluirse a priori la posibilidad de formas de vida basadas en el silicio.

AGUA Y AMONIACO COMO DISOLVENTES

La vida que conocemos se basa no solo en el carbono como elemento estructural, sino también en el agua como disolvente. El agua líquida proporciona un medio estable en el cual las moléculas orgánicas pueden disolverse e interactuar. Las moléculas de la vida necesitan agua para formarse y las enzimas para desplegarse. Las reacciones vitales tienen lugar en el agua, sus ingredientes son transportados en el agua y sus desechos son eliminados a través del agua. Los seres vivos de nuestro planeta nadan en agua o, si se han adaptado a la vida en tierra firme, llevan consigo el agua que necesitan. De hecho, la vida se adapta a cualquier ambiente, por hostil que parezca, mientras haya agua en estado líquido. Hay organismos adaptados al hielo de la Antártida (que contiene gotas de agua líquida), a los géiseres o a las fuentes termales de agua sulfurosa que surgen en el fondo del océano a tres mil metros de profundidad. Los seres vivos (bacterias o humanes) son agua en un 70 por 100 (de su peso)⁶.

Procesos de vida alienígena podrían utilizar disolventes distintos del agua. Obviamente, un disolvente tiene que poder disolver otros compuestos químicos. Como candidatos alternativos plausibles se han sugerido el amoniaco líquido (NH₃), el alcohol metílico (CH₄O) y el fluoruro de hidrógeno líquido (HF). El agua tiene una capacidad mucho mayor que el amoniaco o el alcohol metílico para admitir otras moléculas en solución. El fluoruro de hidrógeno podría aproximar esa capacidad disolvente del agua, pero la abundancia cósmica del flúor es escasa. Un buen solvente debería ayudar a los organismos a regular su temperatura. Una alta tensión superficial (la tendencia a formar gotas) también sería favorable para la evolución de las células. La tensión superficial del agua es el doble que la del amoniaco y el triple que la del alcohol metílico. Desde todos estos puntos de vista, el agua es el mejor disolvente.

Con un cierto provincialismo hidrófilo, solemos definir la «zona habitable» en torno a una estrella como el abanico de distancias (desde la estrella) dentro del que puede haber agua líquida en la superficie de un planeta. Por eso estamos tan interesados en saber si hay o ha habido agua en Marte (o en el satélite joviano Europa, que, aunque está fuera de la zona habitable, podría tener agua líquida bajo su capa de hielo). Para ser útil en otros planetas, un disolvente debe permanecer en fase líquida en un amplio abanico de temperaturas típico de las superficies planetarias, de tal modo que las variaciones de temperatura en esos planetas no lo hagan congelarse o hervir. El amoniaco sería un mal disolvente en nuestro planeta, pues no es líquido a las temperaturas habituales en la superficie terrestre. Sin embargo, en planetas muy fríos, donde el agua está permanentemente congelada, otros disolventes, como el amoniaco, podrían dar lugar a otro tipo distinto de bioquímica. En efecto, el amoniaco es líquido entre 195 K (= –78 ºC) y 249 K (= –24 ºC), mientras que el agua solo se licua a los 273 K (= 0 ºC). Todavía mejor, desde esta perspectiva, es el alcohol metílico, que permanece líquido entre los 179 y 432 K. A bajas temperaturas, ciertas clases de moléculas requieren muy poca energía de activación para reaccionar químicamente, pero no las conocemos bien. En resumen, aunque el agua es un disolvente excelente, hay alternativas al agua y algunas de ellas podrían resultar superiores en ambientes muy diferentes (por ejemplo, mucho más fríos).

POLÍMEROS

Dejando de lado otras posibilidades más exóticas de vida química, consideremos a partir de ahora solo formas de vida basadas en el carbono como elemento estructural y en el agua como disolvente, tal y como ocurre en la Tierra.

La mayor parte de las moléculas de la vida son polímeros, cadenas complejas que tienen como eslabones unas moléculas orgánicas bastante simples llamadas monómeros. Entre los polímeros se cuentan las proteínas (hechas de aminoácidos), los ácidos nucleicos (compuestos de nucleótidos) y los polisacáridos (hechos de monosacáridos). Las moléculas orgánicas son muy comunes en el Universo. Se han encontrado en los meteoritos carbonáceos caídos en la Tierra y sus huellas aparecen en el espectro de la luz que atraviesa las grandes nubes de gas y polvo de nuestra galaxia. La mayor parte de los monómeros que componen los polímeros de la vida en la Tierra han sido ya sintetizados en el laboratorio a partir de moléculas muy abundantes en el espacio exterior.

El último ancestro común de los organismos de este planeta ya poseía un sistema dual de ácidos nucleicos para el almacenamiento de la información y la replicación, y de proteínas para todo lo demás, incluida la catálisis de la replicación de los ácidos nucleicos. Este sistema es interdependiente en el sentido de que los ácidos nucleicos no pueden sintetizarse sin la ayuda de ciertas proteínas, mientras que estas no pueden ensamblarse sin las instrucciones contenidas en los ácidos nucleicos. Este rompecabezas ha llevado a los científicos a postular sistemas de vida diferentes y más simples en el origen de la vida.

Actualmente el modelo del origen de la vida más en boga es el de un mundo previo de RNA, en el cual el RNA autocatalítico desempeñaría ambas funciones a la vez. Los experimentos han mostrado que ciertos tipos de RNA que ocurren en la naturaleza, llamados ribozimas, podrían actuar como sus propios enzimas. Por tanto, podrían haber sido los precursores de los modernos organismos duales, basados en el DNA. Los ribozimas que se dan en la naturaleza no son muy versátiles, pero en el laboratorio se han producido versiones perfeccionadas. Una es el RNA piranosol (pRNA), que incorpora un tipo diferente de ribosa. Otra es el ácido nucleico péptido (PNA), un polímero de diseño que combina rasgos de las proteínas (la «columna vertebral» o soporte) y de los ácidos nucleicos (las bases o nucleótidos de las cadenas laterales). El PNA, que es una molécula mucho más simple que el RNA, tiene además la doble capacidad de autorreplicarse y de catalizar reacciones. Leslie Orgel y otros piensan que algo así como un PNA simple vino primero, siendo luego sustituido por el RNA autocatalítico, para finalmente dar lugar al sistema dual con DNA y enzimas proteicas, que es el único que se ha perpetuado hasta nuestros días.

Dejemos ahora de lado otras posibles moléculas orgánicas (como el PNA) y consideremos solo formas de vida muy similares a la nuestra, construidas con proteínas y ácidos nucleicos.

AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

Los aminoácidos son los componentes estructurales o monómeros de ese tipo especial de polímeros que son las proteínas. Estos monómeros se llaman aminoácidos porque (con una excepción, la prolina) todos contienen un grupo amino (–NH₂) y un grupo carboxilo (–COOH). Todos los aminoácidos están construidos de acuerdo con el mismo diseño básico: un átomo de carbono central, enlazado con un grupo amino, un grupo carboxilo, otro átomo de hidrógeno y un grupo variable, llamado cadena lateral. La cadena lateral es específica del aminoácido de que se trate y le confiere sus características peculiares. El resto es idéntico en todos los aminoácidos.

Las proteínas constan de una «columna vertebral» de esos elementos repetitivos de los aminoácidos, engarzados entre sí mediante enlaces péptidos, y de la consiguiente serie de cadenas laterales distintas. Cada proteína está plegada y doblada de una intrincada forma tridimensional, que le permite llevar a cabo su función catalítica o estructural. Las proteínas se ensamblan en el citoplasma mediante los ribosomas, siguiendo las instrucciones genéticas aportadas por el RNA mensajero como secuencias lineales de aminoácidos. La secuencia lineal unidimensional determina el pliegue tridimensional de la proteína, que a su vez determina sus funciones.

Hay una inmensa variedad de aminoácidos posibles, tantos como cadenas laterales orgánicas. Por lo tanto, resulta sorprendente que tan solo veinte tipos distintos de aminoácidos sean usados por la vida en la Tierra para fabricar proteínas. Existen muchos otros tipos de aminoácidos y algunos pueden encontrarse incluso dentro de la propia célula.

En 1952 Stanley Miller y Harold Urey realizaron el primer experimento que pretendía reproducir las condiciones prevalentes en la Tierra cuando se originó la vida. Reprodujeron en un matraz una «atmósfera» consistente en una mezcla de vapor de agua (H₂O), metano (CH₄), amoniaco (NH₃) e hidrógeno (H₂), sometida a frecuentes descargas eléctricas (los «rayos»). El experimento produjo dentro del matraz muchas moléculas orgánicas, incluyendo varios aminoácidos encontrados en las proteínas, como la glicina o la alanina, pero también muchos otros aminoácidos no encontrados en las proteínas, como la norvalina o la sarcosina. Más tarde (en 1969) el análisis de un meteorito carbonáceo que había caído cerca de Murchison (Australia) mostró que contenía 52 aminoácidos diferentes, la mayoría de los cuales eran de tipos ausentes en las proteínas.

Todos los aminoácidos, excepto la glicina, son asimétricos en torno a su átomo de carbono central, por lo que tienen quiralidad o simetría especular, como la mano (kheir, en griego). Cada aminoácido puede presentarse en dos versiones: levógiro o dextrógiro, de mano izquierda o derecha. Los compuestos abióticos presentan el mismo número de aminoácidos dextrógiros que levógiros. Los aminoácidos que se obtienen en los experimentos de tipo Miller-Urey y los aminoácidos hallados en los meteoritos son de quirilidad mixta, en torno al 50 por 100 de izquierda y el otro 50 por 100 de derecha. Sin embargo, todos los aminoácidos usados por la vida en la Tierra (con la excepción de la glicina, que carece de mano) son levógiros, nunca dextrógiros. La quiralidad izquierda de los aminoácidos biogénicos surgió presumiblemente al azar y fue preservada por herencia.

En la vida alienígena las proteínas podrían estar hechas de otros tipos de aminoácidos que en la Tierra, y el número de aminoácidos entre los que elegir no tendría por qué ser 20: podría ser 15 o 64 o 200. Las proteínas terrestres constan siempre de los mismos 20 aminoácidos. Pero, aun así, una proteína típica, que contenga unos 100 aminoácidos, podría ser hecha de 20¹⁰⁰ (= 10¹³⁰) maneras distintas, produciendo una enorme variedad de proteínas (más que el número de partículas elementales en el Universo observable). No todas las combinaciones de aminoácidos forman proteínas estables y funcionales; muchas no pueden, y se degradan rápidamente. De todos modos, otras muchas combinaciones serían estables, si se usaran, pero los seres vivos de la Tierra nunca las utilizan. La mayoría de los organismos ensamblan y manejan menos de 100.000 tipos de proteínas. La vida en la Tierra es muy selectiva y usa solo una pequeña fracción de las moléculas de que dispone. No sería de esperar que otra forma de vida, incluso si estuviera basada en las proteínas, hiciera exactamente la misma estrecha selección de posibilidades.

NUCLEÓTIDOS, ÁCIDOS NUCLEICOS Y CÓDIGO GENÉTICO

La reproducción con herencia de estructura requiere un sistema de almacenamiento y transmisión de la información. En los organismos terrícolas este sistema se basa en la doble hélice del DNA. El DNA es un ácido nucleico, un polímero compuesto de nucleótidos como monómeros. Otro ácido nucleico es el RNA. En la célula, el DNA almacena la información genética; el RNA la copia, traduce y expresa en forma de proteínas. Cada nucleótido consta de un azúcar (ribosa en el RNA, desoxirribosa en el DNA) y un fosfato, siempre iguales, y de una base nitrogenada distinta, peculiar de ese nucleótido. Ambos ácidos nucleicos constan de una «columna vertebral» de elementos repetitivos (el azúcar y el fosfato), portadores de las diversas bases, cuya secuencia codifica y almacena la información.

Solo hay cuatro tipos de nucleótidos en el DNA. Cada uno de ellos se caracteriza por su distinta base nitrogenada (adenina, timina, guanina y citosina) adherida a su elemento repetitivo. Muchas otras bases diferentes podrían haber sido usadas para formar nucleótidos, pero la vida en la Tierra solo ha elegido esas cuatro. Un código de cuatro letras fue fijado por nuestro último ancestro común y subsiguientemente fue heredado por todos los seres vivos de la Tierra.

El DNA solo se reproduce dentro de la célula y con ayuda de las enzimas de la célula, como un virus. Por lo tanto, ni el DNA ni el virus están vivos en ningún sentido estricto de ‘vida’ que implique autorreproducción. Los seres vivos más simples son las células. Dentro de la célula, el DNA dirige la síntesis de proteínas, que tiene lugar en los ribosomas. Las instrucciones para hacer una proteína están en un gen (un cierto fragmento de DNA). Primero se hace una copia de trabajo del gen en RNA mensajero. Luego se transporta esa copia hasta un ribosoma, donde se ensambla la proteína. La secuencia de bases del RNA mensajero determina la secuencia de aminoácidos de la proteína ensamblada, que a su vez induce el pliegue y estructura tridimensional de la proteína, lo que determina su función.

Dado el alfabeto de cuatro letras del DNA (o del RNA, con uracilo en vez de timina), hay diversas posibilidades de codificar la secuencia de aminoácidos de las proteínas. Con un código basado en palabras de una sola letra (donde cada letra o nucleótido codificaría un aminoácido) solo pueden codificarse 3 (= 4¹– 1) aminoácidos diferentes (teniendo en cuenta que una palabra debe ser reservada como signo de final o stop). Con un código de dos letras podrían codificarse 15 (= 4²– 1) aminoácidos. Con un código de tres letras (como el actualmente usado por la vida en la Tierra) se pueden codificar 63 (= 4³– 1) aminoácidos. Puesto que solo hay que codificar los veinte únicos aminoácidos usados por la vida terrestre para hacer proteínas, este código presenta cierta redundancia. Suele ocurrir que varias palabras diferentes codifican el mismo aminoácido. Así, por ejemplo, las distintas palabras (en RNA) CGU, CGC, CGA y CGG codifican todas el mismo aminoácido, arginina. Y las palabras GCU, GCC, GCA y GCG codifican también todas ellas el mismo aminoácido, alanina⁷.

Supongamos (lo que es mucho suponer) que una forma alienígena de vida tenga la misma constitución bioquímica que nosotros, que almacene la información en una doble cadena de nucleótidos parecida a nuestro DNA y que las moléculas codificadas sean proteínas hechas de los mismos veinte tipos de aminoácidos que componen las nuestras. A pesar de ello, todavía son concebibles diversas variaciones en el ácido nucleico (parecido a nuestro DNA) codificante y en el código mismo usado en la codificación. Incluso si pensamos en un alfabeto de cuatro bases o nucleótidos, las bases elegidas podrían ser otras que las terrestres. Pero el alfabeto no tiene por qué usar precisamente cuatro letras o bases. Podría usar solo dos. Este alfabeto binario sería suficiente, con tal de incrementar la longitud de la palabra o codón de tres a cinco bases, ya que 2⁵= 32 > 20. También podríamos usar, por ejemplo, un alfabeto de cinco letras, en cuyo caso podríamos reducir la longitud de la palabra o codón de tres a dos bases, pues 5²= 25 > 20. Por otro lado, la traducción de codones en aminoácidos podría ser diferente.

La ausencia de redundancia tiene la ventaja de la economía y la desventaja de la fragilidad. Cuanto más redundante es el código, tanto menos económico es, pero tanto más robusto. Qué combinación de economía y robustez resulte óptima es algo que no está definido. El actual compromiso es meramente el resultado histórico de contingencias terrestres; no tiene por qué ser óptimo en ningún sentido.

EL ATP COMO DEPÓSITO DE LA ENERGÍA

Todos los seres vivos están en desequilibrio termodinámico con su entorno y tienen que gastar energía en permanecer vivos. Tienen que gastar energía para hacer funcionar las bombas de las membranas de sus células, para replicar su DNA, para sintetizar la enorme variedad de macromoléculas orgánicas que están siendo ensambladas continuamente, para contraer los músculos, para moverse, para secretar hormonas, para crecer, para reproducirse. Toda esta energía es generada en los procesos de fermentación, respiración o fotosíntesis, e inmediatamente es guardada (ahorrada, por así decir) en forma de ATP (trifosfato de adenosina), un nucleótido con tres fosfatos. La célula invierte la energía obtenida en la operación de enlazar esos fosfatos. Los enlaces fosfoanhídridos entre los fosfatos almacenan la energía ahorrada. Cuando estos enlaces son rotos por hidrólisis, generan energía libre, inmediatamente usable para realizar cualquier tipo de trabajo. Así, cuando se hidroliza el tercer enlace fosfoanhídrido del ATP, se produce ADP (difosfato de adenosina) y energía libre.

El ATP es la moneda energética universal de la vida terrestre. Todos los seres vivos, desde las bacterias hasta los primates, invertimos nuestra recién ganada energía en ATP. Cada célula tiene sus ahorros de energía en su cuenta corriente de ATP. Cada vez que necesitamos hacer algo, nuestras células lo hacen obteniendo la energía libre requerida de su ATP y gastándola en hacerlo. Otras moléculas y mecanismos podrían ser usados para ejercer la misma función. De hecho, y aunque preponderante, el ATP no es la única moneda energética de la vida terrestre. Un papel parecido es desempeñado por el bombeo selectivo de iones de hidrógeno, potasio y sodio a través de la membrana celular. Y otros nucleótidos (como GTP o UTP) comparten en alguna medida el rol del ATP como depósito celular de energía. De todos modos, la prominencia y universalidad del ATP como base energética de todo el metabolismo de la célula solo puede explicarse por la herencia compartida a partir de un ancestro común. Si hay vida fuera de la Tierra, difícilmente puede esperarse que base su economía energética en el ATP en la extensa medida que lo hace la vida terrestre.

LA CÉLULA EUCARIOTA

La mayor diferencia entre los organismos estriba en el tipo de células de que están hechos. Todos los seres vivos terrestres se dividen en procarios (Prokarya) y eucarios (Eukarya), según que consten de una sola célula procariota (pequeña y sin núcleo ni cromosomas) o estén compuestos de una o muchas células eucariotas (grandes y con núcleo y cromosomas). La vida surgió en la Tierra hace unos 3.800 millones de años, poco después de que hubiera acabado el período de inestabilidad producido por el continuo bombardeo inicial de la superficie terrestre por planetoides, meteoritos y cometas. Durante más de mil millones de años todos los organismos eran procarios (bacterias y arqueas). Parece que hace unos 2.500 millones de años se formaron las primeras células eucariotas. Estas suelen ser unas diez mil veces más grandes (en volumen) que las procariotas y tienen una estructura mucho más compleja: su genoma está organizado en cromosomas encerrados dentro de un núcleo separado del resto de la célula por una membrana nuclear; entre la membrana nuclear y la celular está el protoplasma, repleto de una gran diversidad de orgánulos, como las mitocondrias, que producen la energía de la célula. Estas mitocondrias tienen su propio DNA, distinto del DNA de los cromosomas y procedente solo de la madre (en los organismos sexuales).

Poco antes del surgimiento de las primeras células eucariotas, las cianobacterias habían inventado la fotosíntesis y habían empezado a llenar los mares y la atmósfera de oxígeno libre, venenoso para la mayoría de los organismos entonces vivientes, creando así la mayor crisis ecológica de todos los tiempos. Mientras muchos organismos se iban extinguiendo, es de suponer que se ensayarían diversas soluciones desesperadas, en general condenadas al fracaso. Una de ellas, sin embargo, desembocó en la creación de la célula eucariota, seguramente por invasión o fagocitosis de unas bacterias por otras, estabilizada en forma de simbiosis en la que la bacteria grande engullidora proporciona alimento a las bacterias pequeñas engullidas, capaces de generar energía por respiración aerobia, de la que la grande también se aprovecha. Este escenario propuesto por Lynn Margulis y Christian de Duve tiene gran verosimilitud. El hecho mismo de que las mitocondrias tengan su propio DNA indica bien a las claras que descienden de las citadas bacterias aerobias. En cualquier caso, los encuentros aleatorios entre bacterias y los azarosos y mal conocidos procesos de fagocitosis y simbiosis que finalmente desembocaron en nuestras células eucariotas son un paradigma de contingencia irrepetible. Podría no haber habido fotosíntesis. Incluso, de haberla habido, podría haber generado una crisis sin solución, o las soluciones podrían haber venido de procesos distintos o de formas diferentes de simbiosis, y los simbiontes podrían haber sido bacterias muy diferentes de aquellas que dieron lugar a las células eucariotas actuales y a sus mitocondrias, plásmidos y peroxisomas. Así habrían resultado células complejas comparables a las eucariotas, pero distintas. En vez de los protistos, hongos, animales y plantas actuales podrían haber resultado organismos sorprendentes, algo así como animales que se alimentasen de la luz solar o incluso de otra radiación, organismos enormes e inmortales, quién sabe qué. Incluso si suponemos (contra toda plausibilidad) que en otro planeta se haya desarrollado un tipo de vida con nuestra misma constitución bioquímica de carbono, agua, ácidos nucleicos y proteínas, y que en él hayan estado presentes exactamente los mismos tipos de bacterias que existían en la Tierra hace 2.500 millones de años, todavía sería prácticamente imposible que surgieran las mismas células eucariotas, y todavía más imposible que la historia se repitiese y acabasen evolucionando los mismos tipos de organismos que aquí. En definitiva, si hay vida fuera de la Tierra, seguro que será diferente de la que conocemos. Cuáles sean las diferencias es algo que no sabemos y que solo podremos aprender de futuras observaciones.

La sabiduría requiere autoconciencia. Para saber quiénes somos y en qué tipo de Universo vivimos, para decidir si somos milagros únicos o ciclos regulares del devenir cósmico, necesitamos averiguar si hay vida extraterrestre y cuáles son sus características. Pero este tema merece ya de por sí capítulo aparte. Véase, pues, el capítulo 19.

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ORGANISMOS MODÉLICOS

Donde sí sabemos que hay vida es en la Tierra, y la hay en una variedad mareante. Desde las bacterias Thermotoga que se reproducen en la oscuridad absoluta del fondo del océano, en las fuentes de agua casi hirviendo y gases deletéreos donde se separan las placas continentales, hasta los orgullosos cóndores (Vultur gryphus) que cortan el tenue aire de los Andes con sus grandes alas desplegadas, pasando por las enormes, longevas y estáticas secuoyas (Sequoiadendron giganteum), los organismos adoptan las más variadas formas y modos de vida. A pesar de que la vida en este planeta se ha diversificado en millones de especies diferentes, todos los seres vivos estamos emparentados (descendemos de antepasados comunes), y ese parentesco se nos nota: todos estamos hechos de las mismas moléculas, funcionamos mediante los mismos procesos y nos ensamblamos conforme a las mismas instrucciones, registradas en el mismo código. Desde un punto de vista fundamental, tanto da estudiar a un organismo como a otro: los resultados obtenidos en la investigación de un ser vivo con frecuencia pueden extrapolarse a todos los demás. Por eso la investigación se ha ido concentrando en unos pocos organismos, aquellos que por su exiguo tamaño, su simple genoma, su fecundidad reproductiva y su facilidad de manipulación en el laboratorio han acabado acaparando la atención de los biólogos. A este club tan exclusivo solo han logrado entrar una bacteria, un hongo, una planta, un gusano, una mosca y un ratón. Mucho de lo que hoy sabemos de nosotros mismos lo hemos aprendido de ellos.

ESCHERICHIA COLI

Aunque la mayor parte de los seres vivos son bacterias, no tenemos ni idea de cuántas haya ni de cuál sea su variedad, pues ni siquiera la noción de especie les es aplicable, ya que esta implica aislamiento genético de unas especies respecto a otras, y las bacterias practican (mediante la conjugación) la promiscuidad genética más desenfrenada.

Lo que sea un organismo está básicamente determinado por su genoma. El esfuerzo reciente por secuenciar el genoma de los organismos empezó por las bacterias. En 1995 se completó por primera vez el mapeo del genoma de dos seres vivos: las bacterias Haemophilus influenzae, con 1.830.137 bases en su genoma, y Mycoplasma genitalium, con 580.137 bases. Esta última es una de las células más pequeñas y sencillas que se conocen. Tiene solo 482 genes. El 30 por 100 de su DNA está dedicado a la fabricación de la membrana celular, lo que parece confirmar la importancia de las membranas para la aparición de los primeros organismos, que quizá solo fueran un ácido nucleico (RNA) envuelto en una membrana.

De la enterobacteria Escherichia coli se sabe más que de ningún otro organismo, pues constituye el objeto de estudio predilecto de la biología molecular. Vive en el intestino grueso de los animales y es causa frecuente de intoxicaciones alimentarias humanas. Cada uno de nosotros transporta en su interior más bacterias Escherichia que células propias. Se multiplican muy deprisa, produciendo una nueva generación cada veinte minutos. Una única Escherichia produciría (en condiciones óptimas) 144 generaciones en dos días, con lo que la masa de sus descendientes superaría a la del planeta (lo que no es posible, claro). Escherichia fue aislada por primera vez en 1922 a partir de un paciente, y esa cepa (denominada K-12) se convirtió desde 1945 en objeto preferente de investigación bioquímica, genética y molecular. Más recientemente se ha utilizado como fábrica de productos de biotecnología, para obtener insulina humana y otros fármacos.

El genoma de Escherichia coli abarca 4.403 genes, con un total de 4.639.221 pares de bases de DNA. Su mapa genético, llevado a cabo por científicos de Estados Unidos y México, fue publicado en Science en 1997. La representación del genoma de Escherichia ocupaba un desplegable de doce páginas en la revista, indicándose la función de cada gen, si se conoce.

SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Aunque la mayoría de los organismos son procarios (bacterias y arqueas), nosotros mismos somos eucarios, estamos hechos de células eucariotas, grandes y provistas de núcleo y cromosomas, al igual que los protistos, hongos, plantas y demás animales.

Las levaduras (Hemiascomycetae) son una clase de hongos unicelulares, pero con una arquitectura celular compleja típica de los animales y plantas. Aunque en los últimos años se han identificado más de setecientas especies de levaduras, la más estudiada y utilizada en los laboratorios sigue siendo Saccharomyces cerevisiae, la levadura usada para fermentar la cerveza e hinchar el pan. Esta levadura ha sido el organismo más utilizado como modelo para el estudio de la genética molecular de los eucarios. Los procesos fundamentales de la genética molecular de tales organismos (la replicación del DNA, la transcripción, la traducción y su regulación, el procesamiento del RNA mensajero, la reparación del DNA, la producción del propio citoesqueleto, la secreción de proteínas) son realizados por una maquinaria celular básicamente idéntica. Por ello, es conveniente estudiarla en estas levaduras, de fácil manipulación. Las Saccharomyces crecen rápidamente y es fácil aislar sus mutantes. Incluso los genes de los mamíferos se introducen con frecuencia en levaduras para el análisis sistemático de sus productos génicos. Por ello no es de extrañar que la levadura Saccharomyces cerevisiae haya sido el primer eucario cuyo genoma (de unos trece millones de bases) ha sido secuenciado. La secuenciación concluyó en abril de 1996.

ARABIDOPSIS THALIANA

Hay al menos 250.000 especies de plantas angiospermas, pero la atención de los científicos se concentra en una: Arabidopsis thaliana. Esta plantita (pariente de la col) de genoma sencillo crece bien en el laboratorio bajo las lámparas fluorescentes, se reproduce rápidamente y es tan pequeña que miles de ejemplares caben sobre una mesa. Sobre ella se realiza gran parte de la investigación actual en ingeniería genética y desarrollo vegetal.

A finales de 1999 Nature publicó el mapa completo de los cromosomas 2 y 4. Un año después, a finales de 2000, ha concluido la secuenciación del genoma de Arabidopsis. Se trata del primer genoma vegetal conocido. Basándose en los primeros resultados, se estima que el genoma entero consta de unos 25.000 genes (más que los animales Caenorhabditis o Drosophila), distribuidos entre unos 140 millones de pares de bases. El 80 por 100 de los genes están duplicados, lo que parece indicar descendencia de un antiguo tetraploide. Todavía no está secuenciado el maíz, pero se conocen a grandes rasgos algunas de sus características genómicas. En Arabidopsis los genes están muy empaquetados, muy próximos unos a otros; en el maíz, mucho más separados, quizá efecto de la domesticación a lo largo de diez mil años de agricultura. En 2000 la empresa Monsanto ha terminado la secuenciación del genoma del arroz (Oryza sativa) y la ha hecho pública a través del consorcio científico internacional liderado por Japón. El genoma del arroz tiene 400 millones de bases, seis veces menos que el del maíz y 37 veces menos que el del trigo. De todos modos, y a pesar de la gran importancia alimentaria y económica de los cereales, la minúscula Arabidopsis sigue siendo el objeto predilecto de la botánica molecular.

CAENORHABDITIS ELEGANS

Entre los animales más sencillos se encuentran los nematodos. El nematodo Caenorhabditis elegans es como un hilito transparente de un milímetro y medio. Se multiplica bien en el laboratorio y se reproduce en tres días. Crece en la placa de Petri, se conforma con un menú de bacterias y sus interioridades son fácilmente observables a través de su piel transparente.

Por todo ello este gusanito cilíndrico se ha convertido en el modelo predilecto para el estudio del desarrollo animal. El Caenorhabditis elegans adulto contiene exactamente 959 células, de las que 302 son neuronas. Ahora sabemos cuál es la secuencia exacta (idéntica en todos los individuos) del desarrollo embrionario desde el zigoto hasta el individuo adulto y cuáles son las conexiones exactas entre sus 302 neuronas. Este nivel de detalle no lo hemos alcanzado en el estudio de ningún otro animal. Este gusanito sirvió también a Robert Horvitz para descubrir los 16 genes implicados en la apoptosis o muerte celular programada, y está sirviendo ahora de modelo para muchos estudios sobre la migración de células y la formación de estructuras.

En 1998 se terminó la secuenciación del genoma del nematodo Caenorhabditis elegans y en diciembre se publicó en Nature. Es el primer animal del que tenemos un conocimiento genético completo. Resulta tener unos 19.099 genes, más de los que se pensaba. Buena parte del genoma está dedicada al sistema nervioso, a la plasticidad neuronal y al comportamiento, cuyo repertorio se reduce a comer y defecar, copular y poner huevos. Muchos de sus genes son comunes con otros animales, y su función es más fácil de estudiar en el Caenorhabditis, que así puede ser usado como tubo de ensayo para estudiar los genes de otros animales más complejos.

DROSOPHILA MELANOGASTER

Hay varios millones de especies de artrópodos, pero ningún animal ha recibido una atención comparable a la drosófila o mosca del vinagre (Drosophila melanogaster), un insecto fácilmente reproducible y de genoma sencillo (cuatro pares de cromosomas). La drosófila adulta posee un millón de células. Tiene un ciclo de diez días (del huevo inicial a la fase adulta) a temperatura normal.

Ya desde 1910 Thomas Morgan y su grupo de colaboradores (colectivamente conocidos como el grupo de la Drosophila) combinaron la genética mendeliana con la teoría cromosómica y la de las mutaciones, tomando a esta mosca como modelo genético por antonomasia y abriendo así un camino que luego han seguido todos los genetistas del siglo XX. El mismo Morgan obtuvo en 1933 el premio Nobel por su descubrimiento del papel de los cromosomas. Seymour Benzer empezó a identificar los genes que afectan a la conducta (cortejo, apareamiento, aprendizaje...) en la drosófila. En 1995 los tres ganadores del premio Nobel de Fisiología o Medicina fueron galardonados por sus estudios sobre el papel regulador de los genes en embriología, desarrollados (¡cómo no!) observando los resultados de las mutaciones en el genoma de las Drosophila. Los genes homeóticos (o genes hox) que dirigen el desarrollo de muchos animales también han sido descubiertos en la drosófila, cuyo cuerpo está determinado por ocho genes homeóticos adyacentes. Los genes hox determinan la estructura general del cuerpo y su fragmentación. Parece que tienen un origen común en todos los animales. En el ratón se han encontrado los mismos genes hox que en la drosófila. Hay un 71 por 100 de identidad entre las proteínas humanas y las de drosófila. Casi el mismo gen, Pax-6, sirve para hacer el ojo en los vertebrados, los cefalópodos y las moscas, y se expresa igual en el ratón y en la drosófila.

En marzo de 2000 se publicó en Science la secuencia completa del genoma de la mosca Drosophila melanogaster, obtenida por el procedimiento de perdigonada (shotgun) de Celera. La drosófila tiene unos 165 millones de bases. En ella se han identificado 177 de los 289 genes asociados a enfermedades humanas (el 60 por 100). Los insectos (como Drosophila) son celomados, como el humán, y están más emparentados con nosotros que los nematodos (como Caenorhabditis elegans), que son acelomados; los insectos son un modelo animal más próximo a nosotros.

MUS MUSCULUS

Solo hay unas 45.000 especies de craniados. Las que más atención han recibido han sido los ratones (Mus musculus) y ratas (Rattus norvegicus), que han servido de modelo para el estudio de la biología de los mamíferos, así como para el desarrollo de la psicología experimental, sobre todo tras la invención de la caja de Skinner. También ellos tienen la ventaja de ser menudos, fecundos y manejables en el laboratorio.

El linaje del ratón se separó hace solo 100 millones de años del nuestro y casi todos sus genes se parecen a los humanos. Después de la secuenciación del genoma del nematodo Caenorhabditis, de la mosca Drosophila y del primate Homo, el modesto ratón (Mus musculus) se convirtió en el cuarto animal que mereció el honor de un estudio genómico completo. En 1999 el Consorcio público internacional, liderado por los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos, y en plena competición con la empresa Celera, anunció su propósito de concluir la secuenciación del genoma del ratón para 2003, aunque los detalles de la financiación todavía no estaban claros. De hecho, Craig Venter, de Celera, se les adelantó y ya en 2001 presentó la primera secuenciación del genoma del ratón, obtenida por el procedimiento rápido pero poco preciso de la perdigonada (shotgun), en que todo el genoma es secuenciado a la vez. El Consorcio internacional procedió de un modo más lento pero más preciso, analizando cada cromosoma por separado. Finalmente, en diciembre de 2002, publicó en Nature la secuencia completa del ratón, que consta de unos 2.600 millones de pares de bases (frente a los 3.000 millones del genoma humano). La comparación de los diversos genomas está aportando una precisión inédita a los estudios sobre la evolución de la vida y la filogenia de las especies. La mayoría de nuestros genes se encuentran también en otros organismos, y su función puede ser más fácil de estudiar en ellos. El 80 por 100 de los genes humanos tienen un gen correspondiente en el ratón. El 40 por 100 de la secuencia es idéntica en ambos genomas. Incluso genes que en nosotros producen la enfermedad de Alzheimer o el cáncer de páncreas se encuentran en organismos tan remotos como el nematodo Caenorhabditis o la mosca Drosophila.

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EL DESCIFRAMIENTO DEL GENOMA HUMANO

El 2000 quedará en la memoria colectiva como el año en que culminó la secuenciación del genoma humano, un hito crucial como pocos en la historia de la humanidad. Curiosos, excitados y turbados, tuvimos el privilegio de asistir al comienzo de una época preñada de oportunidades y peligros. El desciframiento del genoma es, ante todo, una gran aventura intelectual, una revolución en nuestro autoconocimiento, una redefinición de lo que somos. Como ha señalado Matt Ridley, la lectura del genoma nos dirá más acerca de nuestro cuerpo y de nuestra mente, acerca de quiénes somos y de dónde venimos, que todo lo que la ciencia ha logrado averiguar hasta ahora. En cualquier caso, y sobre todo, con el proyecto Genoma Humano seguimos, aunque con dos mil quinientos años de retraso, el consejo del dios Apolo: «Conócete a ti mismo».

¿Qué es un ser humano? La respuesta está en el genoma. Los misterios de la vida, los secretos de la muerte, los trucos de la supervivencia, heredados de un largo linaje de supervivientes, que se extiende hasta las protobacterias primigenias de hace 3.800 millones de años, todo eso y mucho más está en los genes. Somos repúblicas de células. El genoma —el mismo en todas las células— dice a cada una lo que tiene que hacer y cómo hacerlo. Es el director de la orquesta celular y la partitura de la música de la vida. La célula sabe cómo leer los genes; pero nosotros (hasta hace muy poco), no. Cada triplete de bases codifica un aminoácido. El gen entero, una proteína. El genoma es la biblioteca de la célula. Cada vez que la célula tiene que hacer algo, consulta la biblioteca y copia (en RNA mensajero) el libro o capítulo que le interesa, poniendo luego en práctica sus instrucciones mediante el ensamblaje de las correspondientes proteínas en los ribosomas. En efecto, las instrucciones genéticas conciernen directamente solo a la fabricación de proteínas. Pero estas proteínas pueden ser muy distintas (enzimas, hormonas, anticuerpos, etc.) y producir todo tipo de efectos, desde uñas hasta enfados, pasando por enfermedades y curaciones.

GENOMA HUMANO

El genoma humano (el conjunto de nuestro DNA) consta de unos 3.100 millones de pares de bases, repartidos entre los 23 pares de cromosomas del núcleo de las células humanas. Cada una de nuestras células (excepto los eritrocitos o glóbulos rojos de la sangre) contiene una copia del genoma. Cada gen humano está interrumpido por intrones (zonas no codificantes). Para producir una proteína hay que empezar por «editar» el gen, cortando y apartando los intrones y empalmando los exones (o zonas codificantes) entre sí para generar una «copia limpia» del gen en RNA. Ahora bien, este empalme (splicing) se puede hacer de varias maneras, que dan lugar a proteínas distintas. Además, el gen está normalmente desactivado y solo a veces se activa, generando RNA mensajero y finalmente proteínas. El 98 por 100 del DNA del genoma no codifica proteínas, no forma parte de (los exones de) los genes. Una parte de este DNA no codificante contiene secuencias reguladoras que regulan la expresión de los genes, determinando cuándo se activan y desactivan y cómo se empalman sus exones en el RNA mensajero para dar lugar a una proteína determinada más bien que a otra. Otra parte puede tener funciones que todavía ignoramos. Y otra parte es DNA basura, que actualmente carece de función, aunque se siga copiando mecánicamente. El apenas 2 por 100 del DNA está constituido por (los exones de) los genes.

¿Cuántos genes contiene el genoma humano? Aunque se barajaba la cifra redonda de 100.000, la verdad es que no se sabía. En una reunión de especialistas del genoma celebrada en mayo de 2000 en el laboratorio de Cold Spring Harbor se hicieron apuestas sobre el número estimado de genes humanos. Las estimaciones oscilaron entre los 27.000 y los 200.000, con un promedio de 62.598 genes. Al mes siguiente, la revista Nature Genetics publicó tres estimaciones, que iban de los 28.000 a los 120.000. Parece que al final van a ser unos 23.000 genes, mucho menos de lo que se esperaba y apenas un 20 por 100 más que el número de genes del minúsculo nematodo Caenorhabditis elegans. El número de genes del ratón (Mus musculus) ha resultado ser similar al nuestro. Esta pequeña diferencia ha constituido el último de los descalabros que ha tenido que sufrir el antropocentrismo.

Cada gen está distribuido en porciones dispersas (exones) de la larga molécula de DNA. Aunque la célula los encuentra fácilmente, para los científicos buscar los genes es como buscar agujas en un pajar. Los seres humanos somos genéticamente idénticos en un 99,9 por 100. Las diferencias individuales o polimorfismos se concentran en solo el uno por mil del genoma.

HISTORIA

Aunque el genoma es un libro repetido miles de millones de veces en nuestro cuerpo, que nuestras células consultan continuamente y que nosotros reeditamos mientras vivimos, hasta hace medio siglo ignorábamos su existencia, su idioma y su escritura. En 1953 James Watson y Francis Crick descubrieron su alfabeto. En cinco décadas de arduo trabajo hemos ido descifrando su gramática y aprendiendo a leer. Cuando el visionario Watson lanzó la idea de secuenciar el genoma humano entero, muchos científicos creyeron que era una quimera, una locura y una pérdida de tiempo. Sin embargo, en 1988 convenció al Congreso de los Estados Unidos de que financiara el proyecto, que él dirigió en sus inicios. En 1990, finalmente, se puso en marcha el trabajo de secuenciación, a cargo del Consorcio internacional, sufragado con fondos públicos. El Consorcio internacional fue creciendo y ha acabado agrupando a veinte instituciones de Norteamérica (como el Whitehead Institute, ahora Broad Institute, dependiente del MIT y la Universidad de Harvard, en Boston, o el Genome Sequencing Center de la Universidad de Washington, en St. Louis), Europa (como el Sanger Institute de Cambridge o el Généthon de París), China y Japón. Está liderado por los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) de Estados Unidos y la fundación Wellcome Trust de Gran Bretaña, que han sido, junto al Departamento de Energía de Estados Unidos, sus principales fuentes de financiación. Esta colaboración tenía la doble finalidad de deletrear o secuenciar los 3.100 millones de bases del genoma humano y de localizar y mapear todos los genes humanos. La elaboración de mapas genéticos y físicos del genoma, tarea comparable a la división de un libro en páginas y capítulos, se llevó a cabo en las dos primeras fases del proyecto, que discurrieron al paso tranquilo habitual. En la última fase, espoleados todos por la frenética competición entre el Consorcio internacional y la empresa Celera, se fue al galope y la secuenciación se terminó antes de lo previsto.

Craig Venter, un brillante y ambicioso investigador de los NIH, pretendía solicitar patentes para los trozos de DNA que iba secuenciando. Venter acabó abandonando los NIH y pasando al sector privado, donde fundó The Institute for Genomic Research (TIGR), donde secuenció el primer genoma de un ser vivo, el de la bacteria Haemophilus influenzae. En 1998, Venter creó la empresa Celera Genomics (Celera significa «la rápida») con el objetivo de secuenciar el genoma humano en tres años, mientras que el Consorcio público planeaba emplear siete. No había secuencia que se resistiese a las 300 máquinas secuenciadoras de Celera, a sus potentes computadoras y a su sofisticado software. Venter fue así el primero en secuenciar el genoma de la mosca Drosophila melanogaster, casi ganó la carrera del genoma humano y estuvo a punto de ganar la del ratón, esencial para entender la función de los genes humanos, similares a los del roedor.

El Consorcio público procedía metódicamente, descifrando cada cromosoma por separado, rompiéndolo en fragmentos grandes, averiguando la posición de cada fragmento en el cromosoma, mapeándolo y volviendo a romper (por sonido) cada fragmento grande en otros más pequeños, que finalmente se secuencian por separado en máquinas de secuenciar. Celera procedía de una vez, sin mapa alguno, rompiendo todo el genoma en millones de fragmentos al azar, secuenciando cada fragmento maquinalmente y recomponiendo toda la secuencia original por análisis computacional de los solapamientos entre fragmentos. Es a lo que se llama el procedimiento de la perdigonada (shotgun).

Ya hemos secuenciado el genoma, ya hemos deletreado el libro genético, pero seguimos sin entender lo que dice. Por ahora, solo se sabe cuál es la función de unos pocos genes (unos cuatro mil). Averiguar el significado de todos ellos dará trabajo a los científicos del siglo XXI. Mucho queda aún por hacer: concluir la identificación de los genes; determinar sus varias funciones, que dependen de las diversas proteínas que codifican; entender la maquinaria reguladora de los empalmes alternativos de la copia en RNA de cada gen, que determinan la proteína que se producirá en cada caso; averiguar las condiciones en que se activa o desactiva cada gen; y estudiar sus efectos conjuntos, incluida la producción poligénica de caracteres y conductas complejas. Sabremos qué genes se activan y desactivan cuando nos enfadamos o aprendemos, cuando nos quedamos calvos o nos salen arrrugas, cuando crecen los dedos de los bebés o cicatrizan las heridas. Solo entonces podremos lograr un cabal conocimiento de nuestra propia naturaleza y zanjar rancias polémicas ideológicas sobre lo heredado y lo adquirido con criterios objetivos.

SECRETISMO

El conocimiento científico es un bien público. Si se genera, se difunde, a no ser que se tomen medidas extremas de secretismo militar o privado que impidan su difusión. Los resultados de la ciencia básica típicamente se publican, se hacen públicos, se ponen a la disposición de todos en revistas, libros o bases de datos, incorporándose así al acervo cognitivo de la comunidad científica mundial. Por eso fue muy preocupante la tendencia de algunas instituciones públicas y de las empresas privadas de investigación genómica a ocultar o patentar sus descubrimientos. Las empresas tienen que rentabilizar las inversiones multimillonarias que hacen en investigación, por lo que parece razonable que patenten los fármacos, los chips diagnósticos y otras aplicaciones que se deriven de sus descubrimientos, pero no los conocimientos mismos, ni los genes.

¿Puede patentarse la información del genoma? Watson dimitió de la dirección del Proyecto Genoma Humano en 1992 por su radical oposición a la pretensión inicial de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos de patentar los genes. En 1996, los directores de los principales centros de secuenciación genómica se reunieron en las Bermudas y acordaron mantener el principio de publicación abierta y universalmente accesible de los resultados. La preocupación era tan grande, que en marzo de 2000 el presidente Bill Clinton y el primer ministro británico Tony Blair tuvieron que exigir públicamente el libre acceso de todos los científicos a los datos del genoma humano. El mes siguiente Venter se comprometió ante el Congreso de Estados Unidos a hacer pública su secuencia completa del genoma humano, en versión anotada. Finalmente se llegó al consenso de que los genes y la secuencia no son patentables. Ahora disponemos en Internet de acceso libre y gratuito a la totalidad de la secuencia del genoma humano en su versión última y casi definitiva, así como a todas sus anotaciones, llevadas a cabo por el Consorcio internacional¹. Como ha señalado Francis Collins, la presencia de la secuencia genómica en bases de datos accesibles por cualquiera es «un regalo extraordinario a toda la humanidad». Además, no solo están disponibles en Internet los datos del genoma humano, sino también los del genoma de los demás organismos que han ido siendo secuenciados hasta ahora, lo cual constituye el triunfo final de la apertura informativa en la ciencia genómica.

TERAPIA

Los políticos y empresarios que financian la investigación genómica se han dejado convencer por el señuelo de sus beneficios para la medicina, aunque las promesas de terapia génica para la curación de enfermedades hereditarias todavía no se han materializado. El único resultado práctico ha sido la elaboración de tests genéticos para algunas enfermedades, como la fibrosis cística o la hemocromatosis. La idea básica de la terapia génica consiste en clonar los genes buenos que faltan al paciente, introducirlos en vehículos como los adenovirus y provocar que estos virus infecten sus células, transfiriéndole así el DNA deseado. Pero hay muchos problemas sin resolver. El adenovirus con frecuencia provoca una respuesta inmunitaria que destruye al propio gen introducido. En 1999 el joven Jesse Gelsinger murió de los efectos secundarios de esta reacción.

Dos décadas de intentos de terapia génica no han conducido a resultados tangibles. Sin embargo, es previsible que la medicina basada en los genes, aún verde, despegue en diez años. A partir de entonces se generalizará el diagnóstico mediante biochips de las predisposiciones y enfermedades, se identificarán sus causas genéticas y se desarrollarán terapias personalizadas para prevenirlas o curarlas. Más adelante se secuenciará el genoma del recién nacido y se grabará en un CD-ROM, usado luego por el médico para prevenir, diagnosticar y curar todo tipo de dolencias y para seleccionar los fármacos a la medida del paciente.

DISCRIMINACIÓN

Lo ideal para una compañía de seguros de vida sería poder predecir el momento en que se va a morir el cliente, a fin de ajustar óptimamente la póliza. Y la prima del seguro de enfermedad podría graduarse en función de la previsible evolución del estado de salud del asegurado. Aunque el perfil genético no determine la muerte ni la salud futura del cliente, las compañías de seguros lógicamente se interesan por los tests genéticos. Esto plantea situaciones sociales nuevas, ante las que las intuiciones morales sobre lo justo y lo injusto se disparan en direcciones distintas. Así, mientras muchos estados americanos prohíben la discriminación en los seguros de salud basada en tests genéticos, el gobierno británico ha decidido permitir que las compañías de seguros soliciten la información genética de sus clientes antes de suscribirles una póliza.

También es posible que en el futuro las empresas quieran ver nuestro perfil genético antes de contratarnos, lo mismo que ahora nos piden nuestro currículo o nos someten a una entrevista o a un examen médico. Esto puede tener su lado positivo, contribuyendo a un mejor encaje entre los puestos de trabajo y las personas que los ocupan, pero abre también la puerta a la discriminación de los portadores de los genes que se consideren indeseables. La posibilidad de que estos tests provoquen discriminación (en el empleo o en los seguros) alarmó a los críticos sociales, que, sin embargo, fueron aplacados con el gran plato de lentejas que supone el 5 por 100 del presupuesto del proyecto Genoma Humano, dedicado a bioética. De hecho, y por ahora, se está haciendo muy poco uso de los tests ya disponibles, por lo que todo ha sido una tormenta en un vaso de agua; pero quién sabe lo que nos deparará el porvenir.

EUGENESIA

Hasta ahora los hijos son el resultado de la pura lotería genética. La recombinación del DNA en la producción de los gametos por meiosis hace que cada espermatozoide y cada óvulo tengan una composición genética diferente. Los mismos padres pueden tener hijos muy distintos: unos les colmarían de satisfacciones; otros, de disgustos. El día que los padres puedan elegir, difícilmente elegirán tener hijos con el síndrome de Down o criminales compulsivos. Y, a primera vista al menos, no parece nada claro que el puro azar tenga que ser preferible a la elección.

Pronto se perfeccionará el diagnóstico precoz de los embriones. También se practicará la selección entre diversos embriones fecundados in vitro y analizados genéticamente en el laboratorio, haciendo que solo los embriones elegidos sean implantados y lleguen a término. Se desarrollarán técnicas para interferirse en el zigoto, añadiéndole genes artificiales que compensen sus carencias previamente detectadas. Mucho más adelante, y no antes de cien años, podremos elegir los hijos a la carta. De todos modos, y hablando de genes, en muchos casos es difícil determinar qué es bueno o malo. Un gen para la anemia falciforme (algo malo) induce también resistencia a la malaria (algo bueno). Finalmente, quizá lleguemos un día a diseñar seres humanos (¿o sobrehumanos?) con características distintas y mejores que los actuales, pero eso no lo veremos los que ahora vivimos. Desde luego, esta posibilidad produce vértigo y, el día lejano en que sea practicable, planteará problemas totalmente inéditos y ahora inconcebibles, sobre los que sería ocioso especular.

Según el mito bíblico, la serpiente tentó a Eva, diciéndole: «El día en que comáis del árbol de la ciencia, se abrirán vuestros ojos y os haréis como dioses.» Hemos probado los frutos del árbol prohibido y nuestros ojos se están abriendo. Quizá lleguemos a hacernos como dioses, tomando en nuestras manos el control genético de nuestro destino evolutivo. O tal vez, expulsados del viejo paraíso de la naturaleza inconsciente, nos precipitemos en las tinieblas de lo desconocido. Ahora emprendemos el arduo camino del aprendiz de brujo. Ojalá sepamos transitarlo con los ojos abiertos, alertas a sus peligros y receptivos a sus oportunidades.

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GLORIA Y PROMESA DE LAS CÉLULAS MADRE

Cuando el espermatozoide fecunda el óvulo, la célula resultante, el zigoto, pone en marcha su maquinaria replicativa, dividiéndose en dos células iguales, luego en cuatro, en ocho, y así sucesivamente. Una semana más tarde se ha formado la blástula, una bola hueca de células que acabará dando lugar a la placenta. Pegada a la pared interior de la blástula se forma una masa de células, que contiene las células madre. Estas células madre embrionarias son totipotentes: cada una de ellas, por separado, puede dar lugar a un embrión entero y puede también iniciar cualquier linaje de células de nuestro cuerpo. Las células madre embrionarias son un prodigio de versatilidad: tienen la potencia taumatúrgica de convertirse en cualquier tipo de célula, de tejido o de órgano.

La gloria de las células madre totipotentes es efímera, dura solo unos días, pues esas células troncales enseguida se diferencian en tejidos más especializados. ¿Cómo saben las células madre embrionarias lo que tienen que hacer para acabar convirtiéndose en piel o en sangre, en ojos o pulmones? ¿Qué señales balizan su derrotero? Lo ignoramos, pero ardemos en deseos de averiguarlo. Las aplicaciones médicas prometen ser fabulosas.

A partir de una célula nuestra (y de un óvulo desnucleado) podríamos obtener por clonación embriones y células madre capaces de generar cualesquiera piezas de recambio somáticas que necesitásemos, nuevas células, tejidos y órganos para reemplazar a los deteriorados sin peligro alguno de rechazo inmunológico, pues los injertos tendrían nuestra misma composición genética. Sería posible tratar las enfermedades de Parkinson y de Alzheimer, el derrame cerebral y los accidentes de columna, la esclerosis múltiple y la diabetes. Podríamos sustituir las arterias atascadas por nuevos vasos sanguíneos, renovar el corazón infartado, regenerar la retina y devolver la vista. Si se deja investigar a los científicos, quizá dentro de diez años podamos producir tejidos para injertos. Mucho más adelante podríamos llegar a producir órganos enteros como un corazón, un riñón o incluso un hígado.

La nueva tecnología celular también abre brillantes perspectivas morales. Si aceptamos el riñón que heroicamente nos ofrece nuestro hermano, no dejamos de provocarle una grave mutilación. Por no hablar de los siniestros laboratorios donde mediocres científicos todavía rajan y sacrifican a animales inocentes con la pretensión de trasplantarnos órganos de cerdos, portadores de retrovirus inquietantes. El uso de órganos de un donante ajeno, además de los graves problemas de rechazo inmune que conlleva, tiene un carácter moralmente vidrioso. El ideal moral consiste en no sacrificar ni explotar a ninguna criatura, sino en ser uno mismo autosuficiente, curarse uno con sus propios recursos y sin hacer sufrir a los demás, ser uno su propio donante de órganos y tejidos, sacar las piezas de repuesto que necesite de la clonación de su propio material celular.

Las trabas legales que frenaban la investigación empezaron a aflojarse en el verano de 2000. El 16 de agosto, el gobierno británico apoyó la clonación de embriones con fines terapéuticos y científicos. Una semana después el gobierno americano autorizó el uso de fondos públicos para investigar con embriones y células madre, aunque, en un intento inútil de aplacar al lobby antiabortista, adoptó una normativa de chocante hipocresía. Prohíbe a las instituciones públicas llevar a cabo la clonación de células embrionarias, pero les permite comprarlas a los institutos privados, que sí están autorizados a clonar. Menos mal que en la ciencia americana existe la iniciativa privada, que es la que está llevando adelante la investigación, de la mano de empresas como Geron y Advanced Cell Technology. El peligro estriba en que el secretismo privado impida la difusión de los nuevos descubrimientos y en que las patentes encarezcan las terapias.

Antiabortistas histéricos y obispos dogmáticos se oponen a la investigación con el peregrino argumento de que los embriones serían personas y tendrían alma. El embrión de una semana —en el que se dan las células madre totipotentes— es una bolita de células invisible a simple vista y carente por completo de atisbo alguno de sistema nervioso. Desde luego, no es una persona, pero es que ni siquiera es un animal, pues carece de ánima. Sin sistema nervioso no hay alma, no hay psiquismo, como los científicos reunidos en Roma se encargaron de recordar al Papa en 2000. El embrión carece de alma, de conciencia, de vivencias o sentimientos, es incapaz de sufrir y no merece consideración moral.

Los que se oponen ahora a los avances de la biología son los mismos que condenaron a Copérnico, quemaron a Bruno, encarcelaron a Galileo y trataron de desterrar la teoría de Darwin de las escuelas. No hay que hacerles más caso que a los que despotrican contra el número 13. Lo que necesitamos no son anatemas ni supersticiones, sino una mirada clara y sin prejuicios, una ética basada en la racionalidad y una mejor información científica. Cantemos la gloria de las células madre y bendigamos sus futuribles beneficios. ¡Aleluya!

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CHAPUZAS DE LA EVOLUCIÓN

En el siglo XVIII se puso de moda inferir la existencia de Dios a partir del perfecto diseño de las criaturas. El teólogo William Paley (1743-1805) argüía que, así como el preciso ensamblaje de las partes de un reloj revela un fin (la medida del tiempo) e implica un relojero, así también el consumado mecanismo de cualquier órgano animal delata un propósito claro y un óptimo plan, obra de un diseñador divino. Algunos biólogos evolucionistas han compartido el entusiasmo de Paley por la perfecta adaptación de los organismos, aunque atribuyéndola a la selección natural y no a la Divina Providencia.

El ejemplo favorito de Paley era el ojo de los vertebrados, un instrumento óptico presuntamente perfecto y maravillosamente adaptado a la función de ver. Sin embargo, y como ha subrayado George Williams¹, la organización anatómica de nuestro ojo es el resultado chapucero de una serie complicada de avatares evolutivos, algunos claramente desafortunados (desde un punto de vista ingenieril).

El estrato ópticamente funcional de la retina está formado por los fotorreceptores (bastones y conos), las células sensibles a la luz, que transforman la energía de los fotones que absorben en impulsos nerviosos transmitidos por los ganglios, que acaban convergiendo en el nervio óptico que transmite al cerebro la información recibida en la retina. Una tupida red de capilares sanguíneos aporta el oxígeno y los nutrientes requeridos por los fotorreceptores. Cualquier diseño razonable del ojo exigiría que el estrato de conos y bastones estuviese en la parte alta de la retina, adyacente al cuerpo vítreo transparente, y por encima de los vasos sanguíneos que lo alimentan. Así ocurre, por ejemplo, con los ojos de los calamares. Pero la evolución se mostró chapucera con los vertebrados, en los que la retina está colocada al revés, debajo de las fibras nerviosas y los capilares, que han de ser inútilmente atravesados por la luz antes de impactar en los fotorreceptores. Otra sorprendente chapuza, consecuencia de la anterior, estriba en que el nervio óptico no se forma (como sería de esperar) detrás de la retina, de donde podría ir directamente al cerebro, sino delante, por lo que ha de abrirse paso a través de la retina por un agujero (el disco óptico, correspondiente al punto ciego del campo visual) para pasar al otro lado. Al final todos estos defectos se neutralizan y el ojo funciona, pero no es precisamente un paradigma de buen diseño.

El conducto que lleva el aire a los pulmones se cruza absurdamente en la garganta con el que lleva la comida al estómago, poniendo a los vertebrados en peligro de ahogarse. Los mamíferos machos tienen una temperatura interna demasiado elevada para la normal producción de espermatozoides, por lo que sus gónadas han descendido (filogenética y embrionariamente) desde su ancestral posición interna a la posición externa del escroto. Lo curioso del caso es que al descender se han equivocado de camino, por lo que sus conductos deferentes se han quedado colgados de los uréteres. Aunque los testículos están muy cerca de la uretra, en la que vierten el semen, este se ve obligado a realizar una larga expedición por un conducto innecesariamente largo (medio metro) y tortuoso. Las hembras humanas tienen dificultades para parir y muchos seres humanos tienen dolores de columna porque su esqueleto está más adaptado a la posición cuadrúpeda anterior que al bipedalismo erecto que adoptaron nuestros antepasados hace cuatro millones de años. Nuestro propio cerebro es el resultado de la reutilización para otras funciones de estructuras de orígenes muy distintos chapuceramente yuxtapuestas.

El mundo de la vida es el reino de la contingencia y la historicidad, ayuno de previsión y de propósito. La selección natural no actúa sobre todos los diseños posibles, sino solo sobre algunas variaciones aleatorias de unos pocos esquemas arcaicos. Solo a base de acumular trucos, chapuzas y chiripas logramos los organismos mantenernos provisionalmente a flote. No somos perfectos, pero hemos sobrevivido, aunque sea por los pelos.

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MUERTE E INMORTALIDAD

La célula es el átomo de la vida, el mínimo trozo de realidad viviente. Posee ya todos los atributos y problemas de la vida, empezando por la muerte. Nosotros mismos somos repúblicas de células, y nuestra muerte es función de la suya. La mayoría de las células de la biosfera son bacterias, potencialmente inmortales. Las bacterias pueden morirse de hambre o de accidente, pero no de viejas. Se dividen y subdividen sin parar, siempre tan frescas, sin envejecer nunca ni llegar a un límite prefijado de su existencia.

Alexis Carrel cultivó fibroblastos (células de tejido conjuntivo) procedentes de embriones de pollo, alimentándolas con suero y otros nutrientes. Logró mantenerlas en vida durante treinta y cuatro años, mucho más de lo que vive una gallina. Carrel anunció que las células animales así cultivadas se dividían sin limitación, por lo que eran potencialmente inmortales, como las bacterias. Sin embargo, cuando Leonard Hayflick trató de reproducir sus experimentos bajo condiciones más estrictas de control, se encontró con que las células de embrión de pollo se dividían solo 25 veces, tras lo cual se morían. El suero de pollo con que Carrel alimentaba sus cultivos no estaba bien filtrado y contenía nuevas células de embrión, que rejuvenecían el cultivo. Eliminada esta aportación externa de nuevas células, todas las del cultivo alcanzaban pronto su límite de 25 divisiones y morían. Repetido el experimento con fibroblastos de embriones humanos, se dividen 50 veces y luego se mueren también. En general, cada especie animal tiene un número característico de divisiones celulares (su límite de Hayflick), tras el que sus células se suicidan.

Ya se sabía que en el curso del desarrollo embrionario de los animales muchas células se mueren de un modo ordenado, esculpiendo la forma definitiva del organismo. El renacuajo pierde su cola; el feto, sus membranas interdigitales; el sistema nervioso, las neuronas lanzadas al azar y que no llegan a establecer conexiones útiles. En 1972 Kerr, Wyllie y Currie publicaron un artículo seminal, en el que por primera vez distinguieron claramente entre necrosis y apoptosis. La necrosis es la muerte celular violenta, traumática o accidental, la muerte que viene de fuera, no prevista ni preparada, un asunto sucio y caótico. La célula explota, su membrana se rompe y todo su contenido se vierte al exterior, provocando la afluencia de los linfocitos y la inflamación. La apoptosis, por el contrario, es la muerte programada y organizada, la muerte que viene de dentro, siguiendo las instrucciones del propio genoma, un manual de suicidio limpio, que prevé la autodestrucción ordenada y el empaquetamiento de los restos en paquetes apoptóticos que evitan la inflamación. Tanto las células autosacrificadas en el desarrollo como las que se mueren en cultivo tras alcanzar su límite de Hayflick son casos de apoptosis. Aunque durante una década el artículo de Kerr, Wyllie y Currie pasó casi desapercibido, sus predicciones se han ido cumpliendo. La investigación de la muerte programada ha ido atrayendo a un número creciente de biólogos moleculares.

Todas las células animales están programadas para suicidarse cuando les llega su hora o cuando suena la alarma (por mutaciones irreparables de su genoma o por infecciones víricas). A veces este programa falla y las células se olvidan de cómo suicidarse. Entonces se produce el tumor incontrolable. Varios cultivos de células tumorales de ratones siguen dividiéndose sin parar desde 1907. En 1951 se extrajeron (con fines diagnósticos) unas células del tumor uterino de Henrietta Lacks, una negra americana de treinta años de edad. Ella pronto sucumbió al cáncer, pero sus células tumorales fueron cultivadas por Gey, y todavía continúan dividiéndose furiosamente en laboratorios de todo el mundo; son las conocidas células HeLa. El genoma de Henrietta Lacks es sin duda el más difundido y sus células tumorales han alcanzado la inmortalidad de las bacterias.

Las bacterias son potencialmente inmortales, no están programadas para morir. ¿Por qué lo estamos nosotros? La muerte programada es un invento de la evolución, algo que no existía y fue seleccionado porque tenía ventajas. ¿Qué ventajas tiene la muerte? ¿Para qué sirve? Mientras el único tipo de reproducción fue la sencilla reproducción asexual no fue necesaria la muerte. La muerte programada surgió como consecuencia del desarrollo de esa cosa tan complicada que es la reproducción sexual.

La reproducción sexual es poco eficiente y poco económica desde cualquier punto de vista, pero tiene la gran ventaja evolutiva de ser una fuente inagotable de novedad genética. Los hijos ya no son como los padres; cada nuevo individuo tiene un genoma barajado, único e irrepetible (salvo en los gemelos monozigóticos). El sexo surgió en algunos protistos, como los paramecios, y triunfó en los organismos multicelulares, como los animales. Ciertas células, las germinales, se especializaron en la reproducción. Las demás, las células somáticas, son (desde la perspectiva de la evolución) meros vehículos de los genes. Una vez concluida la reproducción y transmitidos los genes, las células somáticas (es decir, nosotros) son ya equipaje inútil, que ha perdido su función biológica. La muerte es un resultado lateral del sexo. Sexo y muerte, juntos, producen más variabilidad genética que ningún otro sistema biológico conocido. Desde que nos reproducimos sexualmente y nos morimos hay que ver la variedad de formas y soluciones que hemos producido. Ocurra lo que ocurra, alguna de estas formas estará adaptada y sobrevivirá, el problema inédito encontrará su solución. Al menos mientras el Sol, fuente de la vida, no aumente considerablemente su emisión de energía y achicharre a toda nuestra biosfera, lo que acabará pasando, aunque no en el futuro próximo¹.

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MIEDOS INFUNDADOS Y COMPASIÓN FUNDADA

¿QUIÉN TEME A LA CLONACIÓN?

La oveja Dolly (de salud, bien, gracias) quedó preñada en 1998, tras aparearse de forma natural con un carnero. El embriólogo Ian Wilmut había extraído el DNA del núcleo de una célula mamaria de una oveja adulta y lo había introducido en el óvulo desnucleado de otra oveja, obteniendo así por fecundación in vitro un embrión que implantó en una tercera oveja, que en julio de 1996 parió a una cuarta, Dolly, clon o copia genética de la primera. Con esto aprendimos que el material genético de las células diferenciadas adultas puede revertir a la totipotencia indiferenciada que había tenido en su estadio embrionario, algo que antes se dudaba.

Cuando en febrero de 1997 se anunció el nacimiento de Dolly seis meses antes en el Instituto Roslin (de Edimburgo), todo tipo de casandras se rasgaron las vestiduras ante los ominosos peligros que la clonación traería consigo. El presidente Clinton propuso prohibir la investigación en clonación humana, aunque el Congreso no le hizo caso, pues la mayoría de los expertos testificaron en contra. Poco después el físico extrovertido Richard Seed anunció su intención (luego no realizada) de abrir una clínica para parejas estériles y adineradas que deseasen reproducirse por clonación, lo cual volvió a hacer sonar las alarmas e indujo a Clinton a pedir una moratoria de cinco años. El anuncio de Seed (que no es médico ni biólogo) fue prematuro. La técnica desarrollada por Wilmut es muy ineficiente. Tuvo que hacer 277 intentos para conseguir que uno le saliese bien. De todos modos, las técnicas se perfeccionan con el tiempo. Y la reproducción de todos los mamíferos es muy parecida. El día que la clonación de ovejas esté perfeccionada, sin duda podrá aplicarse a seres humanos.

La reproducción por clonación no es noticia: la vienen practicando las bacterias desde hace miles de millones de años. La usan los silvicultores en los viveros para obtener arbolitos por esqueje. Ocurre espontáneamente entre nosotros cada vez que una pareja tiene gemelos monozigóticos. Esos gemelos son más idénticos entre sí de lo que serían los humanos artificialmente clonados, pues a su mismo genoma añaden la misma edad y una más semejante circunstancia. Entre los mamíferos los campeones de clonación son los armadillos, que en cada parto engendran camadas de cuatro a doce gemelos monozigóticos.

Lo que sí es (relativamente) nuevo es la reproducción sexual, mucho más reciente, compleja y engorrosa que la asexual (la clonación). Si solo se tratara de reproducirse, la naturaleza no se habría embarcado en algo tan extravagante. Pero el sexo, antes que mecanismo reproductor, es un generador creativo de diversidad, un barajador y selector aleatorio de genes mediante la recombinación sexual, que da lugar a combinaciones siempre nuevas e inéditas. La clonación, por el contrario, produce individuos genéticamente idénticos, meras copias de sus progenitores. La selección natural actúa sobre la variabilidad genética previamente dada. Si nos reprodujésemos exclusivamente por clonación, esa variabilidad sería mucho menor, lo que frenaría la evolución biológica y nuestra adaptación potencial a cambios imprevistos del entorno. Esto sería un peligro si la clonación reemplazase por completo a la reproducción sexual, cosa totalmente improbable, dado que la segunda es mucho más segura, barata y divertida que la primera.

Uno de los espantajos aducidos por los alarmistas es la posibilidad de que en el futuro a alguien se le ocurra crear un clon de sí mismo como esclavo o cantera de órganos sin rechazo. Aparte de que el trasplante tardaría muchos años en llegar, por lo que no sería práctico, se olvida que el ser humano obtenido por clonación tendría los mismos derechos legales que asisten a cualquier ciudadano. Si alguien (aunque fuese su «padre») le arrancase sus órganos contra su voluntad, acabaría enseguida en la cárcel.

Otro presunto peligro consistiría en que un dictador loco a lo Hitler se dedicase a clonarse a sí mismo furiosamente. Se olvida que un dictador quiere acaparar él mismo todo el poder, y no está claro su interés en crear su propia concurrencia. En cualquier caso, un dictador loco siempre es peligroso, con clonación o sin ella. El Hitler histórico no necesitó de tecnología más avanzada que la de los hornos de gas para producir el holocausto de los judíos. El peligroso era Hitler, no el gas.

Más recientemente, la investigación sobre las brillantes perspectivas terapéuticas de las células madre obtenidas por clonación ha vuelto a desatar la polémica¹. Algunos países han dado vía libre a la llamada clonación terapéutica, mientras prohíben la reproductiva. En realidad, no hay argumentos racionales para prohibir ninguna de las dos. La clonación reproductiva humana sería cara, insegura y nada placentera. Aunque estuviese permitida y la técnica perfeccionada, siempre sería de rara aplicación. De todos modos, si una pareja adinerada pierde en un accidente fatal a su hijo único y queridísimo y decide clonarlo a partir de una de las células de su cadáver todavía caliente y paga los gastos de su propio bolsillo, ¿qué razón tenemos los demás para impedírselo? Ninguna, que yo vea.

¿QUIÉN TEME AL TRANSGÉNICO FEROZ?

Si los organismos transgénicos son los que contienen genes de otras especies incorporados a su genoma, todos los organismos son transgénicos, incluso nosotros mismos, pues tenemos genes procedentes de múltiples especies ancestrales. Todos somos el resultado de una larga cadena de experimentos genéticos aleatorios, algunos tan violentos, chapuceros e intrusivos como los que dieron lugar a la célula eucariota, cuyas mitocondrias aún portan genes de bacterias extrañas todavía por incorporar. La evolución biológica se basa en la interacción de un mecanismo de creación de diversidad con otro de filtro y selección. Nosotros llevamos diez mil años interfiriéndonos en el segundo mecanismo mediante la selección artificial y unos pocos en el primero mediante la ingeniería genética. ¿Hay razón para alarmarse?

Hay tres razones concebibles para alarmarse ante un nuevo alimento: 1) porque represente algún peligro para la salud humana; 2) porque haga sufrir a algún animal sensible, o 3) porque disminuya la biodiversidad de la biosfera.

Las plantas naturales puden contener todo tipo de toxinas y venenos letales. Piénsese en setas como Amanita phalloides o en venenos mortíferos como el curare, usado por ciertos amerindios para emponzoñar las puntas de sus flechas. También las nuevas variedades de plantas transgénicas artificiales podrían tener efectos patógenos, por lo que deben ser sometidas a las pruebas habituales de inocuidad. De hecho, no se conoce un solo caso de planta modificada genéticamente que haya supuesto un problema para la salud humana. Lo que sí ha producido graves y repetidos problemas ha sido la ganadería abusiva, desde la enfermedad de las vacas locas inglesas hasta las dioxinas de los pollos belgas. Pero argumentar a partir de ahí contra las plantas y semillas transgénicas como «comida de Frankenstein» es confundir la gimnasia con la magnesia.

Hay que evitar la crueldad para con los animales, capaces de sufrir como nosotros, y por ello hay que rechazar los establos de concentración y las baterías de gallinas. Sin embargo, las plantas carecen de sistema nervioso y, por lo tanto, no pueden sufrir. Desde este punto de vista de la ética de la compasión no hay límite alguno a la creación de nuevas variedades de plantas por ingeniería genética.

En la perspectiva de la ética ecológica, la conservación de la biodiversidad de nuestro planeta es un valor supremo. El mayor enemigo de la biodiversidad es la agricultura. Cada vez que se rotura un bosque tropical para plantar trigo o arroz o pastos, una comunidad rica y diversa de múltiples especies distintas es brutalmente reemplazada por la monótona uniformidad del cultivo agrícola. De todos modos, también queremos comer. Por lo tanto, hay que sacrificar ciertas tierras, dedicándolas a la agricultura, y conservar la biodiversidad en otras, preservadas en su estado natural. Cuanto más eficiente sea la agricultura, más alimentos podrá producir por hectárea cultivada y tanta mayor superficie natural permitirá conservar. En la medida en que ciertos cultivos transgénicos incrementen el rendimiento agrícola, tanto mejor para la naturaleza. La extensión de esos cultivos en Estados Unidos ha coincidido con una reducción del suelo agrícola y un incremento de los bosques.

En mayo de 1999 un grupo de la Universidad de Cornell anunció en Nature que el maíz transgénico Bt incrementa la mortalidad de la mariposa monarca. Los biólogos inmediatamente manifestaron su escepticismo sobre esos resultados, dado el mal diseño del experimento. No se había hecho ningún estudio de campo, limitándose a forzar a las mariposas a alimentarse de polen de maíz en el laboratorio, cosa que no hacen en la naturaleza. Luego se ha comprobado que la mortalidad de las mariposas monarca se incrementa siempre que se las obliga a comer polen de maíz, tanto si este es «génico» como «transgénico». De hecho, en los últimos años, mientras los cultivos de maíz transgénico Bt se han multiplicado por toda la ruta de la emigración de las mariposas monarca, el número de estas se ha incrementado. El propio equipo de Cornell se ha retractado de sus conclusiones iniciales.

Desde luego, el mundo actual nos ofrece mil motivos de alarma, pero los cultivos transgénicos no parecen ser uno de ellos.

GEMIDOS EN EL LABORATORIO

El conocimiento es un bien y el sufrimiento es un mal. Por ello la curiosidad, que tiende a incrementar el primero, y la compasión, que procura reducir el segundo, son pasiones admirables. En las raras ocasiones en que entran en conflicto, tenemos un problema genuino, que no se puede barrer debajo de la alfombra. Tal conflicto ha existido desde hace más de cien años con la experimentación dolorosa con animales vivos o vivisección.

Claude Bernard, uno de los fundadores de la fisiología experimental, hizo contribuciones decisivas al conocimiento del sistema digestivo e introdujo la idea de homeostasis o equilibrio interno, mostrando que la temperatura interior es regulada por la dilatación y constricción de los vasos sanguíneos, siguiendo instrucciones nerviosas. En 1856 descubrió la presencia de glucógeno (una sustancia parecida al almidón) en el hígado de los mamíferos. Mostró que el hígado podía formar glucógeno a partir del azúcar de la sangre y almacenarlo como reserva, que en tiempos de carencia podía ser reconvertido de nuevo en azúcar. El glucógeno es formado o destruido en proporciones tales que el nivel de azúcar en la sangre permanece constante. Sin embargo, estos resultados fueron obtenidos mediante la repetición (que algunos de sus colaboradores consideraban compulsiva e innecesaria) de experimentos a veces terriblemente dolorosos a los que eran sometidos sin anestesia miles y miles de perros (incluido el de su propia hija), con gran escándalo de su familia, que se compadecía de los animales. Su mujer acabó separándose de él en 1869. Sus dos hijas, como reparación a las barbaridades de su padre con los animales del laboratorio, donaron mucho dinero a las sociedades antiviviseccionistas e incluso fundaron el célebre refugio de Asnières para recoger los perros salvados de la vivisección.

En los últimos treinta años, el desarrollo de métodos alternativos de investigación (como el cultivo in vitro) y el cambio en nuestra consideración moral de los animales (motivado por el progreso en su conocimiento) han llevado a una drástica reducción del número de experimentos con animales, sobre todo con los más parecidos y próximos a nosotros. En Canadá los mamíferos han desaparecido casi de los laboratorios, sustituidos por los peces. En Estados Unidos la difusión de vídeos obtenidos en laboratorios que trabajaban con primates en condiciones intolerables produjo una explosión de indignación en la opinión pública, que condujo en 1985 a que el Senado tomase cartas en el asunto y adoptase medidas legislativas para poner coto a tales abusos. Si los primates son tan buenos modelos nuestros es porque son muy parecidos a nosotros, por lo que la consideración moral que merecen tampoco puede ser tan distinta.

PAPIONES EN GALICIA Y MACACOS EN CATALUÑA

Aunque nuestros parientes más próximos entre los primates no humanos son los chimpancés (que comparten con nosotros más del 99 por 100 del DNA codificante), los que más se nos parecen ecológicamente son los papiones o babuinos (Papio anubis). Mientras los demás hominoides (bonobos, chimpancés, gorilas, orangutanes y gibones) permanecieron en el hábitat ancestral de los primates (las copas de los árboles), los humanes y los papiones lo abandonaron y se adaptaron completamente a la vida terrestre en la sabana. Solo para pernoctar y escapar del peligro de los predadores se suben los papiones a algún árbol cercano, al igual que hacían nuestros ancestros².

Los papiones son los primates no humanos más intensamente sociales. Viven en grupos muy cohesionados de unos veinte a ochenta individuos, dotados de una jerarquía fuerte pero flexible. Los paleoantropólogos suelen tomar esas extensas familias de papiones como modelos para entender la vida social y la conducta de nuestros antepasados, los homínidos primitivos que, como ellos, habían dejado las copas de los árboles por el suelo de la sabana africana. En su libro³ Casi humanos: viaje al mundo de los papiones, Shirley Strum (de la Universidad de California), que ha pasado veinte años entre ellos, los describe como de extraordinaria inteligencia y personalidad, estrategas sociales consumados, siempre haciéndose favores mutuos para ganar amigos y forjar alianzas.

Desde 1997 en el hospital Juan Canalejo de La Coruña se llevan a cabo experimentos de xenotrasplantes de corazones de cerdos a papiones, promovidos y financiados por la empresa inglesa Imutran, interesada en vender sus cerdos transgénicos patentados (provistos de un gen humano, para disminuir el rechazo inmunitario) como fuente de órganos. Los investigadores no tratan de obtener nuevos conocimientos científicos, sino solo de poner a punto una técnica de xenotrasplantes de cerdos a humanes. La mayoría de los médicos considera indeseable ese objetivo por los riesgos que conlleva de transmisión de infecciones inéditas, sobre todo después del susto de la enfermedad de CreutzfeldtJakob. Todos los animales albergan virus endógenos inofensivos y adaptados a su especie hospedante, pero que pueden causar estragos en otras especies. Desde el reciente descubrimiento de que la tragedia del sida se debe a la transmisión de un retrovirus endógeno mutado de ciertos chimpancés a los humanos que los consumieron, diversas instancias, desde la revista Nature hasta el Consejo de Europa, han exigido una moratoria incondicional en los experimentos de xenotrasplantes. Alternativas más atractivas consisten, por un lado, en facilitar los trasplantes humanos y, por otro, en fomentar las líneas de investigación basadas en la obtención de células madre propias por clonación a fin de producir los tejidos y órganos humanos necesarios (incluidos el tejido cardiaco y el corazón) sin problema alguno de rechazo⁴. Es lo que ha decidido hacer el Instituto Roslin de Edimburgo creador de la oveja clonada Dolly, que ha suspendido definitivamente su programa en xenotrasplantes para concentrarse en la más prometedora terapia de las células madre.

Los papiones son capturados en Kenia y expedidos a La Coruña, donde los rajan para introducir en su abdomen un corazón de cerdo, que conectan a su sistema circulatorio, hasta que (al cabo de unos días o semanas) el corazón deja de funcionar, por rechazo inmunitario o por causa funcional, momento en que el papión es sacrificado. Estos experimentos dolorosos y letales con primates sanos e inocentes indignan cada vez más a la opinión pública de los países avanzados, por lo que al final han de ser trasladados a sitios como La Coruña, donde la tradicional indiferencia española para con el dolor animal parece prometer cierta impunidad. Es posible incluso que esos experimentos tengan que interrumpirse porque ninguna compañía aérea quiera ya ser cómplice del asunto. El primer cargamento de 30 papiones fue enviado desde Kenia por Air France en 1997, pero ante el alud de críticas la compañía francesa se negó a repetir la operación. En 1998 la segunda tanda de víctimas tuvo que ser transportada de África a La Coruña vía Moscú por Aeroflot, la única compañía dispuesta a asumir tal tráfico. En 1999 ya ni siquiera Aeroflot estaba por la labor, por lo que el último contingente de 30 papiones capturados esperaba (puede suponerse en qué condiciones) meses y meses cerca del aeropuerto de Nairobi a que alguien se atreva a conducirlos a su aciago destino.

La mala conciencia de los promotores de las investigaciones basadas en la crueldad y el desprecio hacia los otros primates acaba sumiendo a esa actividad en un aire de semiclandestinidad voluntaria. En 1999 Rafael Máñez, el investigador principal del programa de xenotrasplantes, me había invitado —coincidiendo con una conferencia mía en la Casa de las Ciencias de La Coruña— a visitar los papiones y observar sus experimentos, pero a última hora (y muy a su pesar) no pudo mostrármelos, por prohibición expresa de su superior jerárquico en el hospital Juan Canalejo, que piensa que cuanto menos se sepa de lo que allí hacen, tanto mejor. Como si el oscurantismo impuesto por vía administrativa pudiera zanjar una discusión científica y filosófica. La ciencia no está solo en los detalles, sino también en la concepción global y en las actitudes. El especieísmo supersticioso que postula un abismo inexistente entre los humanes y los demás primates, que justificaría una actitud moral radicalmente distinta ante ambos, está en los antípodas de una visión científica del mundo. Y los científicos empeñados en hacer realidad las más peyorativas caricaturas de los detractores de la ciencia prestan un flaco servicio a la causa a la que dicen servir.

No solo en Galicia cuecen habas, también en Cataluña. A fin de evadir la dificultad de importar primates desde fuera de la Unión Europea para prácticas dudosas, un grupo de traficantes estableció una «granja» en Camarles (provincia de Tarragona), a la que trajo nada menos que 600 macacos desde la isla Mauricio, destinados a vivir toda su vida encerrados y a ser vendidos para todo tipo de experimentos poco recomendables. No hace faltar recordar que los macacos son primates muy inteligentes y culturales. La cultura de los macacos japoneses ha sido intensamente estudiada e incluye los inventos de la famosa hembra Imo, una verdadera «Einstein» de los macacos. Con típica torpeza e indiferencia, la Generalitat de Cataluña autorizó la puesta en marcha de la granja en 2002, lo que dio lugar a todo tipo de protestas. Cuando quiso dar marcha atrás y prohibir el campo de concentración de macacos en su territorio, no lo consiguió. En mayo de 2006 el Tribunal Superior de Justicia de Cataluña decidió autorizarlo definitivamente, alegando que se trataría de una mera actividad «ganadera».

En la Roma antigua estaba prohibida la disección de cadáveres humanos, por lo que Galeno tuvo que basar sus investigaciones anatómicas en la disección de macacos de Berbería. El posterior progreso de la anatomía humana se debió a la disección directa de cuerpos humanos a partir del Renacimiento. De todos modos, si durante catorce siglos los médicos que estudiaban la anatomía en las obras de Galeno no se dieron cuenta de que estaban leyendo la descripción del macaco, tampoco debe de ser este simio tan distinto de nosotros. La consideración moral que merecen los otros simios tampoco puede ser tan distinta de la que merece el simio humano.

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MONOD Y LA BIOLOGÍA MOLECULAR

Aunque procedente de una familia de hugonotes austeros, donde los médicos, pastores protestantes, funcionarios y profesores predominaban, el padre de Monod era pintor, oficio sospechoso de frivolidad a ojos de su familia. Era un hombre muy sensible, culto e inteligente, lleno de inquietudes intelectuales y artísticas. Lector de Darwin y Haeckel, creía en el progreso de la ciencia y la sociedad. Fue él quien despertó el temprano interés de Jacques Monod por la biología. La madre de Jacques era americana, de Milwaukee. Por eso Monod, aunque francés de nacimiento, siempre habló perfectamente el inglés.

Jacques Monod nació en París el 9 de febrero de 1910. Siete años más tarde sus padres se establecieron en Cannes, a orillas del Mediterráneo, donde creció. Recibió su educación secundaria en el Liceo de Cannes, donde admiraba a su profesor de griego, un arqueólogo erudito y refinado, fundador del Museo de Antibes. A pesar de haber nacido en París, Monod se consideraba a sí mismo como un meridional, no un parisino, y siempre se sintió especialmente a gusto en la Provenza. Muertos sus padres, siguió acudiendo con frecuencia a la casa familiar de Cannes, en cuyo puerto tenía anclado su velero Tara, de 10 metros de eslora. De hecho, siempre le gustó el montañismo y la navegación, deportes con algún riesgo, que despertaban en él sentimientos de libertad.

Como su padre, Monod fue un hombre polifacético, interesado no solo por la ciencia, sino también por el arte, la literatura, el cine y, sobre todo, la música. Ya en su infancia aprendió a tocar el violoncelo. Más tarde descubrió «la increíble excitación de dirigir una orquesta, una de las grandes alegrías de la vida».

Monod se trasladó a París en 1928 y estudió biología en la Universidad, aunque lo que se enseñaba en sus aulas estaba anticuado y llevaba un retraso de veinte años respecto a la investigación puntera. Según su propio testimonio, aprendió más de algunos de sus compañeros avanzados (como André Lwoff) que de sus profesores. Se licenció en 1931 y dio clases en la Facultad de Ciencias.

En 1936 obtuvo una beca Rockefeller para pasar un año en el California Institute of Technology, en Pasadena, donde entró en contacto con el gran equipo de genéticos formado en torno a Thomas Morgan, que habían aclarado los principios de la herencia con sus experimentos con moscas drosófilas. Dos meses después de llegar a Pasadena, Monod organizó una orquesta y un coro, que él mismo dirigía. Incluso recibió una invitación para dedicarse profesionalmente a la dirección de orquesta, cosa que declinó. Allí conoció un ambiente científico mucho más informal, distendido, competente y dinámico que el mundo acartonado de la Universidad francesa.

En 1937 regresó a Francia y empezó a trabajar en una tesis doctoral sobre genética bacteriana. En 1941 se doctoró, ya bajo la ocupación alemana. En 1938 se casó con Odette Bruhl, una arqueóloga y orientalista (especialista en Tíbet y Nepal) de gusto exquisito, con quien tuvo dos hijos gemelos. La conoció mientras ella cantaba en un coro que él dirigía. Ella fue luego conservadora del Museo Guimet de París.

Bajo la ocupación alemana, Monod utilizó su laboratorio de la Sorbona para imprimir propaganda clandestina de la resistencia. De hecho, pasaba gran parte del tiempo conspirando y ayudando a la oposición. Como en el movimiento de la resistencia el Partido Comunista llevaba la voz cantante, se hizo miembro del partido, tras lo cual recibió la delicada misión de organizar la importación de armas desde el extranjero. Los meses previos al desembarco aliado en Normandía, Monod vivía como un agente secreto de película, cambiando continuamente de nombre e incluso de cama. Participó activamente en los esfuerzos para unificar todos los grupos de la resistencia. Acabada la Segunda Guerra Mundial, Monod abandonó el Partido Comunista, decepcionado por la continua suspicacia y estrechez de miras de sus camaradas y por la política comunista en Rusia y Francia.

Tras la guerra, e influido por su reciente lectura de artículos de Salvador Luria y Max Delbruck en Genetics sobre los bacteriófagos (virus que destruyen las bacterias, tomando el control de su aparato genético), Monod se lanzó de nuevo a la investigación en genética bacteriana e ingresó en el Instituto Pasteur. En 1954 fue nombrado director del departamento de bioquímica celular del centro. Durante esos años criticó pública y severamente el estancamiento de la Universidad francesa, pero nadie le hizo caso.

En 1965 recibió —junto a François Jacob y André Lwoff— el premio Nobel de Fisiología y Medicina. Pocos días después de su concesión, los tres laureados lanzaron otra denuncia pública de la situación de la Universidad francesa y elogiaron la ciencia americana, lo que no dejó de irritar en los medios gaullistas.

Nombrado en 1967 profesor del venerable Collège de France, en su conferencia inaugural Monod expuso las ideas fundamentales de su visión del mundo, que poco después ampliaría en el texto de El azar y la necesidad. Tanto la conferencia como el libro tuvieron una gran repercusión, ofendieron a marxistas y cristianos y entusiasmaron a los espíritus racionalistas y científicos.

En 1971 fue nombrado director del Instituto Pasteur, la más prestigiosa y dinámica institución científica del país, y las tareas administrativas absorbieron la mayor parte de sus energías. Pocos años después se le detectó una leucemia, de fatal desenlace. Cuando se dio cuenta de que no había nada que hacer, rechazó el encarnizamiento terapéutico habitual en la medicina actual y prefirió una muerte tranquila y socrática, como de sabio antiguo. Dejó de tomar todo tipo de fármacos y se retiró a su casa familiar de Cannes, donde esperó con calma y serenidad la llegada de la muerte. Falleció en 1976.

APORTACIÓN CIENTÍFICA DE MONOD

Las décadas de los cincuenta y sesenta fueron años gloriosos para la biología molecular, durante los cuales se desentrañaron los misterios básicos de la vida en una serie de hallazgos sensacionales. El más famoso de todos, y el que abrió el camino a los demás, fue el descubrimiento por Watson y Crick en 1953 de la estructura en doble hélice del DNA y de su mecanismo de replicación exacta.

En un importante artículo de 1961, Jacob y Monod introdujeron la noción de RNA mensajero (al que llamaron ‘mensajero estructural’). Puesto que los genes están en el núcleo de la célula, pero las proteínas se sintetizan fuera del núcleo, en los ribosomas, que están en el protoplasma, Jacob y Monod pensaron que tenía que haber un mensajero, un transmisor de la información genética desde los genes hasta los ribosomas. Descubrieron su pista durante el estudio de la síntesis de proteínas en Escherichia coli, la bacteria omnipresente en cantidades enormes en nuestro intestino. Ciertos enzimas de esta bacteria que participan en la utilización de la lactosa se incrementan por un factor de 1.000 si hay lactosa presente y casi desaparecen en pocos minutos si se retira la lactosa. Jacob y Monod infirieron que el mensajero debía de tener una vida muy corta. Dedujeron que el mensajero tenía que ser un polinucleótido, cuya composición reflejara la del segmento de DNA que lo especifica, que lo habría de tamaños muy distintos, que debía asociarse transitoriamente a los ribosomas y que debía de sintetizarse y degradarse con mucha rapidez. Y contrastaron experimentalmente sus hipótesis en Escherichia coli infectada con bacteriófagos T2. El polinucleótido mensajero encontrado era lo que ahora llamamos el RNA mensajero. Su descubrimiento fue decisivo para entender cómo se expresan los genes, es decir, cómo se transcribe su información y cómo se traduce en proteínas.

La síntesis del RNA mensajero consume energía, y sería un despilfarro fatal el estar transcribiendo genes todo el tiempo sin necesidad. En las células de los seres vivos los genes están como dormidos y solo se despiertan o activan (es decir, solo son transcritos) cuando sus productos se necesitan. El tema de la regulación de la expresión génica es fundamental para la comprensión de los mecanismos básicos de la vida.

En realidad, el interés de Monod por estos temas venía de lejos. Un día del invierno de 1940, bajo la ocupación alemana de París, Monod fue a ver a su amigo y colega André Lwoff para discutir con él unas curiosas observaciones que había hecho cultivando bacterias para su tesis. Algunas bacterias necesitan para multiplicarse de cierto azúcar específico, como la glucosa (un monosacárido) o la lactosa (un disacárido presente en la leche). Monod había estado cultivando y alimentando con lactosa una cepa de bacterias adaptadas a ese azúcar, y haciendo otro tanto con otra cepa distinta adaptada a la glucosa. Hacía poco había empezado a proporcionar los dos azúcares a la vez a la misma cepa de bacterias. Había observado que primero (y como era de esperar) se reproducían rápidamente hasta que todo el azúcar preferido se agotaba. Luego había una pausa y dejaban de multiplicarse; pero, tras la pausa, de nuevo se multiplicaban, usando el segundo azúcar. ¿Cómo podían hacer tal cosa? Es como si unos seres humanos, que solo dispusieran de carbón, aprendiesen de pronto a comer y digerir el carbón. ¿Cómo era ello posible?

El control de la expresión de los genes en los procarios (bacterias) fue aclarado por Jacob y Monod. Analizaron la expresión de los enzimas que participan en el metabolismo de la lactosa en la bacteria Escherichia coli. Escherichia puede multiplicarse en lactosa porque es capaz de partir este disacárido (la lactosa), separando sus dos componentes, los monosacáridos glucosa y galactosa. Una serie de experimentos los llevaron a proponer el modelo del operón para la regulación de la síntesis del RNA. El operón consta de un gen regulador, un operador y una serie de genes estructurales. El gen regulador produce un represor que puede interactuar con el operador. Luego el represor resultó ser una proteína, y el operador, un segmento de DNA contiguo a los genes estructurales que controla. La unión del represor al operador previene la transcripción de esos genes. El operador y sus genes asociados forman un operón.

El metabolismo de la lactosa requiere tres enzimas (β-galactosidasa, permeasa lactosa y transacetilasa), codificadas, respectivamente, por los genes lacZ, lacY y lacA. Estos tres genes consecutivos se transcriben en el mismo trozo de RNA mensajero y se expresan como una unidad. Tales unidades se llaman operones. Este operón (el operón lac) solo se transcribe cuando la lactosa está presente y, por lo tanto, sus productos se necesitan. Jacob y Monod propusieron su modelo de regulación en base a los datos genéticos derivados del estudio de los mutantes. Los mutantes mostraron que hay dos secuencias distintas de DNA necesarias para la regulación del operón lac: O lac (llamado operador, que inicia la transcripción) e I lac (un gen en el mismo cromosoma que codifica una proteína represora llamada represor lac). Cuando no hay lactosa presente, el represor lac se une con el operador y bloquea la transcripción. Cuando la lactosa está presente, la lactosa se une con el represor lac, con lo que el represor lac ya no puede unirse con el operador, que, libre de ligaduras, inicia la transcripción. El modelo del operón lac de Jacob y Monod muestra ya el principio central de la regulación genética: el control de la transcripción está mediado por la interacción de proteínas reguladoras con secuencias específicas de DNA. En el caso concreto estudiado por Jacob y Monod, se trata de un sistema de control negativo: es la proteína represora presente en la célula la que impide la transcripción. Un inductor (la lactosa, en este caso) es necesario para neutralizar esa proteína represora y así dar vía libre al operador que inicia la transcripción.

Monod compartió el premio Nobel de Fisiología y Medicina de 1965 con sus colegas del Instituto Pasteur Jacob y Lwoff por estas investigaciones acerca de cómo la expresión de los genes es regulada en la célula, que condujeron al descubrimiento del operón lac de Escherichia coli. Pero no fue esa su única línea de investigación. Así, en 1965, Monod, Jeffries Wyman y Jean-Pierre Changeux propusieron un modelo (llamado modelo concertado) de las interacciones alostéricas en el que la simetría se conserva.

DIVULGACIÓN DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

Monod publicó en 1970 El azar y la necesidad, que es, entre otras cosas, un libro de divulgación científica. Sus capítulos 3, 4, 5 y 6 presentan una descripción concisa del estado de la biología molecular en el momento de su publicación.

El capítulo 3 describe las proteínas, y en especial las enzimas, como la base de la coherencia funcional de los organismos. Las enzimas tienen ya una cierta capacidad protocognitiva, en el sentido de que son capaces de discriminar entre moléculas de distinto tipo y reaccionar de modo específico, según la molécula de que se trate. Este reconocimiento de las enzimas depende de los enlaces no-covalentes que determinan su estructura espacial tridimensional como complejos estereoespecíficos no-covalentes. El capítulo 4 trata de la regulación de la maquinaria celular y alude a sus propias investigaciones ya descritas en el apartado anterior. El capítulo 5 está dedicado a la ontogénesis de las macromoléculas, como base de la ontogénesis celular y organísmica, cuyo carácter espontáneo subraya Monod. «La construcción de un tejido o la diferenciación de un órgano [...] deben considerarse como la resultante integrada de múltiples interacciones moleculares debidas a las proteínas, basadas en sus propiedades de reconocimeinto estereoespecífico, por formación espontánea de complejos no-covalentes.» La estructura primaria de las proteínas es la secuencia lineal —genéticamente codificada— de sus aminoácidos, unidos por enlaces covalentes (es decir, por átomos que comparten electrones en sus órbitas exteriores). La estructura nativa de una proteína globular es su compleja y enmarañada configuración tridimensional, generada por un gran número de enlaces no-covalentes entre átomos adyacentes en sus repliegues. La estructura primaria determina la nativa, que es la biológicamente activa. La estructura primaria es fruto del azar, es decir, de una secuencia de DNA surgida al azar y preservada.

El énfasis de la descripción se pone en las proteínas más bien que en los ácidos nucleicos (tres capítulos contra uno), y sobre todo en su habilidad catalítica, como enzimas, su rol teleonómico (funcional) en los sistemas de control celular y su capacidad de autoensamblaje. Esta presentación difiere de la usual, que pone el énfasis en el genoma, no en las proteínas resultantes. Monod dedica únicamente el capítulo 6 a describir el mecanismo de la invariancia (DNA), es decir, de la herencia genética, así como sus perturbaciones aleatorias. «El azar solo es la fuente de toda novedad, de toda creación en la biosfera: el azar puro, el azar solo, libertad absoluta pero ciega, en la raíz misma del prodigioso edificio de la evolución. [...] Esta noción [...] es la más destructiva de todo antropocentrismo.»

FILOSOFÍA DE LA BIOLOGÍA

A la filosofía de la biología han contribuido tanto filósofos especialmente interesados por los misterios de la vida y los desarrollos de la ciencia biológica como biólogos reflexivos y conscientes de los problemas e implicaciones de sus propias investigaciones, entre los que se encuentra Monod. Por eso no es de extrañar que los capítulos 1 y 2 de El azar y la necesidad estén dedicados a la reflexión y la crítica filosófica sobre lo que sea la vida y sobre la situación epistémica y las implicaciones cosmovisivas de la biología moderna.

Partiendo de un intento de distinción entre objetos naturales y artificiales, Monod nos muestra las sutiles semejanzas y diferencias entre ambos. Tanto los objetos artificiales como los organismos están organizados en torno a un proyecto (teleonomía), pero los primeros resultan de la aplicación a los materiales que los componen de fuerzas externas, mientras que los segundos son el resultado de interacciones morfogenéticas internas y deben muy poco a las fuerzas externas. Otro criterio de distinción se basa en la capacidad de reproducir sin variaciones una información compleja. Sin embargo, y de acuerdo con estos dos criterios, los cristales serían también clasificados como organismos, lo que no queremos. Monod introduce las nociones de máquinas autorreproductoras (cuya teoría ya había sido desarrollada con gran precisión por Von Neumann), invariancia (de la información transmitida en la reproducción), teleonomía y principio de objetividad. La teleonomía de los organismos consiste en la organización interna de todas sus estructuras y procesos en vistas a la consecución de cierto proyecto interno (aunque no sea más que el de sobrevivir para reproducirse). El principio de objetividad —según lo concibe Monod— es la regla metodológica que nos prohíbe introducir causas finales, motivos, intenciones o deseos en la descripción científica de la naturaleza. Este principio caracteriza a la ciencia moderna, por contraposición con las cosmovisiones mitológicas antiguas. Monod recalca el aparente conflicto epistemológico entre la teleonomía de los organismos vivos y el principio de objetividad de la ciencia biológica, que solo puede resolverse dando cuenta detallada de cómo la aparente finalidad de las estructuras y procesos orgánicos se reduce en último término a multitud de interacciones fisicoquímicas a nivel atómico y molecular, que dependen solo de las leyes de la física y (en algunos casos) del puro azar conservador. Es lo que hace la biología actual, que combina las ideas de evolución por selección natural de Darwin con el conocimiento detallado de la maquinaria molecular de las células.

El capítulo 2 de El azar y la necesidad contiene un análisis perspicaz y una crítica devastadora del vitalismo y del animismo. El vitalismo (tanto el metafísico de Bergson como el seudocientífico de Driesch) postula la existencia de una fuerza vital distinta de las de la física, que impulsaría, orientaría y explicaría la evolución biológica. El animismo (en la versión de Monod) consiste en la proyección sobre la naturaleza inanimada de características anímicas o psíquicas humanas. Según el animismo, una especie de energía espiritual impregnaría el Universo entero y orientaría su marcha, dándole sentido. Tanto el animismo cósmico cristiano de Teilhard de Chardin como el materialismo dialéctico de Marx y Engels caerían en esta categoría y se basarían en la proyección animista. La raíz de estos errores, según Monod, está en la ilusión antropocéntrica, en el deseo de vernos en una posición central o culminante, que de hecho no ocupamos y que es incompatible con la ciencia actual. Aun careciendo de base objetiva, el antropocentrismo todavía sigue coleando en nuestros días, por ejemplo, en las elucubraciones sobre el llamado principio antrópico en cosmología o en la resistencia a incluir los animales no humanos en nuestras consideraciones morales.

La ilusión antropocéntrica está relacionada con la ilusión «necesitarista», con la idea de que es necesario que haya vida y, en especial, que haya seres humanos. Monod, por el contrario, siempre tuvo muy claro que la vida es casi un milagro, algo no imposible, pero sí improbable según las leyes de la física, y que nuestra propia existencia es algo meramente contingente, resultante de mil ciegos azares. Ya de pequeño, escuchando a su padre, Monod «tenía la fuerte intuición de que los seres vivos, según los principios de la física, no deberían existir». Monod niega que las estructuras y funciones de los organismos puedan ser deducidos de teoría alguna. Y remacha que «una teoría universal [...] nunca podría contener la biosfera, su estructura, su evolución en tanto que fenómenos deducibles de primeros principios». La teoría no puede prever ningún evento particular, y la biosfera es un evento particular, compatible con la teoría general, pero no deducible de ella. Monod arguye con fuerza contra nuestra ilusión de ser necesarios, inevitables, previstos desde siempre. La contingencia de la existencia humana es el mensaje central del libro.

Los capítulos 7 y 8 de El azar y la necesidad tratan de la evolución biológica, analizada en términos de las dos nociones de azar y necesidad, que dan título al libro. La ruleta del azar genético produce todo tipo de formas, pero solo las provisionalmente seleccionadas por la selección natural reciben el premio de ser conservadas y transmitidas. La transmisión es exacta, necesaria. El azar, una vez seleccionado y congelado, deviene necesidad implacable. La teoría darwinista de la evolución por selección natural se aplica también al sistema inmunitario, que produce anticuerpos de formas aleatorias, posteriormente seleccionados por la presencia de antígenos específicos. Monod sigue insistiendo en el mensaje central de la contingencia de la especie humana: «El Universo no estaba preñado de vida, ni la biosfera del hombre. Nuestro número ha salido en la ruleta de Montecarlo.»

LA CRÍTICA AL MARXISMO

Ya vimos que, durante la Segunda Guerra Mundial, Monod, comprometido con la resistencia, se hizo miembro del Partido Comunista. Sin embargo, una vez acabada la guerra, abandonó el partido, decepcionado por la suspicacia, el dogmatismo y la estrechez de miras que reinaban en sus filas. Además, Monod, que amaba la libertad y la verdad por encima de todo, estaba horrorizado por las noticias que llegaban de la Unión Soviética. Especialmente penosa para él era la persecución de los biólogos (y sobre todo de los genéticos) rusos, promovida por el charlatán Trofim Lysenko, que defendía la tesis refutada de la heredabilidad de los caracteres adquiridos, falseaba los resultados de los experimentos y acusaba de ideología burguesa a todos los biólogos científicos que se negaban a aceptar sus seudorresultados irreproducibles. Lysenko pretendía que no hay genes ni herencia genética, y que los cromosomas no tienen nada que ver con la herencia, que es una propiedad global de la materia viva. A base de insultos y demagogia, Lysenko logró convencer a Stalin de que los biólogos científicos eran unos traidores y que la genética moderna era mera propaganda burguesa. Tanto el eminente genético Vavilov como la flor y nata de los biólogos rusos acabaron con sus huesos en la cárcel, en la que algunos —como el propio Vavilov— murieron. En 1948 Monod denunció públicamente el apoyo soviético a Lysenko y la persecución de los biólogos rusos.

En la década de los sesenta el marxismo se había convertido en una especie de ideología oficial de los intelectuales franceses. Sartre se disculpaba públicamente de no ser suficientemente marxista y Louis Althusser canonizaba al marxismo como presunta ciencia estricta. Por eso cayó como un jarro de agua fría la crítica a la que lo sometió Monod ya en su conferencia inaugural en el Collège de France y luego en El azar y la necesidad. Lejos de cualquier pretensión científica, el marxismo resultaba ser una mera y primitiva proyección animista incompatible con la ciencia moderna, comparable a las fantasías cristianas de Teilhard de Chardin. El materialismo dialéctico proyecta el movimiento dialéctico que Hegel pretendía percibir en el espíritu humano sobre toda la realidad física. La evolución cósmica entera sería dialéctica, lo cual no deja de ser un sinsentido animista. La genética moderna es incompatible con el materialismo dialéctico, y a lo sumo —señala Monod con ironía— sería compatible con el «materialismo vulgar», tan denostado por los marxistas como Althusser. El materialismo histórico, por otro lado, confunde los hechos con los valores y pretende descubrir en la historia un sentido a la vez descriptivo y prescriptivo basado en la confusión. «Todavía más que todos los otros animismos, el materialismo histórico reposa sobre la confusión total de las categorías de valor y de conocimiento. Esta confusión le permite, en un discurso profundamente inauténtico, proclamar que ha establecido “científicamente” las leyes de la historia a las que el hombre no tendría más remedio ni más deber que obedecer.»

LA ÉTICA DEL CONOCIMIENTO

Rechazada cualquier forma de animismo, incluidos el cristianismo y el marxismo, al final de su libro Monod nos expone su pensamiento ético, basado en el conocimiento. El conocimiento objetivo, científico, es la única fuente de verdad. Lo que pasa es que en las sociedades modernas se acepta la ciencia solo por sus aplicaciones prácticas, por el poder y la riqueza que suministra, pero se rechaza en las mentes y en los corazones, todavía aferrados a ideas y valores mitológicos de una época precientífica. Es ese desgarro íntimo, ese conflicto interior, lo que caracteriza la crisis intelectual de nuestro tiempo. Monod ridiculiza de pasada la confusa mezcla de contenidos contradictorios que se imparten en la enseñanza de los países avanzados: una mezcla indigesta de religiosidad judeocristiana, progresismo cientifista, creencia en presuntos derechos naturales del hombre y algo de pragmatismo utilitarista. En nuestros días, la ciencia es vista con suspicacia, como peligrosa y sacrílega, como poniendo en peligro los valores animistas tradicionales. Y, en efecto, los pone en peligro. La ciencia —según Monod— exige una revisión total de los fundamentos de la ética, una ruptura radical con la tradición animista.

El pensamiento ético de Monod se basa en la objetividad científica, aunque esa misma objetividad representa una elección ética, un valor, una apuesta. Solo a partir de una austera ética del conocimiento, del compromiso con la objetividad y la verdad, podremos abordar los grandes y nuevos problemas que el progreso mismo de la ciencia suscita. Monod señala el peligro de degradación genética humana, inducida por la eliminación artificial de la selección natural a través de la medicina moderna. Otros problemas actuales, como la explosión demográfica, la destrucción ecológica o las guerras de todo tipo, están en la mente de todos. Necesitamos encararlos con una nueva ética, basada en valores nuevos. Monod nos invita a elegir esos valores una vez armados con el conocimiento objetivo de la realidad que nos suministra la ciencia, y a no dejarnos llevar por la inercia de los mitos y valores del pasado. De todos modos, y aunque convenga estar bien informados antes de decidir, no es posible derivar nuestros valores u obligaciones del conocimiento objetivo. Este siempre es conocimiento de hechos, y de los hechos no se siguen valores. Los valores se eligen.

La naturaleza no nos dice lo que hay que hacer; nuestro destino no está ya escrito: está por escribir, por hacer. Somos nosotros los que tenemos que elegir nuestros valores, como tenemos que elegir nuestro destino, pues, como concluye Monod, «el destino y el deber del hombre no están escritos en parte alguna».

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WILSON, EL NATURALISTA

LOS INICIOS DE UN NATURALISTA

La naturaleza no solo se estudia en los laboratorios asépticos, sino también en las húmedas junglas y los pantanos malolientes, en los desolados desiertos y los mares tumultuosos. El auténtico naturalista es un místico aventurero y paciente, que soporta estoicamente el calor de los trópicos, el hedor de la vegetación podrida y las picaduras de los mosquitos como un precio que vale la pena pagar por penetrar en los templos de la vida salvaje y explorar sus misterios.

Edward Wilson (Ed, para los amigos) siempre ha sido, además de un ambicioso teórico, un naturalista apasionado. Cuando, en 1994, resumió su vida en un volumen autobiográfico, le puso como título precisamente ese: Naturalist (Naturalista). Su vocación se fraguó a muy temprana edad. Sus padres se divorciaron cuando él tenía seis años. Al ser hijo único, carecía de hermanos. Y apenas podía tener amigos, pues tuvo que cambiar de escuela dieciséis veces en once años, debido a que el trabajo de su padre requería frecuentes cambios de domicilio. Sin embargo, el niño Wilson no se sentía solo ni se aburría, pues desde el principio sintió la llamada de la exuberante naturaleza de su Alabama natal, y nada anhelaba tanto como adentrarse en los bosques y pantanos, compartiendo la compañía de peces y culebras, pájaros e insectos. A los siete años había perdido la vista en un ojo como consecuencia de un accidente de pesca en que tiró con demasiada fuerza de un pez con espinas dorsales, una de las cuales se le clavó en la pupila derecha. Durante la adolescencia perdió también la capacidad de oír las frecuencias más altas. Aunque ya a los nueve años había decidido ser naturalista, la falta de visión estereoscópica y la sordera para muchos cantos de aves le impedían practicar la ornitología y otras ramas de la historia natural. Tenía dificultades para localizar las aves o las ranas. Sin embargo, su ojo izquierdo conservó una visión muy aguda de cerca, lo que le facilitó la observación de los insectos y, en especial, de las hormigas. «Estaba destinado a ser entomólogo, dedicado al estudio de los minúsculos insectos que se arrastran y vuelan [...] por una mera limitación fortuita de mis capacidades fisiológicas. Tenía que estudiar alguna clase de animales, porque la llama estaba ya encendida, y acepté lo que encontré más accesible. La atención de mi ojo bueno se concentró en el suelo. A partir de entonces dedicaría mi vida a los seres pequeños, a animales que uno puede agarrar entre el índice y el pulgar y acercárselos a la cara para examinarlos de cerca.»

A los diez años, mientras vivía con su padre en Washington y pasaba sus horas libres recorriendo fascinado el zoo de esa ciudad y el Museo Nacional de Historia Natural, decidió dedicar su vida a la ciencia. A los catorce años tuvo gran éxito con los Boy Scouts, convirtiéndose en el instructor más joven. Montó en el campamento un improvisado zoo de serpientes de cascabel enanas (Sirtrurus). En un momento de descuido uno de estos crótalos venenosos le mordió la punta del dedo índice, por lo que hubo de ser operado con urgencia y sin anestesia en el dedo, y se le prohibió volver a manejar serpientes. A pesar de ello, aprovechaba cualquier oportunidad para enfundarse las botas altas de goma y seguir explorando incansablemente los pantanos de la frontera entre Alabama y Florida, donde volvió a tener un peligroso encontronazo con una víbora de agua a la que trataba de agarrar.

En 1945, habiendo cumplido los dieciséis años, «había llegado el momento de elegir un grupo de insectos en el que pudiera llegar a ser una autoridad mundial. [...] No tardé en pensar en las hormigas. ¡Pues claro, las hormigas! Mis viejas conocidas, la causa de algunas de mis primeras pasiones». Encargó en una librería la obra clásica de William M. Wheeler (del que más tarde llegaría a ser sucesor en Harvard), Ants: Their Structure, Development and Behavior (Las hormigas: estructura, desarrollo y conducta, 1910). Escribió al mirmecólogo Marion Smith, del Museo Nacional de Historia Natural, que le animó en sus estudios de campo de las hormigas de Alabama.

Wilson estudió biología en la Universidad de Alabama, en Tuscaloosa. Su ingreso coincidió con un momento de caos, cuando los veteranos desmovilizados tras el final de la Segunda Guerra Mundial llegaban masivamente a la universidad. Ed Wilson enseguida se unió a un grupo de brillantes estudiantes que compartían el entusiasmo por la naturaleza. Leían las obras de Ernst Mayr, Theodosius Dobzhansky, George Simpson, Ledyard Stebbins y demás creadores de la teoría sintética de la evolución, que reunía y reconciliaba los resultados de la genética mendeliana y de poblaciones con la teoría darwinista de la evolución por selección natural. Dedicaban todos los fines de semana y días festivos a recorrer de arriba abajo el estado de Alabama, «saqueando» su gran diversidad ecológica hasta entonces escasamente estudiada, y descubriendo varias nuevas especies.

En 1949 Wilson se licenció en la Universidad de Alabama, y en 1950 se trasladó a la de Tennessee. Dos años más tarde, su padre, corroído por el tabaco y el alcohol y deprimido, se suicidó de un tiro en la sien. William Brown había animado a Wilson a estudiar las hormigas dacetinas (Dacetini) y ambos acabarían escribiendo artículos conjuntos sobre ellas, en los que se ocupaban por primera vez de la evolución de la ecología social de los animales. Brown invitó a Ed a visitar Harvard y le animó a hacer allí el doctorado.

LOS VIAJES DE UN NATURALISTA

Tras obtener una beca y una ayudantía, en 1951 Wilson se incorporó a la Universidad de Harvard, que ya nunca abandonaría. En 1953 fue elegido miembro juvenil de la elitista Sociedad de la Universidad de Harvard, lo que le garantizaba becas de viaje para sus investigaciones. Siempre había soñado con los trópicos, y finalmente pudo realizar sus sueños. Viajó a Cuba, donde quedó impresionado por el grado de destrucción ecológica de la isla. Luego voló a México, y recorrió Yucatán y Campeche, buscando por toda la costa restos del casi desaparecido bosque tropical. Emprendió la ascensión en solitario al monte Orizaba, que alcanza los 5.750 metros de altura, y es como una isla fría rodeada de tierras bajas subtropicales. Solo llegó a los 4.000 metros. Había poco oxígeno y le fallaba la respiración. Tuvo que volver atrás. En todos los sitios por donde pasaba recogía hormigas. En 1954 terminó su tesis doctoral sobre la anatomía y fisiología de las hormigas del género Lasius.

Charles Darwin y Alfred Russell Wallace —los creadores de la teoría de la evolución por selección natural— se habían fraguado como naturalistas en sendos largos viajes por el Pacífico. Apenas concluida su tesis, Wilson aprovechó la oportunidad que le ofrecían la Sociedad y el Museo de Zoología Comparada de Harvard de hacer un viaje de investigación de nueve meses por el Pacífico meridional. Primero exploró Viti Levu, una de las islas Fiji, en busca de insectos, y sufrió una decepción al comprobar que también allí los ecosistemas nativos habían casi desaparecido, reducidos a enclaves inaccesibles. En cualquier caso meditó sobre el carácter de laboratorio perfecto de la evolución que tienen las islas biogeográficas. En Nueva Caledonia estudió las hormigas Cerapachys. Luego estuvo en las Nuevas Hébridas (la actual Vanuatu). De allí se trasladó a Australia occidental, en búsqueda de la más primitiva hormiga conocida, Nothomyrmecia macrops. En marzo de 1955 voló de Australia a Nueva Guinea, donde tuvo amplia oportunidad de explorar la selva tropical primaria. No despegaba los ojos del suelo, siempre al acecho de nuevas especies de hormigas. Recorrió la península de Huon, ascendiendo a altas montañas cubiertas de selva y encontrando una asombrosa diversidad de especies, basada en la variedad de hábitat locales. Desde allí continuó su viaje alrededor del mundo, haciendo escala en Ceilán (la actual Sri Lanka) en busca de la rara hormiga Aneuretus simoni, que finalmente encontró. En septiembre regresó a Estados Unidos. Seis semanas más tarde se casó con Renee.

En su largo viaje Wilson había explorado biotopos exóticos, había descubierto muchas especies de hormigas y había recolectado gran cantidad de especímenes de insectos para el Museo de Harvard. En 1958 recibió de la Universidad de Stanford la oferta de un puesto vitalicio de profesor, y la Universidad de Harvard decidió igualar la oferta, a fin de seguir contando con sus servicios. Por entonces Wilson estaba dedicado al ingente trabajo de clasificar las hormigas recogidas en Nueva Guinea y el resto del viaje. La taxonomía es un trabajo esforzado y necesario. Solo identificando a un animal como perteneciente a una determinada especie es posible acceder al conocimiento acumulado por la ciencia sobre él. «Un taxonomista competente no es un simple etiquetador de museo. Es una autoridad mundial —con frecuencia, la autoridad mundial, ya que existen pocos taxonomistas— en un grupo determinado de organismos. Es el administrador y portavoz de cien o mil especies.» A la gran cantidad de datos acumulados durante el viaje Wilson fue añadiendo reflexiones sobre los fundamentos de la zoogeografía, que culminaron en su teoría del ciclo taxonómico. Y, junto con Brown, criticó la noción de subespecie como arbitraria y subjetiva.

Desde que en 1953 James Watson y Francis Crick lograron desentrañar la estructura de doble hélice del DNA y el mecanismo de su replicación, la biología molecular se ha desarrollado prodigiosamente. Sin embargo, la inmensa variedad y complejidad de los seres vivos, las comunidades y los ecosistemas no pueden ser deducidos sin más del conocimiento de los mecanismos bioquímicos subyacentes: han de ser estudiados y descritos directamente. Esa es la tarea de la historia natural. Al final de los años cincuenta había una gran tensión en Harvard entre los biólogos moleculares, capitaneados por el joven e insolente Watson, y los biólogos naturalistas, cada vez más acorralados y arrinconados académicamente por sus agresivos colegas. Wilson y otros presentaron batalla en defensa de lo que acabaron llamando la biología evolutiva. Las ‘guerras moleculares’ acabaron más tarde con la separación de ambos grupos en departamentos distintos. El daño más grave causado a la biología por estas peleas —según Wilson— consistió en la práctica eliminación de los sistemáticos (especialistas en grupos enteros de organismos) de los departamenteos universitarios. Finalmente Wilson fue nombrado conservador de entomología del Museo de Zoología Comparada de Harvard, como siempre había deseado.

En 1961 Wilson viajó a Trinidad y a Surinam, donde hizo nuevos descubrimientos. A diferencia de su mujer, que esta vez lo acompañaba, él siempre se ha sentido bien en el calor y el olor a vegetación podrida de los trópicos. A su regreso, conoció al gran ecólogo, biólogo evolutivo y matemático Robert MacArthur, a quien admiraba. Intercambiaron muchas ideas y acabaron escribiendo juntos un importante libro sobre la biogeografía de las islas, The Theory of Island Biogeography (La teoría de la biogeografía de las islas, 1967). Un tema importante de la biogeografía es la recolonización de islas tras una catástrofe (como la explosión volcánica de Krakatoa en 1883) que elimina toda la vida anterior. ¿Cómo generar muchos Krakatoas en miniatura, y estudiar sus efectos? Wilson hizo fumigar ciertos cayos e islotes cubiertos de manglares de Florida, eliminando a todos los insectos. Tras esta «desfaunación» fue recogiendo periódicamente muestras de la nueva vida que se iba estableciendo, y enviándola a especialistas para su rigurosa identificación taxonómica. La recolonización de los islotes por especies de artrópodos y el consiguiente restablecimiento del equilibrio confirmaron las previsiones teóricas de Wilson.

PRESERVACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD

En nuestro siglo hemos asistido a una destrucción sin precedentes de muchos de los ecosistemas más valiosos del planeta, como los bosques tropicales, que albergan una fabulosa biodiversidad, hasta ahora solo muy parcialmente estudiada. Por ello no es de extrañar que casi todos los naturalistas, que combinan la ciencia de la vida con el respeto por las criaturas vivientes y sus hábitat, se hayan ido convirtiendo en conservacionistas y se hayan comprometido con la defensa de la naturaleza. Ya desde sus primeros viajes a las islas del Caribe y del Pacífico Wilson quedó sorprendido del grado de degradación ambiental que observaba. Los bosques primigenios que buscaba casi habían desaparecido, confinados a zonas escasas e inaccesibles. Estos últimos refugios de la biodiversidad del planeta debían ser salvados a toda costa.

Precisamente en 1967, mientras ralizaba sus experimentos en los cayos de Florida, Wilson se enteró de que el Cayo Lignumvitae, una isla de 113 hectáreas de bosque tropical inviolado, estaba a punto de ser vendido a una urbanizadora. Inmediatamente Wilson y otros naturalistas se movilizaron, escribiendo artículos y dando conferencias, hasta lograr que la isla fuera comprada con fondos de una fundación privada (The Nature Conservancy) y del estado de Florida para ser dedicada a reserva botánica. A partir de 1980 Wilson pasó a formar parte de la junta directiva del World Wildlife Fund (Fondo Mundial para la Vida Salvaje) y desde entonces su compromiso con la conservación de la naturaleza ha sido incansable.

Wilson introdujo la noción de biofilia, el placer espontáneo que sentimos al contacto con la naturaleza salvaje, en un libro publicado en 1984 y titulado precisamente así, Biophilia. También fue uno de los introductores de la noción de biodiversidad. En 1988 editó un libro colectivo con el título de Biodiversity, publicado bajo el auspicio de la Academia Nacional de Ciencias. En 1992 apareció The Diversity of Life (La diversidad de la vida), que enseguida se convirtió en el libro más influyente sobre esta decisiva cuestión.

LAS HORMIGAS

La inmensa mayoría de animales son insectos, tanto si pensamos en las especies como en los organismos individuales. Del millón de especies animales conocidas, tres cuartas partes (unas 750.000) son especies de insectos. Y eso que la mayor parte de las especies de insectos están aún por descubrir (según sabemos por muestreos parciales de la selva tropical). Por ello la entomología (la ciencia de los insectos) ocupa un lugar privilegiado en la sistemática biológica. Los primeros estudios detallados de la conducta de los insectos se deben al entomólogo francés Jean-Henri Fabre (1823-1915), cuya obra Souvenirs entomologiques: Études sur l’instinct et les moeurs des insectes, en diez tomos, reúne una riqueza asombrosa de observaciones de campo realizadas durante veinticinco años de trabajo solitario. Como conservador de entomología del Museo de Zoología Comparada de Harvard, y como autor de numerosas expediciones y trabajos científicos dedicados a los insectos, Wilson sin duda ha conseguido convertirse en la autoridad mundial en entomología que desde pequeño había deseado ser.

Entre los insectos, los más numerosos son los escarabajos o coleópteros (Coleoptera), con unas 300.000 especies, pero los más fascinantes son los insectos sociales, que pertenecen al orden de los termes o isópteros (Isoptera) y, sobre todo, al de los himenópteros (Hymenoptera), que abarca las avispas, las abejas y las hormigas. En 1934 el entomólogo Franz Maidl había resumido en su obra Die Lebensgewohnheiten und Instinkte der staatenbildenden Insekten (Las costumbres e instintos de los insectos sociales) todo lo que se había logrado averiguar hasta entonces acerca de esos animales. Sin embargo, treinta y cinco años después la obra se había quedado anticuada, superada por los múltiples desarrollos posteriores, como los estudios de Karl von Frisch sobre las abejas, que culminaron en el desciframiento de su sistema de comunicación mediante danzas realizadas a oscuras en el interior de la colmena. Wilson decidió redactar una nueva síntesis actualizada, que reuniera cuanto se sabía en 1970 sobre los insectos sociales. El resultado fue su voluminoso libro The Insect Societies (Las sociedades de insectos), publicado en 1971, que sigue siendo la referencia clásica sobre el tema.

De las 100.000 especies de himenópteros, unas 10.000 corresponden a las hormigas (Formicidae), los insectos favoritos de Wilson. A la mirmecología (el estudio de las hormigas) dedicó la mayor parte de sus viajes y expediciones, así como sus primeros y sus últimos trabajos. En efecto, su primer trabajo científico pagado fue un encargo que recibió en 1948 (cuando aún era un mero estudiante) del Departamento de Conservación de Alabama: un estudio sobre la hormiga roja importada (Solenopsis invicta), que por entonces estaba invadiendo el sudeste de Estados Unidos, y sobre su impacto sobre el medio ambiente. En el curso de su trabajo, Wilson hizo experimentos introduciendo varias reinas a la vez en la misma colonia, y descubrió que las obreras ejecutaban a todas excepto a una. En cualquier caso, la conclusión era que la progresión de la hormiga roja importada era imposible de parar.

A partir de 1969 Wilson colaboró estrechamente con el gran mirmecólogo alemán Bert Hölldobler, con quien acabó escribiendo la última de sus grandes obras. En 1985 hicieron su primer viaje juntos a Costa Rica a estudiar por primera vez colonias vivas de la hormiga Prionepelta. Bert observó que esas hormigas emplean la seda de sus capullos para empapelar las paredes de sus túneles, de modo que las cámaras se mantienen más secas. Descubrió que las obreras dejan rastros olorosos que segrega una glándula situada en sus patas traseras. Aquella salida a la selva dio como fruto cinco artículos científicos. Después de múltiples descubrimientos y colaboraciones, Wilson y Hölldobler decidieron juntar sus esfuerzos y escribir, antes de que Bert volviese a Alemania, un libro que reuniera todo lo que se sabía en el mundo acerca de las hormigas. El resultado fue The Ants (Las hormigas), publicado en 1990, un grueso volumen de 732 páginas a doble columna y tres kilos y medio de peso. En 1991 este libro recibió el premio Pulitzer (el más importante premio literario norteamericano) en el apartado de no-ficción. Una gran foto de Wilson observando una hormiga ocupaba la portada del dominical de The New York Times, con el título «The Ant Man» (El hombre de las hormigas).

ETOLOGÍA

Durante la primera mitad del siglo XX el estudio de la conducta animal estuvo dominado por los experimentos del fisiólogo ruso Iván Pavlov sobre los reflejos condicionados y por el programa conductista de los psicólogos americanos John B. Watson y Burrhus F. Skinner. Todos ellos se basaban en experimentos de laboratorio, en la observación exterior de la conducta y en el rechazo de mecanismos internos invisibles. Se interesaban especialmente por el condicionamiento, el refuerzo y la manipulación de la conducta, e hicieron sus mayores contribuciones en el campo de la psicología del aprendizaje. Los conductistas tendían a considerar que los animales (y en especial los seres humanos) venían al mundo ayunos de preprogramación genética y que su conducta era solo el resultado del aprendizaje a que habían sido sometidos. Esta ideología fue muy influyente en amplios círculos intelectuales de los Estados Unidos, pero era difícilmente compatible con la biología evolutiva y con la observación cuidadosa de la conducta de los animales en libertad. Sacar del laboratorio al aire libre el estudio de la conducta animal, y buscar la explicación darwinista de sus pautas, fueron las metas de la etología.

Aunque Charles Darwin (1809-1882) puede ser considerado el antecesor de la etología, sus fundadores fueron el austriaco Konrad Lorenz y el holandés Nikolaas Tinbergen. Lorenz, Tinbergen y Karl von Frisch recibieron conjuntamente el premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1973, lo cual supuso la consagración definitiva de la etología como disciplina académica.

El interés de Wilson por la comunicación química entre las hormigas se despertó en el otoño de 1953, cuando Niko Tinbergen y Konrad Lorenz visitaron la Universidad de Harvard para dar a conocer la nueva ciencia de la etología. «Lorenz era un profeta del estrado, airado y persistente, que nos machacaba con expresiones que pronto se harían famosas: impronta, ritualización, impulso agresivo, desbordamiento, [...] Venía a predicar un nuevo enfoque del estudio del comportamiento. El instinto volvía por sus fueros, nos dijo; la importancia del aprendizaje había sido enormemente exagerada por B. Skinner y otros conductistas, debíamos probar en otra dirección. Yo estaba cautivado por lo que decía. [...] Me apresuré a responder a su llamada a las armas.» Lorenz estaba negando las convenciones de la fisiología comparada entonces en boga en Harvard. Lorenz afirmaba que la mayor parte del comportamiento animal está predeterminado. Se compone de pautas de acción fijas, es decir, de secuencias de movimientos programados hereditariamente en el cerebro, que se manifiestan durante la vida del animal en respuesta a señales concretas del entorno natural, que funcionan como estímulos desencadenantes. Cuando se desencadenan en el lugar y momento apropiados, hacen que el animal recorra la secuencia correcta de pasos que le permitirá encontrar alimento, eludir a los predadores y reproducirse. El animal no necesita experiencia previa para sobrevivir; lo único que tiene que hacer es obedecer al instinto. «Lorenz apoyaba sus tesis con la lógica de la biología evolutiva, lo cual le garantizaba mi aceptación. Las pautas fijas de acción tienen una base genética y se pueden aislar y estudiar del mismo modo que las partes anatómicas o las reacciones bioquímicas, especie por especie. Están determinadas por genes concretos, situados en cromosomas concretos. Pueden servir, lo mismo que la anatomía y la fisiología, como base para la clasificación [...] El gran etólogo me dejó claro que el instinto tiene su lugar en la moderna síntesis de la biología evolutiva. [...] Mi mente estaba disparada. Lorenz ha devuelto el comportamiento animal a la historia natural.»

Lorenz expuso ejemplos de estímulos desencadenantes en aves y peces, cuya comunicación se basa principalmente en la vista y el oído. Sin embargo, las pautas fijas de conducta de las hormigas y otros insectos sociales son desencadenadas por sustancias químicas, que estas criaturas pueden oler o saborear. Estos animales no pueden ver en la oscuridad de sus nidos, y probablemente no pueden oír sonidos transmitidos por el aire. Wilson se propuso explorar la comunicación de las hormigas. Para ello tenía que descomponer la conducta social de las hormigas en pautas fijas de acción, luego debía determinar qué secreciones contienen los desencadenantes y, finalmente, tenía que aislar los agentes químicos de las secreciones.

A su regreso de su viaje al Pacífico Sur, Wilson se puso a buscar los desencadenantes químicos de la comunicación de las hormigas. Al año siguiente tres investigadores alemanes introdujeron la palabra feromona para designar un mensajero químico que se transmite de un animal a otro, por oposición a hormona, un mensajero químico que se transmite dentro de un mismo animal. Wilson se centró en la hormiga roja importada, su vieja conocida, para la que diseñó un nuevo tipo de hormiguero artificial transparente, que instaló en su laboratorio. La forma de comunicación más aparente consiste en dejar en el suelo pistas olorosas hacia los alimentos. Tras muchos intentos, identificó el órgano que fabricaba la sustancia: la glándula de Dufour. Descubrió la feromona del rastro e inició el desciframiento del vocabulario químico de las hormigas rojas. Tuvo que ir a Florida a buscar más ejemplares para sus experimentos. También estudió las feromonas que atraen y que provocan alarma entre las hormigas, así como la feromona de la muerte, mediante la cual un cadáver anuncia su nueva condición a sus compañeras, que proceden a retirarlo del hormiguero.

A finales de los cincuenta Wilson era uno de los pocos científicos que estudiaban las feromonas de los insectos sociales. En 1961 colaboró con el matemático William Bossert en la construcción de modelos teóricos de la comunicación química, que introducían nociones como la de espacios activos (las zonas en que la densidad molecular de la señal es lo bastante alta para desencadenar la respuesta). Wilson siguió interesándose especialmente por el funcionamiento de este tipo de comunicación entre las hormigas, llegando a calcular que las obreras y la reina de cada colonia utilizan entre diez y veinte feromonas distintas para regular su organización social. De todos modos, los análisis químicos resultaban cada vez más difíciles, y tuvo que abandonarlos.

En 1969 el joven etólogo alemán Bert Hölldobler llegó a Harvard a trabajar con Wilson e iniciaron una larga y fructífera colaboración. Hölldobler sabía más de etología, la ciencia «alemana» del comportamiento, que se fija más en las pautas concretas de conducta, desde los sistemas de comunicación hasta los sistemas de dominancia, la construcción de nidos o la división del trabajo. Wilson sabía más de biología de poblaciones, la ciencia «anglosajona», que concibe a la colonia de insectos como una población y se fija más en la demografía y la genética. Pero tanto las pautas de conducta como la estructura de las poblaciones son resultados históricos del proceso de evolución por selección natural. Así, juntando etología, biología de poblaciones y teoría evolutiva, se llegaría a la sociobiología. En 1972 se invitó a Hölldobler a unirse al profesorado de Harvard, donde permanecería hasta 1989, en que volvió a Alemania.

SOCIOBIOLOGÍA

La etología es algo así como una psicología generalizada; trata de averiguar y explicar las pautas de la conducta individual de animales de diversas especies. La explicación de esas pautas tiene dos niveles: uno próximo (los mecanismos neurofisiológicos que las posibilitan y regulan) y otro remoto: la contribución funcional de dicha pauta de conducta al éxito reproductivo de los animales en que se manifiesta. Esta última explicación hace referencia a la teoría darwinista de la evolución por selección natural, que en los países anglosajones había tomado la forma matemáticamente precisa de la genética de poblaciones. Si este programa se ampliara de la conducta individual a la social, se obtendría una especie de sociología generalizada, que trataría de averiguar y explicar evolutivamente las características de todas las sociedades animales: en eso consistiría la sociobiología.

El interés de Wilson por la sociobiología surgió en 1956, durante una visita a la población de macacos que el Instituto Nacional de Salud mantenía en la islita de Cayo Santiago (junto a Puerto Rico), acompañando a su discípulo Stuart Altmann, que realizaba una investigación sobre la conducta social de los macacos en libertad. «Mientras Altmann me guiaba por entre las bandas de macacos, quedé deslumbrado por su complicado y a menudo brutal mundo de órdenes de dominancia, lazos de parentesco, disputas territoriales, amenazas, exhibiciones e intrigas desconcertantes. Aprendí a distinguir el rango de un macho por su forma de caminar, a calibrar distintos grados de miedo, sumisión y hostilidad por la expresión facial y la postura del cuerpo. [...] Por las noches, Altmann hablaba de primates y yo hablaba de hormigas, y llegamos a especular sobre la posibilidad de una síntesis de toda la información disponible sobre animales sociales. Estuvimos de acuerdo en que se podría dar forma a una teoría general, que se llamaría sociobiología. [...] Las hordas de primates y las colonias de insectos sociales no parecen tener casi nada en común. [...] Pero yo, que soy un sintetizador congénito, me aferré al sueño de una teoría unificadora.»

A comienzos de los años sesenta Wilson se había introducido en la biología de poblaciones con la vista puesta en contrarrestar el peso creciente y aplastante de la biología molecular. Empezó a pensar que la biología de poblaciones podría servir de base para la sociobiología. En el verano de 1964 Wilson se reunió en Vermont con Robert MacArthur, Richard Lewontin y otros. «Yo defendí la idea de la sociobiología como posible derivado de la biología de poblaciones. Las sociedades son poblaciones, argumenté, y son susceptibles de analizarse con los mismos métodos.» Pensó que la manera más rápida de poner a prueba el programa consistía en aplicar la biología de poblaciones al estudio de los sistemas de castas y de división del trabajo entre los insectos sociales. Ya en 1953 Wilson había combinado la alometría con la demografía para explicar la evolución de las castas. Veinticinco años más tarde acabaría consagrando un libro al tema, ya en pleno contexto sociobiológico.

La síntesis de ideas que llamamos sociobiología empezó a fraguarse en los últimos años sesenta, en los escritos de William Hamilton, George Williams y John Maynard Smith. La principal dificultad con que tropezaba la incipiente teoría consistía en que la explicación darwinista de la evolución parecía conducir siempre a conductas egoístas (en sentido reproductivo) y no podía dar cuenta de los actos altruistas y cooperativos tan frecuentes en las sociedades animales, sobre todo en las más complejas y mejor estudiadas, las de los insectos sociales.

La información genética de un animal se encuentra en sus cromosomas, cuyo número y estructura es característico de cada especie. Por ejemplo, nosotros, los humanes, tenemos 23 pares de cromosomas en los núcleos de nuestras células. Cada instrucción genética (para sintetizar una proteína y, a través de ella, para muchas otras cosas) constituye un gen. El locus de un gen es el lugar de un determinado cromosoma (o par de cromosomas) donde se encuentra ese gen (o uno de sus alelos). Los alelos son genes alternativos que ocupan ese mismo lugar en otros animales de la misma especie (o en el correspondiente cromosoma apareado del mismo animal, si es heterozigótico para ese gen). El conjunto de todos los genes presentes en los animales de una población forma el acervo génico de esa población.

La genética de poblaciones estudia la variación de las frecuencias relativas de los alelos de cada gen en el acervo génico de una población con el paso del tiempo, es decir, la evolución genética de esa población. El éxito reproductivo (fitness) de un individuo es el número de hijos que ese individuo tiene y que sobreviven hasta la edad en que ellos a su vez puedan reproducirse. La eficacia (también fitness) de un gen es el éxito reproductivo promedio de los portadores de ese gen. Si varios genes compiten en el mismo locus, la frecuencia relativa del gen con mayor eficacia se incrementará con el paso del tiempo, hasta llegar a eliminar a sus competidores del acervo génico, con lo que quedará fijado en la población entera.

En las interacciones entre los animales individuales observamos actos egoístas (que incrementan su éxito reproductivo a expensas de reducir el éxito reproductivo de los demás) y actos altruistas (que incrementan el éxito reproductivo de otro animal a costa del propio). La explicación evolutiva de los actos egoístas es fácil, pues los genes que los inducen parecen —por definición— tener mayor eficacia que sus competidores. Pero en las sociedades animales observamos continuos actos altruistas (en el sentido genético indicado). Un caso extremo lo constituyen las castas estériles de las hormigas y abejas, que renuncian completamente a reproducirse (y, por lo tanto, tienen éxito reproductivo cero) y se concentran en trabajar para sus hermanas fértiles. ¿Cómo explicar que en el curso de la evolución hayan sido seleccionados los genes que inducen esta conducta altruista?

La solución la encontró el biólogo inglés William Hamilton, que en 1964 expuso su teoría genética del altruismo en un seminal artículo titulado «The Evolution of Social Behavior» (La evolución de la conducta social), donde introducía como nueva herramienta conceptual la noción de éxito reproductivo inclusivo (inclusive fitness). El grado de parentesco entre dos individuos es la probabilidad de que ambos posean exactamente el mismo gen en un locus cualquiera de su genoma, elegido al azar. Así el grado de parentesco que tiene uno con su padre es 0,5. En efecto, la mitad de mis genes procede de mi padre; por lo tanto, la probabilidad de que uno cualquiera proceda de él (y —salvo rarísima mutación— sea el mismo) es de 0,5. También tiene uno 0,5 de parentesco con su madre, con su hermano o hermana, con su hijo o hija. El grado de parentesco que uno tiene con su medio hermano o con su abuelo o con su nieto es 0,25. Con su primo o prima, 0,125. El éxito reproductivo inclusivo (inclusive fitness) de un individuo es su éxito reproductivo, aumentado por sus efectos sobre sus parientes (distintos de los hijos), donde cada efecto sobre un pariente se multiplica por el grado de parentesco de ese pariente. Por lo tanto, si la conducta altruista de un animal tiene como resultado que ese animal tenga un hijo menos de los que de otro modo tendría y que su hermano tenga tres hijos más, su propio éxito reproductivo inclusivo se reducirá en 1 punto (pues tendrá un hijo menos) y se incrementará en 3 × 0,5 = 1,5 puntos (pues su hermano, emparentado con él en grado 0,5, tendrá tres hijos más). En total, su éxito reproductivo inclusivo se incrementará en 0,5 punto. El gen que induce esa conducta tenderá a aumentar su frecuencia en la población.

El éxito reproductivo inclusivo permitía explicar el origen genético del altruismo. ¿Cómo es posible que el altruismo sea seleccionado genéticamente? Si un acto altruista ayuda a los parientes, aumenta las posibilidades de supervivencia de los genes del altruista que también están presentes en sus parientes. Esos genes están presentes en ambos, porque el altruista y sus parientes tienen antepasados comunes. Aunque el altruista muera y no se reproduzca a consecuencia de su acción altruista, sus genes pueden salir beneficiados.

La mayoría de los animales son diploides, es decir, tienen dos juegos de cromosomas. En cada locus tienen dos genes, uno proveniente del padre y otro de la madre. Sin embargo, algunos animales son haploides, tienen un solo juego de cromosomas, y sus genes proceden todos de su madre. La mayoría de los insectos sociales —hormigas, abejas y avispas— son himenópteros. Los himenópteros presentan haplodiploidía, un sistema que combina ambos modos de reproducción. Los huevos fecundados son diploides, poseen dos juegos de cromosomas y dan lugar a hembras. Los huevos sin fecundar son haploides, poseen un solo juego de cromosomas y dan lugar a machos. Calculando el grado de parentesco, Hamilton comprobó que, debido a la haplodiploidía, las hermanas están más emparentadas entre sí (tienen más genes en común) que las madres con las hijas. Las hembras reciben la mitad de sus genes de su padre y la otra mitad de su madre. Como el padre es haploide, la mitad de los genes de procedencia paterna es idéntica para todas. Como la madre es diploide, solo transmite la mitad de sus genes a cada una de sus hijas. Cada hembra comparte 3/4 de los genes con sus hermanas. Pero, si tuviera hijas, solo compartiría la mitad con ellas. Por lo tanto, el grado de parentesco es mayor con sus hermanas (0,75) que con sus posibles hijas (0,5). La mejor estrategia evolutiva para incrementar su éxito reproductivo inclusivo consiste en concentrarse en cuidar a sus hermanas al costo de renunciar a reproducirse. Los genes que inducen esta conducta altruista serán seleccionados por la evolución, como de hecho ocurre.

Según cuenta Wilson, «leí por primera vez el artículo de Hamilton en la primavera de 1965, durante un viaje en tren de Boston a Miami [...] Mi primera reacción fue negativa. Imposible, pensé; esto no puede ser así. Es demasiado simple. [...] Cuando llegamos a Miami, me di por vencido. Era un converso y me puse en manos de Hamilton. Había experimentado lo que los historiadores de la ciencia llaman un cambio de paradigma». En el otoño Wilson asistió a una reunión de la Royal Entomological Society en Londres y dedicó gran parte de su exposición a glosar la teoría de Hamilton.

A continuación Wilson se dedicó a redactar una síntesis de todo lo que se sabía de los insectos sociales, la ya mencionada obra The Insect Societies, publicada en 1971. Este libro incluye un capítulo entero (el 17) dedicado a la teoría genética de la conducta social, que incorpora los resultados de Hamilton y otros. Al final de The Insect Societies Wilson escribía: «Las perspectivas optimistas de la sociobiología se pueden resumir del modo siguiente: a pesar de la distancia filogenética que separa a los vertebrados de los insectos, y a pesar de la diferencia básica entre sus sistemas de comunicación, personal e impersonal, respectivamente, los dos grupos han desarrollado por evolución comportamientos sociales con similar grado de complejidad y convergentes en muchos detalles importantes. Este hecho permite abrigar esperanzas de que la sociobiología pueda desarrollarse a partir de los principios fundamentales de la biología de poblaciones y la biología del comportamiento, hasta transformarse en una ciencia independiente y madura.» A partir de ahí el reto estaba planteado: estudiar la conducta social de todos los animales, tanto insectos como vertebrados, y aspirar así a una ciencia general de las sociedades.

Durante los primeros años setenta Wilson tuvo frecuente contacto con Robert Trivers, por entonces también en Harvard, que estaba haciendo importantes aportaciones a la sociobiología, desarrollando la teoría del parentesco, del altruismo recíproco, de la familia y del conflicto entre padres e hijos. Había llegado la hora de hacer una gran síntesis de todo lo que se sabía de sociobiología. «Me dije que a un entomólogo le resultaría más fácil aprender sobre vertebrados que a un zoólogo de vertebrados aprender sobre insectos. Una vez más, me sentí excitado por la anfetamina de la ambición. Adelante, me dije; sáltate todas las barreras. Organiza toda la sociobiología sobre los principios de la biología de poblaciones.» En dos años de infatigable trabajo Wilson reunió su enorme experiencia y conocimientos sobre las sociedades de insectos, los estudios de otros zoólogos sobre sociedades de mamíferos, los anteriores estudios de los etólogos y los nuevos desarrollos teóricos de Hamilton, Trivers y otros. El resultado fue Sociobiology: the New Synthesis (Sociobiología: la nueva síntesis), una obra monumental de 700 grandes páginas a doble columna, publicada en 1975.

La sociobiología, definida por Wilson como «el estudio sistemático de la base biológica de la conducta social y de la organización de las sociedades complejas», estaba en marcha. En los años siguientes una plétora de investigaciones, artículos y libros de otros autores continuaron la tarea. Wilson mismo colaboró con el matemático George Oster en el desarrollo de una teoría de la evolución de las castas en los insectos sociales. Wilson proporcionaba los datos y las ideas intuitivas, y Oster construía los modelos formales. En 1978 ambos publicaron el libro conjunto Caste and Ecology in the Social Insects (Casta y ecología en los insectos sociales).

POLÉMICA

Cuando en mayo de 1975 se publicó el impresionante volumen Sociobiology: The New Synthesis, su aparición fue saludada en primera página del The New York Times como un acontecimiento. Las primeras recensiones, tanto en la prensa científica como en la popular, fueron muy positivas, entre ellas la del evolucionista C. Waddington en la New York Review of Books. En realidad, y desde el punto de vista de las reacciones que provocó, Sociobiology era como dos libros distintos: el primero, que abarcaba el 94 por 100 de las páginas y 26 de sus 27 capítulos, era una revisión de cuanto se sabía sobre los animales sociales desde el punto de vista de la biología evolutiva, y no encontró oposición alguna. El segundo se limitaba al último capítulo, el 27, en que los mismos principios y planteamientos se aplicaban a las sociedades humanas. A Wilson le parecía injustificable el excluir a los humanes de su consideración. Es más, pensaba y decía que solo en la biología podrían las ciencias sociales encontrar un fundamento sólido. En cualquier caso, esta pretensión de un biólogo de medir la conducta social humana por el mismo rasero que la de cualquier otra especie chocó con una violentísima oposición.

Muchos sociólogos tradicionalistas reaccionaron contra lo que percibían como una invasión de las ciencias naturales en su dominio particular. En 1976 el antropólogo cultural Marshall Sahlins escribió un libro entero, The Use and Abuse of Biology (El uso y abuso de la biología), para polemizar contra la sociobiología y excluir la conducta humana de la investigación biológica. A finales del mismo año, en la reunión de la Sociedad Antropológica Americana, solo por los pelos y ante la insistencia de Margaret Mead, fue derrotada una moción que pedía condenar oficialmente la sociobiología y prohibir los simposios sobre el tema.

Al temor a lo desconocido se unía el miedo a descubrir que alguna parte de la conducta humana estuviese genéticamente determinada. Entre los intelectuales norteamericanos estaba muy extendida la creencia optimista e ingenua en la ilimitada maleabilidad de la mente humana por la educación. Todos naceríamos como tablas rasas e iguales, y cualesquiera diferencias posteriores en carácter o conducta serían debidas solamente a las diferencias en ambiente y educación. Esta opinión estaba sostenida con alfileres y podía tambalearse si los métodos típicos de la biología se aplicasen también a la conducta humana. Por eso había que oponerse a esa aplicación. Especialmente virulenta era la oposición de un grupo de intelectuales marxistas del área de Boston, entre los que se encontraban dos biólogos y colegas de Wilson en Harvard, Richard Lewontin y Stephen Gould. Lewontin sobre todo llevaba varios años en campaña contra los diversos intentos de investigar la posible base genética de las diferencias de inteligencia detectadas por los tests.

En 1905 el psicólogo francés Alfred Binet había introducido los tests de inteligencia. En 1912 el psicólogo alemán W. Stern definió el cociente de inteligencia como el cociente de la edad mental (determinada en función del test) por la edad cronológica. En 1966 el físico de Stanford (uno de los inventores del transistor y premio Nobel de Física en 1956) William Shockley sostuvo que el que los blancos obtuvieran mejores resultados que los negros en los tests de inteligencia se debía a la herencia más que a la educación. En 1969 el psicólogo de Berkeley Arthur Jensen escribió que ciertos programas escolares fallan porque el bajo cociente de inteligencia de algunos alumnos era fijo y no podía ser corregido por la escuela. En 1971 el psicólogo (de Harvard) Richard Herrnstein afirmó que en una sociedad meritocrática el status socioeconómico está ligado a diferencias heredables del cociente de inteligencia.

La reacción más enconada contra estas opiniones estaba encabezada por Lewontin, que consideraba como su misión la denuncia implacable de las investigaciones que (en su opinión) pudieran tener alguna implicación racista. En 1973 fue el primer firmante (de entre más de mil) de un anuncio en el The New York Times pidiendo el final de toda investigación ‘racista’. En 1975 publicó un artículo criticando el mero hecho de investigar las habilidades cognitivas. En 1974 su discípulo L. Kamin había escrito The Science and Politics of IQ (La ciencia y política del cociente de inteligencia), que iba en la misma dirección. En 1981 el biólogo Stephen Gould publicó The Mismeasure of Man (La falsa medida del hombre), un ataque frontal contra los tests de inteligencia. En 1984 Richard Lewontin, S. Rose y L. Kamin escribieron Not in Our Genes (No en nuestros genes), otro ataque contra cualquier determinación genética de la inteligencia o de la conducta.

La cuestión siguió siendo objeto de controversias. En 1990 el Minnesota Twin Study (un extenso estudio de gemelos monozigóticos) encontró amplia evidencia de que muchos rasgos psicológicos (incluido el cociente de inteligencia) tienen un fuerte componente genético. En 1994 se publicó The Bell Curve, de Charles Murray y Richard Herrnstein (este último muerto recientemente), que volvió a reanimar los rescoldos de la polémica. De hecho, se trata de una controversia ideológica, que solo podrá ser zanjada científicamente cuando conozcamos más en detalle la estructura de nuestro genoma y la función de nuestros genes, cosa que probablemente se consiga con el avance en la exploración del genoma humano, en la que actualmente se trabaja con intensidad.

En cualquier caso, el libro Sociobiology de Wilson no tenía nada que ver con las investigaciones sobre la heredabilidad de la inteligencia que tanto irritaban a Lewontin. Además, el mismo Wilson había promovido tres años antes que Lewontin obtuviera una cátedra en Harvard, pues lo admiraba como biólogo de poblaciones. Sin embargo, el nivel de exacerbación ideológica marxista y antirracista de Lewontin y sus seguidores en aquellos años era muy elevado. Así como dos siglos antes Kant había querido poner límites a la ciencia para preservar un lugar para la fe religiosa, también Lewontin pretendía ahora poner límites a la ciencia (a la consideración de la sociedad humana por la biología) para preservar un dominio (el social humano) para la fe marxista. Había que atacar a Wilson.

Apenas publicado Sociobiology se formó un grupo de profesores y estudiantes izquierdistas del área de Boston, escandalizados por su último capítulo. En octubre de 1975 apareció en la New York Review of Books una carta de ese grupo, que más tarde acabaría fundiéndose con Science for the People (Ciencia para el Pueblo), una agrupación nacional de intelectuales radicales de izquierda dedicados a denunciar las presuntas fechorías de científicos y tecnólogos. La carta era un durísimo ataque a Wilson y entre sus firmantes había tres colegas suyos de Harvard (incluyendo a Lewontin). Aunque la hostilidad del grupo se dirigía contra el intento de Wilson de incluir a la especie humana entre los objetos de estudio de la sociobiología, la carta lo denunciaba a él personalmente como «determinista biológico» e ideólogo del statu quo, e incluso lo comparaba con los inspiradores del genocidio de Hitler. Wilson respondió negando como absurdos todos los cargos. Los críticos volvieron a la carga con un largo artículo hostil (escrito por Lewontin) publicado en BioScience el año siguiente, e igualmente replicado por Wilson.

La polémica sobre la sociobiología había sido portada de Time en agosto de 1977. En noviembre Wilson recibió la medalla nacional de Ciencias de manos del presidente Carter por sus contribuciones a la nueva disciplina. En enero de 1978 tuvo lugar en Washington la reunión anual de la Asociación Americana para el Progreso de la Ciencia. Un grupo de manifestantes hostiles (ligados a Ciencia para el Pueblo) ocuparon el estrado en que tenía que hablar Wilson, le vaciaron un cubo de agua helada en la cabeza y le cantaron «Wilson, te has meado». Era obvio para todos que la reacción ideológica de los enemigos de la sociobiología había llegado demasiado lejos, lo cual no implicaba que la teoría sociobiológica de Wilson careciera de puntos débiles. Pasada la tormenta, el mismo Lewontin publicó un buen artículo técnico, «Sociobiology as an adaptationist program» (La sociobiología como un programa adaptacionista), en el que criticaba con razón la tendencia de Wilson a suponer que todos los rasgos biológicos son adaptativos al ambiente, como si la selección natural fuese la única fuerza que actúa en la evolución, cuando de hecho también operan otras, como la deriva genética.

LA NATURALEZA HUMANA

En el contexto de los ataques y controversias de que había sido objeto su intento de aplicar la sociobiología a la especie humana, Wilson decidió contestar a sus críticos y defender las posiciones del polémico y último capítulo de Sociobiology, elaborándolas en un nuevo libro: On Human Nature (Sobre la naturaleza humana), publicado en 1978.

El título mismo de la obra presupone la existencia de una naturaleza humana, lo cual parece obvio, aunque haya sido a veces sorprendentemente negado por determinadas corrientes de pensamiento. Según el filósofo idealista alemán Fichte, el yo se pone a sí mismo en un acto de libertad absoluta, independiente de toda determinación natural. Así con el idealismo se introduce en la historia de la filosofía la implausible tesis de que el ser humano carece de naturaleza. Todas las otras especies animales tendrían una naturaleza, pero el Homo sapiens no sería un animal, sino una especie de ángel abstruso y etéreo, pura libertad y plasticidad. Marx entendía por naturaleza humana la red de relaciones económico-sociales en que el ser humano se encontraba. Los marxistas ortodoxos creían que, cambiando las relaciones económicas, cambiaría la naturaleza. Así de fácil. Los existencialistas —en especial Sartre— pensaban que el hombre carece de naturaleza, que en él la existencia y la libertad preceden a la esencia y a la determinación, y que es a partir de esa existencia y libertad no naturales como construye libremente su propia esencia. Esta doctrina es tan evidentemente falsa para cualquiera que haya observado el comportamiento de los infantes que no es de extrañar que haya desaparecido con la misma rapidez con que originariamente se difundió. Los psicólogos conductistas pretendían también que el infante venía al mundo como una tabula rasa de infinita plasticidad y que su posterior comportamiento dependía exclusivamente de la educación y estímulos que hubiese recibido. Los avances de la genética, la etología y la lingüística han echado por tierra la tesis conductista (lo cual no impide, desde luego, que muchas pautas concretas de conducta hayan podido ser estudiadas con éxito y rigor mediante métodos conductistas).

Desde luego que hay una naturaleza humana: el acervo génico de la humanidad, el bagaje genético con que cada uno de nosotros venimos al mundo, empaquetado y repetido en cada una de nuestras células. No estamos perdidos y desorientados en un espacio metafísico de vacío y libertad absolutos. Estamos al menos parcialmente orientados por la brújula de nuestros genes. Por eso los seres humanos podemos entendernos y sentir empatía unos con otros, incluso por encima de las barreras culturales que nos separan, porque a un nivel mucho más profundo y fundamental compartimos las mismas necesidades, impulsos y deseos. Además, una araña o un elefante no aprenderán a hablar, aunque los mandemos a la mejor escuela, ni a un niño le saldrán trompa o alas, ni aprenderá a segregar miel o a tejer telas de araña, lo alimentemos o eduquemos como queramos. Los animales de cada especie vienen al mundo programados para hacer ciertas cosas y no otras. En eso consiste su naturaleza.

En el tejido de nuestra conducta la trama hereditaria de los genes está inextricablemente entrelazada con la urdimbre cultural del aprendizaje. La capacidad lingüística está dada en nuestros genes, pero la lengua concreta que hablemos depende solo de las oraciones que oigamos en nuestra primera infancia. Así mismo, nuestra capacidad cultural en general depende de nuestro cerebro, un portentoso procesador de información heredado genéticamente, pero que nos permite procesar y ejecutar todo tipo de programas culturales asimilados de nuestro entorno. Separar lo heredado de lo adquirido, trazar la frontra entre nature y nurture (naturaleza y crianza), en el intrincado todo de nuestra conducta, nuestra cultura y nuestra sociedad, es una tarea que sobrepasa nuestras posibilidades científicas actuales, pero que quizá pueda ser emprendida con perspectivas de éxito una vez que termine la épica investigación del genoma humano que actualmente se está llevando a cabo por la comunidad mundial de genéticos.

Las culturas humanas (y de otros animales) evolucionan mucho más rápidamente que el acervo génico de sus portadores, y son interesantes por sí mismas. El estudio de la evolución cultural y de sus relaciones con la evolución biológica ha sido objeto de mucha atención recientemente. El mismo Wilson lo emprendió en 1981 con su obra Genes, Mind and Culture: the Coevolutionary Process (Genes, mente y cultura: el proceso coevolucionario), escrita en colaboración con el matemático Charles Lumsden. En 1983 publicó (también con Lumsdem) una exposición más popular de sus ideas al respecto, Promethean Fire: Reflections on the Origin of Mind (El fuego de Prometeo: reflexiones sobre el origen de la mente). Otros autores, como Luigi CavalliSforza, Martin Feldman, Robert Boyd, Peter Richerson, William Durham y yo mismo¹, han seguido elaborando la teoría de la evolución cultural, que todavía está lejos de haber alcanzado un estado satisfactorio.

On Human Nature recibió en 1979 el premio Pulitzer a la mejor obra de no-ficción publicada el año anterior. El libro había aparecido en medio de una polémica acalorada y solo unos meses después del ya citado incidente en que Wilson recibió un cubo de agua helada sobre su cabeza. La obra es un brillante alegato en defensa de sus tesis. En ella un famoso biólogo evolucionista expone sus ideas sobre la naturaleza humana con vigor y contundencia. A veces, con demasiada contundencia, pues varias de sus afirmaciones son muy imprecisas, y otras, aunque claras, carecen de suficiente apoyo empírico. Además, su enfoque tanto de los fenómenos biológicos como de los culturales es excesivamnte adaptacionista, pasando por alto el importante papel que las fuerzas del azar y de la deriva genética y cultural juegan en la evolución de las especies y de las culturas. De todos modos, y como el propio autor reconoce en el prefacio, On Human Nature es un ensayo especulativo y no un libro de ciencia. En todo caso, añade, sería un libro sobre la ciencia, que pretende tender un puente entre las dos culturas académicas (la de los científicos naturales y la de los sociales), buscando en la biología evolutiva la sólida fundamentación que hasta ahora había faltado a los estudios sociales y humanísticos.

Esta preocupación de Wilson por romper el aislamiento entre las ciencias naturales y las sociales o humanísticas se manifiesta aún más claramente en su libro Consilience: The Unity of Knowledge (1998), un alegato brillante y extenso en favor de la unidad de la ciencia y la búsqueda de la convergencia epistémica por encima de las barreras gremiales.

PARTE TERCERA

ASTRONOMÍA, FÍSICA Y MATEMÁTICAS

19

VIDA EN OTROS PLANETAS

PERSPECTIVAS EN EL SISTEMA SOLAR

Sería emocionante enterarnos de que existe vida extraterrestre, dondequiera que fuese. De todos modos, solo si la hubiera en nuestro sistema solar tendríamos esperanzas razonables de poder observarla y analizarla con algún detalle en un futuro previsible. Por eso estamos tan interesados en buscarla en nuestro vecindario, aun a sabiendas de que las posibilidades de encontrarla son escasas.

Lo más cómodo sería que hubiese vida en la Luna, que es el astro más cercano y fácil de alcanzar. En efecto, la Luna está solo a un segundo luz de nosotros¹. Por comparación, el Sol está a 8 minutos luz, y la estrella más cercana (Próxima Centauri), a 4 años luz. Por eso hasta ahora los únicos viajes humanos fuera de la Tierra han tenido la Luna como destino. De todos modos, cuando en 1969 Neil Armstrong la pisó y recogió muestras de su suelo, nos limitamos a comprobar lo que ya sabíamos: que en la Luna no hay vida.

El único satélite natural que podría albergar algún tipo de vida parece ser Europa, una de las lunas de Júpiter. La vida tal como la conocemos en la Tierra se basa en el agua líquida. Y en Europa podría haber agua líquida debajo de la capa de hielo que lo recubre. Todo el sistema joviano está relativamente lejos del Sol, a una distancia media de 43 minutos luz, por lo que en la superficie de Europa solo puede haber agua en forma de hielo, pero podría haberla en fase líquida por debajo (como pasa en el océano Ártico terrestre). En las fotos tomadas por las sondas Voyager 1 y Voyager 2, Europa aparece totalmente cubierto por una capa lisa de hielo resquebrajado. Además no se aprecian los típicos cráteres de impacto, lo que indica que algún proceso geológico los borra, quizá el surgimiento de agua líquida del interior, que los recubriría antes de congelarse. La misión Galileo estuvo a punto de irse a pique al no desplegarse la antena principal de su nave, pero los técnicos de la NASA lograron resolver el problema. Galileo llegó a su destino y se colocó en órbita en torno a Júpiter a finales de 1995. Entre otras cosas, midió el campo magnético oscilante de Europa, que podría deberse a la presencia de un líquido conductor, como el agua salada, bajo la capa de hielo. Además, la costra helada tiene poca densidad, lo que podría indicar la presencia de agua. La misión Galileo, prevista para solo dos años (debería haber concluido a finales de 1997), ha sido alargada varios años más, en vista del éxito conseguido.

La Tierra, patria de la única vida conocida, es un planeta. ¿Puede haber vida en otros planetas de nuestro sistema solar? No en Mercurio, demasiado próximo al Sol, desnudo de atmósfera y expuesto a la implacable radiación ultravioleta, carente de agua, tórrido de día (623 K) y congelado de noche (103 K).

La espesa capa de nubes que cubre Venus hace imposible la observación a distancia de su superficie, pero las misiones rusas y americanas de los setenta lograron penetrar esa barrera y estudiar su terrible atmósfera. Nuestro conocimiento de su orografía mejoró sustancialmente con la llegada en 1990 de la sonda Magallanes, que logró cartografiarlo con todo detalle. Aunque Venus tiene el mismo tamaño y densidad que la Tierra y está en la zona potencialmente habitable del entorno solar, su mayor proximidad al Sol y su espesa capa de nubes han provocado un efecto invernadero desbocado, que lo ha convertido en un infierno cáustico, tremendamente hostil a cualquier tipo de vida. Su densa atmósfera —formada por dióxido de carbono— es aplastante (la presión en la superficie es 90 veces mayor que en la Tierra), ardiente (la temperatura en la superficie es de 750 K, por encima del punto de fusión del plomo, frente a los menos de 300 K de la superficie terrestre) y corrosiva, impregnada de ácido sulfúrico de origen volcánico.

MARTE

Queda Marte, el más prometedor candidato a albergar o haber albergado algún tipo de vida. De haberla (lo que es dudoso), seguro que sería elemental y bacterioide, nada comparable a los animales terrestres. Aunque en Marte no había marcianos, en la imaginación calenturienta de algunos terrícolas sí que acabó habiéndolos. Al final de la década de 1870 el astrónomo italiano Giovanni Schiaparelli anunció que había visto canali en Marte. Unos años después el empresario y astrónomo aficionado americano Percival Lowell creyó observar con el telescopio los canales, que serían obra de una civilización alienígena. Lowell popularizó la idea de que los marcianos excavaban canales en libros como Mars as the adobe of life (1908). Novelistas como Kurd Lasswitz, Herbert G. Wells y Edgar R. Burroughs (el autor de Tarzán) popularizaron esa visión fantasiosa de Marte.

Desde 1960 los científicos se han esforzado por explorar Marte a través de numerosas misiones espaciales basadas en el envío de sondas portadoras de instrumentos. Unas sondas están destinadas a colocarse en órbita en torno al planeta rojo como satélites artificiales, otras a aterrizar (o amartizar) en su superficie. En esta difícil empresa mil cosas pueden fallar y de hecho la mayoría de las misiones acaban en fiascos. Los rusos han intentado nada menos que dieciocho misiones marcianas, llamadas Mars o Phobos, y casi todas (excepto tres) fracasaron. Algunas sondas no llegaron siquiera a abandonar la atmósfera terrestre, otras pasaron de largo junto a Marte, y, de las que lograron alcanzar su órbita marciana, la mayoría dejaron de emitir señales antes de poder transmitir información. Más fortuna o habilidad tuvieron los americanos. Desde 1964 y hasta finales de 2000 la NASA americana ha efectuado trece misiones a Marte, de las cuales ocho lograron su objetivo, aunque cinco fueron fracasos completos.

En 1976 las dos sondas Viking —diseñadas ex profeso para detectar huellas químicas de vida— se posaron con éxito sobre la desolada superficie marciana y analizaron muestras de su suelo, pero no hallaron indicio alguno de vida. Los resultados negativos de la misión Viking convencieron a la mayoría de los científicos de que no hay vida extraterrestre en nuestro sistema solar. Según James Lovelock —uno de los diseñadores de los experimentos de la misión— la misma conclusión podría haber sido ya obtenida por el mero análisis espectroscópico de la atmósfera de los otros planetas, pues la presencia de la vida cambia sustancialmente la composición atmosférica, alejándola del equilibrio.

Tras la decepcionante constatación de que no parecía haber vida en Marte, el interés por ese planeta decayó. Entre 1976 y 1996 hubo pocas misiones marcianas, y todas fracasaron. En 1988 dos sondas rusas llegaron a Marte, pero no funcionaron. En 1992 la NASA lanzó la sofisticada sonda Mars Observer, pero cuando en 1993 estaba a punto de encender los cohetes que la frenarían y la pondrían en su órbita prevista alrededor de Marte los controladores de vuelo en Pasadena perdieron el contacto con la nave, de la que nunca más se supo. El fallo de esta misión, que había costado mil millones de dólares, fue un completo desastre para la NASA. En 1996 fracasó también la sonda Mars 96, una cooperación internacional liderada por Rusia y destinada a explorar el ambiente marciano, pero que cayó de nuevo a la Tierra nada más ser lanzada.

El interés por Marte, alicaído después de tantos fracasos, fue reavivado por el descubrimiento en 1996 de presuntas trazas de vida primitiva en un meteorito de origen marciano, anunciado a bombo y platillo por la NASA en agosto de 1996.

Cuando un meteorito o asteroide impacta en la superficie marciana puede hacer saltar trozos de roca con velocidad superior a la de escape. Estos trozos de roca caen en dirección al Sol y adoptan órbitas cambiantes, que a veces acaban cruzándose con la Tierra, sobre la que caen como meteoritos marcianos. Al menos doce han sido reconocidos y catalogados. Uno de ellos es el ALH84001. Este trozo de roca cristalizó a partir del magma fundido marciano hace unos 4.500 millones de años. Quinientos años después resultó fracturado por el impacto de un meteorito. Más tarde el agua caliente que circulaba a través de esas fracturas depositó en ellas minerales carbonatados. Hace unos 16 millones de años se produjo un fuerte impacto de un asteroide contra la superficie marciana, que catapultó este fragmento de roca (del tamaño de un puño y de dos kilos de peso) al espacio, donde ha estado dando vueltas hasta que hace solo 13.000 años cayó a la Tierra, yendo a incrustarse en el hielo de la Antártida, donde en 1984 fue encontrado por una expedición americana. En 1993, analizando su composición química, se descubrió que era de origen marciano. En 1996 David McKay y su equipo anunciaron que habían encontrado en él posibles restos fósiles de vida marciana. En las venas carbonatadas del meteorito había hidrocarbonos policíclicos aromáticos (PAH), estructuras laminadas y granos de magnetita y de sulfuro de hierro. También se encontraron estructuras de forma muy parecida a las bacterias fósiles, aunque de un tamaño mucho menor, de solo 100 nanómetros. Cada uno de estos hechos puede ser explicado por procesos geoquímicos distintos, pero su presencia conjunta —según McKay y sus colegas— se explicaría mejor como resultado de procesos biológicos.

Aunque la noticia de la presunta vida fósil marciana dio la vuelta al mundo rápidamente, muchos científicos manifestaron su escepticismo, sobre todo por cuestiones de temperatura y de tamaño. Los carbonatos pueden depositarse a partir de una mezcla fluida de dióxido de carbono y agua a cualquier temperatura entre 320 y 1.000 K. Las estructuras bacterioides del meteorito quedaron incrustadas en los carbonatos mientras se formaban, pero una temperatura alta excluiría que se tratase de seres vivos, ya que las moléculas orgánicas en que se basa la vida son frágiles e inestables y a esas temperaturas se romperían inmediatamente. El tamaño de esas estructuras es mil veces menor que el de una bacteria terrestre. Un ser vivo unicelular necesita una membrana fuerte, pero, dado el tamaño minúsculo de las presuntas bacterias marcianas, la membrana sola ya ocuparía todo el espacio disponible en la célula. Por otro lado, dos artículos publicados en Science en 1998 por J. Bada y A. Jull pusieron de manifiesto que las moléculas orgánicas del meteorito son resultado de la contaminación terrestre. La distribución de los aminoácidos en el meteorito resultó ser la misma que la de los hielos de la Antártida. Además, todos los aminoácidos son levógiros, como en la Tierra (mientras que en los meteritos carbonáceos la mitad son dextrógiros). La proporción de ¹³C a ¹²C en el carbono orgánico del meteorito era la misma que en la biología terrestre. Además, contenía abundante cantidad de ¹⁴C, el isótopo de carbono usado habitualmente para datar restos arqueológicos. Este método permitió datar el material orgánico del meteorito entre hace solo 5.000 y 12.000 años, lo cual es consistente con los 13.000 años que pasó en la Antártida. Aunque McKay y sus colegas, aceptando que ha habido abundante contaminación terrestre, mantienen su hipótesis de que el meteorito contiene trazas de vida marciana fósil, ya pocos investigadores aceptan la idea.

El fiasco de la cara misión Mars Observer, por un lado, y el renovado interés por Marte despertado por la polémica sobre el meteorito marciano, por otro, llevaron al administrador de la NASA, Dan Goldin, a formular una nueva política espacial, consistente en multiplicar las misiones a Marte (dos misiones cada dos años), pero abaratando drásticamente sus costos, dando lugar así al programa Mars Surveyor.

La primera fase de esta nueva exploración de Marte por la NASA se plasmó en dos misiones: Mars Pathfinder y Mars Global Surveyor. En 1997 la sonda Mars Pathfinder llegó a la superficie de Marte junto a su pequeño vehículo robotizado Sejourner. En septiembre se agotaron las baterías y se acabó la misión. Se obtuvieron miles de fotografías y diversas mediciones de viento, presión y temperatura. El Mars Global Surveyor fue lanzado en noviembre de 1996. Para ahorrar costos y combustible, estaba diseñado para frenarse al llegar a su destino y ponerse en órbita alrededor de Marte usando la resistencia ejercida por la atmósfera marciana sobre sus grandes paneles solares. Sin embargo, uno de los dos paneles solares no pudo abrirse del todo y quedó atascado, lo que complicó toda la misión y estuvo a punto de dar al traste con ella. Los controladores lograron salvarla, reprogramando y retrasando dos años la maniobra de puesta en órbita, finalmente concluida con éxito a principios de marzo de 1999. Desde su posición orbital, el Mars Global Surveyor ha estado observando la atmósfera marciana y sus gigantescas tormentas de polvo, así como cartografiando la superficie del planeta con mayor detalle que nunca y haciendo estudios topográficos de altimetría.

En julio de 1998 los japoneses lanzaron su primera sonda espacial, Nozomi. Su misión consistía en ayudar a entender la ionosfera y el campo magnético y su interacción con el viento solar, así como la meteorología de Marte. La presencia de un fuerte campo magnético, como en la Tierra, implicaría que el centro del planeta está parcialmente líquido y caliente, lo que produciría un efecto de dinamo que crearía el campo magnético. El agotamiento prematuro del combustible destinado a las aceleraciones hizo cambiar los planes iniciales. La sonda siguió una trayectoria accidentada, siendo abandonada en diciembre de 2003, tras resultar incapaz de alcanzar la órbita prevista en torno a Marte.

La segunda fase de la exploración de Marte por la NASA constaba de las dos misiones Mars Climate Orbiter y Mars Polar Lander, ambas malogradas. El Mars Climate Orbiter estaba dedicado a estudiar el clima y las aguas subterráneas de Marte. Fue lanzado en diciembre de 1998. Cuando un año más tarde estaba a punto de alcanzar su objetivo, la sonda estalló por la fricción con la atmósfera marciana. Especialmente embarazoso para la NASA resultó averiguar que una de las razones del fiasco fue una confusión trivial entre unidades métricas (empleadas por la NASA) y unidades inglesas imperiales (empleadas por el fabricante). El Mars Polar Lander (dedicado a buscar agua y trazas de vida bajo la superficie helada y que transportaba dos microsondas que debían perforar la superficie marciana y ver qué hay debajo) fue lanzado en enero de 1999. Compartió el mismo destino aciago que su compañera, perdiéndose también al penetrar en la atmósfera marciana.

La etapa siguiente de la exploración marciana ha prestado especial atención al estudio del agua en Marte, crucial para evaluar la probabilidad de que haya habido vida en ese planeta. Hace tiempo que sabemos que hay agua en los casquetes polares marcianos. Varias misiones han encontrado vapor de agua en la tenue atmósfera de Marte. Por otro lado, parece que hace 3.800 millones de años la atmósfera marciana era mucho más densa que ahora y la superficie marciana contenía abundante agua, como parece desprenderse de los aparentes rastros de erosión acuática, incluidas las gargantas y los espectaculares cañones, parecidos a los abiertos por los ríos en la Tierra. Sin embargo, hace 3.500 millones de años el clima de Marte cambió dramáticamente. La presión y la temperatura de su atmósfera disminuyeron drásticamente y el agua desapareció de su superficie, no sabemos por qué. Marte cambió de ser un planeta relativamente cálido y húmedo a ser frío y seco como ahora. ¿Qué pasó con el agua? ¿Se perdió en el espacio exterior o quedó atrapada entre las rocas del subsuelo, donde la presión y temperatura podrían ser suficientes para mantenerla líquida? No lo sabemos. Es tarea de las próximas misiones contribuir a averiguarlo.

La exploración de Marte requiere tanto misiones orbitales, que estudian el planeta rojo de un modo global y continuo, orbitándolo desde una cierta altura, como misiones más a pie del suelo, basadas en vehículos que recorren su superficie y analizan sus rocas. La sonda orbital Mars Odissey fue lanzada por la NASA en abril de 2001 y alcanzó su posición en torno a Marte en octubre de ese mismo año. Sigue orbitando el planeta rojo, tras haber transmitido más de 130.000 fotos, así como numerosos datos y termografías. Además, ha ayudado a la selección del lugar de amartizaje de la Phoenix Scout en 2008. En junio de 2003 la agencia europea ESA lanzó la sonda orbital Mars Express, que explora la atmósfera y superficie de Marte desde una órbita polar. Mars Express llevaba también un pequeño vehículo, Beagle 2, con el que se perdió todo contacto tras su amartizaje en diciembre de 2003. En agosto de 2005 la NASA lanzó la sonda Mars Reconnaissance Orbiter, que alcanzó su órbita en torno a Marte en marzo de 2006. Lleva la cámara fotográfica más potente y de mayor resolución usada hasta ahora en la exploración planetaria. Cartografía la superficie de Marte con gran detalle, reconociendo objetos del tamaño de un plato de cocina.

El año 2003 fue el año de las misiones marcianas a pie de suelo. Una de ellas, la del vehículo europeo Beagle 2, acabó en fracaso, como acabamos de indicar. Más éxito tuvo la NASA, que en junio y julio de 2003, con dos semanas de diferencia, lanzó dos sondas iguales, Spirit y Opportunity, que amartizaron en enero de 2004 en dos zonas distintas de Marte que pueden haber contenido agua en el pasado. Cada sonda colocó sobre la superficie marciana un vehículo robotizado todoterreno, una versión más grande (de unos 180 kg) y sofisticada del Pathfinder Sejourner, capaz de recorrer unos cien metros diarios. Los vehículos estaban empaquetados en una estructura protectora de «pétalos» que se abrieron tras el amartizaje, que a su vez fue amortiguado por un sofisticado sistema de cohetes de freno, paracaídas y cojines. Cada vehículo todoterreno es como un geólogo de campo robotizado. Las dos misiones, juntas, han costado 600 millones de dólares. La búsqueda de agua pasada o presente ha sido el principal objetivo de la misión, aunque también se han realizado 100.000 fotos en color y en infrarrojo de la superficie y se han recolectado diversos datos geológicos.

Está previsto que en agosto de 2007 la NASA lance el Phoenix Scout, un robot que amartizará en el helado Polo Norte de Marte y taladrará el hielo en busca de restos orgánicos. Llevará un hornillo para calentar los restos y un laboratorio portátil para analizarlos. En 2010 está previsto que llegue a Marte un nuevo vehículo de la NASA, el Mars Science Laboratory, en la línea del Spirit, pero más grande y pesado. Más adelante se espera enviar misiones que recojan muestras de la atmósfera y de las rocas y el suelo de Marte y retornen con ellas a la Tierra para su análisis. Es de esperar que en un futuro próximo lleguemos a conocer bien todo lo referente al agua en Europa y Marte y logremos responder definitivamente a la pregunta de si hay o ha habido algún tipo de vida extraterrestre en nuestro sistema solar.

PLANETAS LEJANOS

Cosas tan improbables como la vida o la inteligencia solo parecen tener alguna posibilidad de existir sobre la superficie de planetas (o satélites), y nunca en estrellas o en el polvo interestelar. Desde Copérnico sabemos que la Tierra es un mero planeta del Sol, un componente más de nuestro sistema planetario. Lo que ignoramos es hasta qué punto el fenómeno planetario es excepcional o frecuente en el Universo. Giordano Bruno fue el primero en proclamar que «hay innumerables soles y una infinidad de tierras giran por igual en torno a aquellos soles»², y pagó su atrevimiento con la hoguera en 1600. Descartes, Huygens y otros abundaron en la misma idea. En 1755 Kant sostenía con naturalidad que «las estrellas fijas, como soles que son, constituyen los centros de otros tantos sistemas planetarios»³.

En la primera mitad del siglo XX competían dos hipótesis sobre la formación del sistema solar. Según una de ellas (ahora favorecida), su origen estaría en la contracción gravitacional de una nube de gas y polvo en rotación, que daría lugar a un disco protoplanetario. Este proceso sería común, y el Universo estaría plagado de sistemas planetarios. Según la otra (ahora descartada), su origen estaría en la casi colisión de dos estrellas, una de las cuales perdería parte de su materia superficial por efecto de la marea generada por la otra, en torno a la cual se condensaría como planetas. Puesto que en la vastedad del espacio las colisiones estelares son raras, los sistemas planetarios serían excepcionales.

La discusión sobre la pluralidad de los mundos siempre ha sido apasionante, pero hasta hace poco no había superado el nivel de la especulación más o menos ilustrada. La primera cuestión relevante es la de cuál es la frecuencia de las estrellas que tienen planetas. No lo sabemos, pero en los últimos años hemos ido detectando planetas fuera del sistema solar, aunque solo indirectamente. Los planetas están demasiado fríos para emitir luz propia y están demasiado cerca de su estrella como para que sus reflejos puedan distinguirse a gran distancia. En el espectro visible los detectamos indirectamente por el método doppleriano, es decir, mediante el análisis espectrográfico de los cambios en la velocidad radial de la estrella madre (su velocidad a lo largo de la línea de visión o radio entre nosotros y ella) causados por la atracción gravitacional de sus planetas. En efecto, no solo la estrella atrae a sus planetas; también los planetas atraen y arrastran a la estrella tras de sí. Esa atracción produce el bamboleo de la estrella en torno a su común baricentro. Una estrella que se bambolea es una estrella que tiene planetas. Las oscilaciones periódicas de la velocidad radial son síntoma inequívoco del bamboleo de la estrella, del que puede inferirse la presencia, la masa y la distancia del planeta.

Después de varias falsas alarmas y anuncios prematuros, hemos ido asistiendo a los descubrimientos de planetas extrasolares, y estos resultan más sorprendentes de lo que esperábamos. En 1992 se detectaron los primeros tres planetas nada menos que alrededor de un púlsar (PSR 1257+12), una estrella de neutrones girando vertiginosamente con un campo magnético intensísimo, un lugar poco recomendable y acribillado por los rayos X. En 1995 los suizos Michel Mayor y Didier Queloz anunciaron la detección del primer planeta en torno a una estrella normal, 51 Pegasi. El planeta tiene 150 masas terrestres, pero está veinte veces más cerca de su estrella que la Tierra del Sol, lo cual pone patas arriba todas las teorías anteriores sobre la formación planetaria. En 1996 los americanos Geoffrey Marcy y Paul Butler dieron a conocer dos nuevos planetas extrasolares de masas desmesuradas (8 veces la masa de Júpiter el uno, 3,5 el otro). Cada año se descubren nuevos planetas. Hacia mediados de 1999 unos veinte planetas extrasolares habían sido detectados, y sus masas, trayectorias y distancias habían sido calculadas. Un año después ya eran más de cuarenta. En la asamblea de la Unión Astronómica Internacional celebrada en Manchester en agosto de 2000, varios astrónomos anunciaron el hallazgo de una docena de nuevos planetas, incluido uno, del tamaño de Júpiter, en torno a Épsilon Eridani, una de las estrellas más próximas, a solo 10,7 años luz de la Tierra.

Cuando se inició la busqueda de planetas extrasolares estábamos llenos de prejuicios y expectativas heliocéntricas, pensando que los sistemas planetarios lejanos se parecerían al nuestro, pero en estos años de triunfo astronómico no hemos ganado para sustos. El problema es que los casos detectados —incluso los que orbitan en torno a estrellas normales— son muy extraños, inesperados, inadecuados para la vida y muy distintos de nuestro sistema solar. Los primeros planetas extrasolares detectados son gigantescos; de promedio tienen una masa el doble que la de Júpiter, y alguno hasta diez veces mayor. Muchos están bastante más cerca de su estrella que Mercurio del Sol, orbitando endiabladamente en años de tres o cuatro días. Otros describen trayectorias elípticas sumamente excéntricas, que no se parecen en nada a las casi circulares de los planetas solares y más bien recuerdan a las de los cometas; en alguno incluso la excentricidad de su órbita está sujeta a cambios caóticos. Desde luego, ninguno de esos planetas podría albergar vida como la que conocemos. Es posible que las inesperadas características de los planetas detectados (demasiado grandes, demasiado cercanos a su estrella) hayan sido seleccionadas por el método de detección, pues cuanto mayor y más cercano es un planeta, tanto más bamboleo induce en su estrella.

El método doppleriano sigue siendo el fundamental para descubrir la existencia y la masa de los planetas extrasolares. Ha seguido refinándose y actualmente ya podemos detectar velocidades radiales de tan solo 3 km/h, la velocidad a la que andamos. En torno a la cercana estrella Gliese 876, una enana roja, Marcy ha descubierto por este procedimiento (con el telescopio Keck de Hawai) no solo dos planetas del tamaño de Júpiter, sino también un planeta de solo 7,5 masas terrestres, el más pequeño detectado hasta el momento. Este caso es excepcional, pues por análisis espectral de la velocidad radial de la estrella madre solo solemos detectar planetas grandes, del tamaño de Júpiter o Saturno, que son los únicos que tienen suficiente arrastre gravitacional como para menear a la estrella de modo observable.

Además del método doppleriano, ya se están aplicando otros dos procedimientos distintos para explorar los planetas extrasolares, el de las microlentes gravitacionales y el método del tránsito. De vez en cuando, un objeto celeste atraviesa la línea visual que nos une a una estrella lejana. En este caso, y por un efecto de relatividad general, el objeto intermedio actúa como una lente que amplifica la luz procedente de la estrella lejana, lo que a veces permite descubrir planetas extrasolares. Este procedimiento es aleatorio y hay que observar muchas estrellas para obtener algún resultado. Más fecundo es el método del tránsito, que es aplicable cuando un planeta orbita en torno a una estrella de tal modo que «transita» o pasa por delante de ella (desde nuestro punto de vista) regularmente, tapándola un poquito y reduciendo así ligeramente su luminosidad observada. Cuanto mayor es el planeta, tanta más luz bloquea. Esta técnica permite medir el diámetro y, por tanto, el volumen del planeta. Combinándola con la doppleriana, que nos da la masa, nos permite averiguar la densidad (= masa/volumen) del planeta. Ocho de cada nueve planetas «transitarios» tienen densidad baja, son gaseosos, como Júpiter. De todos modos, también hay sorpresas. Así, el planeta HD149026b es muy denso para su tamaño y tiene tanto material pesado como todos los planetas de nuestro sistema solar juntos.

Nuestro planeta está en un sistema planetario. ¿Hay otros? Parece que sí, y hemos empezado a detectarlos, aunque no es fácil. En 1999 astrónomos de Berkeley encontraron tres planetas en el mismo sistema planetario, en torno a la estrella Ípsilon Andromedae (a 44 años luz de nosotros). En 2000 el equipo de Michel Mayor, de Ginebra, descubrió dos planetas en torno a HD 83443 (a 141 años luz de la Tierra). Uno de ellos es del tamaño de Saturno, el otro la mitad; por lo tanto, bastante pequeños en comparación con los demás planetas extrasolares detectados. Lo más sorprendente es que ambos globos gaseosos están sumamente cerca de su estrella. Uno de ellos está a una distancia de su estrella que es solo un décimo de la distancia de Mercurio al Sol y completa su órbita en menos de tres días. Es muy posible que en las estrellas en las que se ha descubierto solo un planeta haya otros que aún no se han detectado, debido a que su contribución al bamboleo de la estrella es pequeña, dado su menor tamaño o mayor distancia. Hasta finales de 2006 se habían descubierto veinte sistemas planetarios extrasolares con al menos dos planetas. De ellos, seis tienen tres planetas detectados, y uno —el de la estrella 55 Cancri— tiene cuatro. La puesta en funcionamiento de nuevos telescopios terrestres y espaciales y la mejora de las técnicas de interferometría irán permitiendo medidas cada vez más precisas del bamboleo de las estrellas, lo que promete proporcionarnos información cada vez más completa y detallada acerca de otros sistemas planetarios. Sin duda, algunos serán comparables al nuestro, aunque a escala cósmica parece que este tipo de sistema planetario tranquilo que habitamos es más bien la excepción que la regla. Por la misma fecha ya se habían detectado unos doscientos planetas extrasolares. De hecho, el 5 por 100 de las estrellas observadas en busca de planetas han resultado tenerlos; cuando se perfeccione la técnica de detección, es probable que este porcentaje supere el 10 por 100. Por tanto, es plausible que nuestra galaxia contenga varios miles de millones de planetas extrasolares.

Los principales requerimientos que suelen aducirse para que un planeta sea compatible con la vida son: 1) que gire en torno a una estrella singular, no en torno a un sistema binario (como son muchas —quizá la mayoría de— las estrellas); 2) que su masa sea suficiente para la retención gravitacional de una atmósfera adecuada, y 3) que su superficie contenga agua y su temperatura superficial sea compatible con el agua líquida (es decir, que esté en la llamada «zona habitable»). El primer requerimiento parece ser absoluto, pero los otros dos serían prescindibles si se tratara de formas anaerobias de vida o de formas de vida que usen amoniaco o alcohol etílico como solvente (si es que las hay), o simplemente si hay agua líquida debajo del hielo superficial, como vimos que podría ocurrir en el satélite joviano Europa. Desde luego, la mera existencia de planetas no es garantía alguna de vida, pero esta probablemente cambiaría la composición de la atmósfera del planeta y ese tipo de cambio podría eventualmente resultar observable en la zona infrarroja del espectro electromagnético.

Estamos al comienzo de la búsqueda planetaria. En los próximos años seguiremos empleando los métodos doppleriano, de tránsito y de microlentes gravitacionales para detectar planetas extrasolares y averiguar sus propiedades. Los astrónomos buscadores de planetas ya están observando miles de estrellas y cada vez analizan más por procedimientos crecientemente automatizados. La precisión de la medida del bamboleo gravitacional de las estrellas se incrementará con el uso de la interferometría óptica e infrarroja cercana mediante los dos grandes telescopios Keck, en Hawai, y los cuatro telescopios del VLT en el Observatorio Austral Europeo, en Chile. El reciente telescopio espacial Spitzer está especialmente adaptado a la búsqueda de planetas mediante el método del tránsito y ya ha permitido obtener las primeras fotografías infrarrojas de dos planetas extrasolares.

La búsqueda no se interrumpe. En noviembre de 2006 se lanza el satélite francés Corot, un buscador de planetas por el método del tránsito. En 2008 se pondrá en órbita el observatorio Kepler, de la NASA, dedicado a monitorizar 100.000 estrellas durante cuatro años, buscando planetas de tamaño comparable al de la Tierra por el método del tránsito. Para aumentar aún más la precisión, será necesario practicar la interferometría desde fuera de la atmósfera, que es lo que está previsto que hagan dos misiones espaciales planeadas para 2015: la SIM (Space Interferometry Mission) Planet Quest, de la NASA, que buscará planetas de pocas veces la masa terrestre que orbiten estrellas cercanas a la Tierra (a menos de 20 años luz de distancia) por el método doppleriano con ayuda de sus dos telescopios acoplados en interferometría; y la misión Darwin, una flotilla de telescopios espaciales de la organización europea ESA, que buscará planetas de masa comparable a la terrestre en las zonas habitables de los sistemas estelares distantes hasta 80 años luz de la Tierra y estudiará sus atmósferas en busca de síntomas de vida.

No basta con detectar planetas; queremos saber en cuáles hay o podría haber vida. Esa información no la podemos obtener por el análisis del efecto gravitatorio de los planetas sobre sus estrellas (que no depende para nada de si albergan vida o no), sino solo por la observación directa de los planetas y el análisis espectroscópico de su radiación infrarroja. La temperatura de los planetas (la de los solares es de entre 50 y 750 K) los hace emitir radiación infrarroja, la mayor parte de la cual es absorbida por nuestra atmósfera y no puede ser captada por los telescopios terrestres. Sin embargo, podría ser detectada por un sistema de telescopios espaciales de infrarrojo como los que piensan poner en órbita la NASA y la ESA hacia 2015. Ello tendría la doble ventaja de hacer accesibles los planetas de tamaño terrestre (demasiado ligeros como para hacer bambolear perceptiblemente a su estrella) y de permitir localizar la señal espectral del agua, el ozono, el oxígeno libre y otros posibles signos de vida. El dióxido de carbono es un posible subproducto de organismos como los animales. El oxígeno (O₂) se combina muy fácilmente con otros elementos y desaparece, excepto si es continuamente renovado por procesos biológicos (como la fotosíntesis en la Tierra). Su presencia en la atmósfera de otros planetas sería un buen indicador de vida.

SINTONÍAS CELESTIALES

En nuestra galaxia hay más de cien mil millones de estrellas. Quizá en torno a algunas de ellas florezcan otras civilizaciones, que traten de entrar en contacto y comunicarse con las demás, lanzando mensajes al espacio, por si alguien los escucha. Pocos descubrimientos tendrían un impacto psicológico y social comparable a la detección de esos posibles mensajes inteligentes extraterrestres.

El astrónomo Frank Drake formuló en 1961 la famosa ecuación de Drake (en realidad, una mera yuxtaposición de factores), que permite calcular el número de civilizaciones galácticas en función de una serie de parámetros astronómicos (como la fracción de estrellas que tienen planetas), biológicos (como la fracción de planetas habitables en los que surge la vida) y sociales (como la duración media de una civilización tecnológica), cuyo valor solo podemos conjeturar. Las conjeturas difieren, y por lo tanto el número calculado oscila entre una sola civilización galáctica (la nuestra) y cientos de millones.

En realidad no sabemos si hay otras civilizaciones, y no será con meras cavilaciones como lo averiguaremos; tampoco mediante utópicos viajes espaciales a estrellas lejanas. La única esperanza estriba en captar sus posibles mensajes electromagnéticos, que viajan a la velocidad de la luz. Es razonable suponer que la comunicación se realizará por radio, por razones económicas. Un fotón de luz visible porta la misma información que uno de radio, pero el enviarlo cuesta (en términos energéticos) un millón de veces más, ya que los fotones visibles son mucho más energéticos que los de radio. Además, los fotones de radio atraviesan bien las nubes de gas y polvo interestelar y su emisión no sufre la competencia abrumadora de la luz visible de la estrella madre. La mayor parte de las frecuencias de radio serían inutilizables para la comunicación por la interferencia del ruido galáctico, pero una ventana de oportunidad se abre en las microondas de frecuencia entre 1 y 10 GHz, dentro de la cual solo está ocupada la banda de 1,42 GHz, en que emite el hidrógeno (que forma el 90 por 100 del gas interestelar). Ahí habría que tratar de detectar las señales de nuestros vecinos cósmicos.

Coincidiendo con el quinto centenario del descubrimiento de América, la NASA puso en marcha el 12 de octubre de 1992 un sofisticado programa de búsqueda de inteligencia extraterrestre o SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), utilizando dos grandes radiotelescopios en Puerto Rico y California para la exploración computarizada de las posibles emisiones de 800 estrellas cercanas de tipo solar y además para echar un vistazo a todo el cielo en el ámbito de frecuencias indicado. El programa, presupuestado en 100 millones de dólares, debería haber durado diez años, pero fue cancelado al cabo de solo uno por el Congreso americano, que en una confusa maniobra política de última hora recortó los 12 millones de dólares previstos para 1994.

Indignados por la miopía del Congreso, muchos ciudadanos (desde aficionados modestos hasta los fundadores de Hewlett Packard, Intel y Microsoft) empezaron a poner dinero de su bolsillo para continuar el programa de SETI. Con estas donaciones privadas renació el proyecto, rebautizado Phoenix (por el ave fénix, que renace de sus cenizas) y dirigido por la misma astrofísica, Jill Tarter. El proyecto Phoenix ha estado en marcha desde febrero de 1995 hasta marzo de 2004, alquilando y usando sucesivamente varios de los radiotelescopios más grandes del mundo en Australia, West Virginia y Puerto Rico. En total observó, una por una, 800 estrellas situadas a menos de 240 años luz de la Tierra, cubriendo mil millones de frecuencias de radio para cada estrella durante las 11.000 horas de observación. No se detectaron señales de inteligencia extraterrestre.

La Planetary Society (de Pasadena, California), una ONG de aficionados a la astronomía (que cuenta con 100.000 miembros en todo el mundo, incluyendo al generoso director de cine Steven Spielberg), fue fundada por Carl Sagan y Bruce Murray en 1980. Actúa como grupo de presión o lobby a favor de la exploración de nuestro sistema solar, coopera con las agencias del espacio (como la NASA) en el diseño de las misiones espaciales y promueve la cooperación internacional en este campo, además de difundir el conocimiento astronómico entre el público. Es completamente privada y se financia con las cuotas y donativos de sus socios. La sociedad publica The Planetary Report y organiza fiestas concurridas (las Planetfest) para seguir en directo y celebrar la culminación de las misiones de exploración espacial. La Planetary Society es la pionera en la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI). Ya había financiado el proyecto META, dirigido por Paul Horowitz y anterior al de la NASA. En noviembre de 1995 la Planetary Society puso en marcha el proyecto BETA, basado en un radiotelescopio de Harvard, que exploraba 250 millones de canales de radio simultáneamente. También ha realizado tareas de SETI con el proyecto SERENDIP, instalado en el gran radiotelescopio de Arecibo (Puerto Rico). Desde 1998 coordina la red SETI@home, en que millones de particulares ceden sus computadoras personales para realizar cómputos parciales de análisis de señales SETI durante sus periodos de inactividad.

El Instituto SETI (de Mountain View, California) es una organización privada dedicada a la búsqueda de vida inteligente extraterrestre y que ya gestionó el proyecto Phoenix. A mediados de 2000 recibió un donativo de 11,5 millones de dólares de Paul Allen, uno de los fundadores de Microsoft. Con ese dinero se está construyendo el Allen Array Telescope, una formación de múltiples antenas parabólicas de 6 m de diámetro, específicamente designada para buscar señales procedentes de civilizaciones lejanas, aunque también puede llevar a cabo investigaciones punteras en radioastronomía, en colaboración con la Universidad de California en Berkeley, que colabora en el proyecto. Está situada en el norte de California. Una vez terminada, la formación incluirá 350 antenas de 6 m, de las que ya se están instalando las primeras 42. Otro aficionado particular, Nathan Myhrvold, que había sido director de tecnología en Microsoft, donó un millón de dólares al Instituto SETI para montar el laboratorio electrónico que analice los datos captados por el radiotelescopio. La instalación podrá enfocar hasta doce estrellas distintas simultáneamente y detectar eventuales señales artificiales en un espectro muy amplio de frecuencias.

El intento de sintonizar señales de radio de civilizaciones extraterrestres no ha dado resultado hasta ahora. Tampoco ellos podrían detectar nuestra actividad radiodifusiva habitual. Si una civilización a 50 años luz de la Tierra quisiera detectar nuestras emisiones de radio y televisión, necesitaría usar una antena parabólica de 5 km de diámetro, mucho mayor que ninguna existente en la Tierra. La estrella con planetas más cercana a nuestro sistema solar parece ser Épsilon Eridani, a solo 10,5 años luz de nosotros. Incluso los mayores radiotelescopios del mundo serían incapaces de detectar las posibles emisiones de radio y televisión que pudiera emitir allí una civilización alienígena para consumo local. De hecho, la única posibilidad que podríamos tener nosotros de establecer algún tipo de contacto con otras civilizaciones consistiría en transmitir un haz concentrado de radiación, optimizado para la comunicación, el cual podría ser detectado a miles de años luz por observadores situados en su cono de radiación, como un faro emite un haz de luz, que se divisa desde alta mar. Sería algo factible en cuanto quisiéramos, pues la tecnología pertinente ya está disponible. La humanidad solo lleva un siglo transmitiendo señales de radio. Si nuestra civilización continúa en el futuro, es posible que nos entre la curiosidad y nos animemos a lanzar mensajes en forma de haz de radiación como un faro cósmico. Quizá otras civilizaciones hayan alcanzado ya ese estadio y lo estén haciendo ahora (o, mejor dicho, hace un tiempo igual a su distancia de nosotros expresada en tiempo luz). Si así es, y si su cono de radiación se cruza con la Tierra, los radiotelescopios de la Planetary Society o del SETI Institute podrían detectar tales haces.

Sintonizar emisiones de lejanas civilizaciones extraterrestres sería una experiencia fascinante y sobrecogedora, que transformaría nuestra visión de nosotros mismos y del puesto que la vida y la inteligencia ocupan en el Universo. Realmente, en comparación con lo que está en juego, el coste de la radioescucha cósmica es minúsculo. La búsqueda continúa. Vale la pena.

20

VENTANAS AL UNIVERSO

Nunca podremos averiguar acerca del Universo más de lo que el Universo mismo nos comunica a través del océano de señales en que nos baña. Estamos genéticamente preprogramados para detectar y procesar solo algunas de esas señales, las que son relevantes para nuestra supervivencia. Sin embargo, nuestra curiosidad y ambición cognitiva nos han llevado a trascender esos límites naturales, detectando señales previamente vedadas mediante extensiones tecnológicas de nuestros sentidos y procesando la información así obtenida mediante extensiones artificiales de nuestro cerebro.

Las señales acústicas son ondas de presión en el aire y se apagan cuando se acaba la atmósfera. Los meteoritos solo contienen información acerca del sistema solar. En esta habitación con vistas que es la superficie de nuestro planeta, las únicas ventanas que dan al Universo son los rayos cósmicos, los fotones, los neutrinos y las ondas gravitacionales.

La cosmología concibe el Universo entero como un sistema. El conocimiento que podemos adquirir de un sistema depende sobre todo de dos factores: de las señales emitidas (o reflejadas) por ese sistema que nosotros seamos capaces de detectar, y del procesamiento a que podamos someter la información contenida en esas señales, a fin de sacarles todo su jugo cognitivo. Si nos limitamos a nuestros medios naturales (genéticamente dados) de detectar y procesar señales (es decir, a nuestros sentidos y nuestro cerebro), y consideramos todas sus posibilidades, llegamos a la noción de mundo perceptible.

EL MUNDO PERCEPTIBLE

Nuestro mundo perceptible o experiencial es el ámbito de nuestras percepciones, vivencias y experiencias. Cada animal tiene su mundo. De la inmensa cantidad de información objetiva presente en su medio, cada animal detecta solo una parte, aquella que está genéticamente preprogramado para detectar, interpretar y experienciar¹. El zorro percibe la trayectoria que ha seguido el conejo, detectando con su fino olfato las moléculas que su presa ha dejado a su paso prendidas en los matorrales. El murciélago se orienta sin dificultad alguna en la oscura caverna o en la penumbra del bosque, localizando sus objetivos o los obstáculos a su vuelo mediante la detección del eco rebotado de sus propios ultrasonidos. Las abejas ven los colores ultravioleta de las flores. Algunas serpientes detectan direccionalmente el infrarrojo, lo que les permite cazar de noche. Algunos peces perciben las variaciones del campo magnético. Todas estas percepciones producen en los animales que las tienen experiencias y vivencias que los que no las tenemos no podemos imaginar siquiera, pues caen fuera de nuestro mundo perceptible. Y menos aún, si cabe, podemos imaginar qué percepciones y vivencias puedan tener los desconocidos organismos que posiblemente pueblen otros rincones del Universo alejados de nuestro sistema solar.

Los mundos perceptibles de los animales de la misma especie se solapan considerablemente, por lo cual podemos hablar del mundo de la especie. El aparato neurosensorial característico de la especie determina el tipo de percepciones y experiencias que los individuos de dicha especie puedan tener. La frontera así trazada entre las percepciones posibles y las imposibles para dichos animales constituye el límite de su posibilidad de percibir, o, dicho de otra manera, el horizonte de su mundo perceptible. No puedo tener cualesquiera sensaciones o experiencias, sino solo aquellas que mi aparato neurosensorial, en contacto con los estímulos a los que responde, pueda generar. Las percepciones y experiencias de animales con aparatos neurosensoriales muy alejados de los nuestros están más allá de nuestro horizonte vivencial. Y lo mismo ocurre a los ciegos de nacimiento con el mundo visible, o a los sordomudos natos con el mundo sonoro. Mi horizonte vivencial marca los límites de mis experiencias posibles.

Las principales limitaciones u horizontes de nuestro mundo perceptible se deben a nuestro aparato neurosensorial, que solo responde a una cierta gama de estímulos, que solo detecta cierto tipo de señales. Aunque nuestro sentido del oído es muy importante en nuestra vida social, su alcance cosmológico es nulo, pues las señales acústicas que detecta solo se producen y transmiten en el interior de la atmósfera. De hecho, toda la información perceptiva que recibimos de fuera de nuestro planeta nos llega por el sentido de la vista. Los humanes siempre han mirado al cielo con admiración y asombro, y los cuerpos celestes, divinizados en muchas culturas, han sido habitantes distinguidos de su mundo perceptible y objeto frecuente de su atención.

Otras limitaciones del mundo perceptible se deben a nuestra posición en el espaciotiempo. Estas limitaciones pueden ser parcialmente superadas mediante la exploración o el viaje, es decir, trasladándonos, acudiendo a otra posición espacial. Si carezco de la experiencia de la nieve, porque vivo en un país cálido, puedo obtenerla yendo a uno frío. Si no he tenido nunca la experiencia de bañarme en la mar salada, porque soy de tierra adentro, puedo conseguirla acudiendo a la costa. Pero en el caso del cosmos la exploración está excluida. Podemos explorar el sistema solar, y ya lo estamos haciendo. No es imposible que un día podamos explorar la vecindad de otras estrellas próximas o incluso gran parte de nuestra galaxia. Pero está prácticamente excluido que nos traslademos a otras galaxias, sobre todo a las de allende nuestro grupo local. La inmensísima mayor parte del Universo queda para siempre fuera del alcance de nuestra exploración.

La mejor manera de llegar a conocer bien los objetos, personas o sistemas de nuestro mundo perceptible consiste en probarlos, en experimentar con ellos, en provocar su reacción a factores que nosotros podamos controlar. Según el número de parámetros que controlemos, podemos hablar (con Martin Harwit) del grado mayor o menor del experimento. Así, un experimento de primer grado es aquel en el que podemos controlar un solo parámetro; uno de grado n es aquel en que controlamos n parámetros. En este sentido, la experimentación de grado cero sería aquella en que no controlamos parámetro alguno, es decir, la mera y pasiva observación. Otra limitación de nuestra astronomía y cosmología consiste en que no podemos experimentar, en que tenemos que limitarnos a observar, a recibir pasivamente y a procesar la información transmitida naturalmente por los objetos cósmicos observados.

Vedado el recurso a la experimentación y a la exploración, si queremos ir más allá del mero mundo perceptible en nuestro conocimiento del Universo tenemos que diseñar y fabricar extensiones artificiales de nuestros sentidos, que nos permitan detectar señales inaccesibles a estos últimos.

EL UNIVERSO OBSERVABLE

El Universo observable abarca no solo lo perceptible con los sentidos naturales, sino también todo aquello de lo que recibimos noticia a través de las extensiones artificiales de nuestros sentidos que son los instrumentos científicos de observación, tales como telescopios y radiotelescopios, detectores de diversas radiaciones colocados en satélites artificiales, placas fotográficas, CCDs y detectores de neutrinos. El Universo observable es el Universo accesible a la ciencia observacional, y en especial a la astronomía.

Un horizonte observacional es un límite a la observación, una frontera que separa lo que puede ser observado de lo que no puede serlo. Obviamente, el horizonte observacional es relativo a los instrumentos de observación disponibles en un momento determinado, así como a la posición espaciotemporal del observador (o de la comunidad científica, o de la humanidad). Los progresos tecnológicos de la instrumentación traen consigo ampliaciones del horizonte observacional y del Universo observable. El mero paso del tiempo y los eventuales desplazamientos en el espacio traen también consigo desplazamientos del horizonte observacional.

La especificación o trazado de los horizontes del Universo observable no es el resultado de la mera observación. En ese trazado intervienen esencialmente teorías físicas y modelos cosmológicos. Según qué teorías físicas aceptemos en un momento determinado trazaremos de un modo u otro los horizontes observacionales. Por ello en todo lo que digamos aquí acerca de dichos horizontes estaremos presuponiendo una gran cantidad de teoría física vigente, como no podría ser de otro modo.

Ninguna señal puede viajar a velocidad superior a la de la luz. Por lo tanto, aquí y ahora no podemos recibir señales de lo que pasó hace menos de un año en un lugar alejado de nosotros más de un año luz, ni, en general, de lo que pasó hace menos de n años en un lugar alejado de nosotros más de n años luz, pues las señales correspondientes solo podrían llegarnos si hubieran viajado a una velocidad superior a la de la luz, lo cual es imposible. Solo pueden llegarnos señales de eventos ocurridos a distancias (medidas en unidades de tiempo-luz) menores que el tiempo transcurrido desde entonces. Tales eventos son los puntos del espaciotiempo 4-dimensional situados en el interior del hipercono inferior con vértice en nuestra posición actual y superficie caracterizada por la ecuación x²+ y²+ z²= t². (Suponemos que la unidad de longitud es la recorrida por la luz en un segundo, con lo que la velocidad de la luz c = 1.) Es el llamado cono de luz del pasado². Solo de los eventos situados en el cono de luz de nuestro pasado podemos recibir señales. Del resto de los eventos (de los separados de nosotros por una distancia espacialoide —spacelike— o de los situados en el cono de luz del futuro) no podemos, por principio, recibir noticia alguna (al menos, por ahora).

Los cortes temporales del hipercono pueden visualizarse como esferas concéntricas (en cuyo centro estamos nosotros aquí y ahora) con radio (en unidades de tiempo-luz) igual al tiempo transcurrido. Si medimos los tiempos pasados en valores negativos de t, entonces la esfera correspondiente a – t tiene de radio a t (en tiempo-luz; en otras unidades, a tc, donde c es la velocidad de la luz en esas unidades). Todos los eventos ocurridos posteriormente a – t fuera de esa esfera son absolutamente inobservables (desde nuestra posición) por principio. Esa esfera (o, mejor dicho, la sucesión de esferas que constituye el hipercono de luz del pasado) constituye el horizonte especial-relativista del Universo observable.

De hecho solo podemos recibir señales de los objetos cósmicos en determinados momentos de su trayectoria temporal. Así, no podemos tener un mapa actual (un world map, en la terminología de Edward Milne) del Universo, sino solo una cierta imagen (world picture) temporalmente heterogénea. Por eso vemos las galaxias cercanas como estas son (o eran) en su madurez, después de varios miles de millones de años de evolución, mientras que las señales que recibimos de los remotos cuásares fueron emitidas en su ya lejana infancia. No observamos cuásares en las cercanías espaciotemporales de nuestra galaxia. Pero, conforme observamos más lejos en el tiempo y el espacio, hacia los confines del Universo observable, las galaxias maduras se hacen raras y observamos más y más cuásares. No es posible observar la juventud de las galaxias ni la madurez de los cuásares. Nuestra imagen del Universo observable es un mosaico, cuyas piezas provienen de tiempos muy distintos, un peculiar corte espaciotemporal determinado por la singular perspectiva del observador.

Cuando en 1987 nos llegaron las primeras señales de la supernova 1987A, lo que estábamos observando era una explosión que tuvo lugar en la Gran Nube de Magallanes hace unos 170.000 años. Qué esté pasando allí ahora es imposible de saber, al menos observacionalmente. La misma Gran Nube de Magallanes podría haber desaparecido por completo hace 100.000 años, sin que nadie se hubiera enterado. De hecho, nadie podría enterarse de ello en las próximas mil generaciones de humanes.

El Universo observable es siempre un Universo pasado, antiguo. El Universo actual es inobservable. No podemos observar cómo es el Universo hoy; solo cómo era hace mucho tiempo (distintas partes en distintos tiempos). El Universo entero (excepto nuestro grupo local) podría haber desaparecido hace un millón de años, mucho antes de que surgiese nuestra especie. Nosotros aún no nos habríamos enterado. No hay manera de enterarse. Solo podemos observar que existían galaxias más allá de nuestro grupo local hace varios millones de años; pero no podemos observar si existen ahora. Esas posibles galaxias actuales están más allá del horizonte del Universo observable.

El Universo está en expansión. El espaciotiempo se expande, haciendo que unas galaxias se alejen de otras a velocidades proporcionales a la distancia, al menos en los casos de galaxias pertenecientes a supercúmulos distintos, pues en el interior del mismo supercúmulo la atracción gravitatoria puede ligar las galaxias con tal intensidad que más que contrapese la expansión del espaciotiempo. Es lo que ocurre, por ejemplo, en nuestro grupo local, en que Andrómeda se acerca a nuestra galaxia (su espectro está desplazado hacia el azul), o en nuestro supercúmulo local, en que el grupo local se acerca a los cúmulos Virgo e HydraCentaurus.

La tasa de expansión del Universo cambia con el tiempo, o, si se prefiere, determina el tiempo como su inversa. La constante de Hubble H0 fija la expansión del Universo o la velocidad de recesión de las galaxias lejanas respecto a la nuestra en la época presente. (El subíndice 0 en H0 se refiere al momento actual o tiempo 0, t0. En realidad, H es una función del tiempo; lo único constante es su valor para hoy, H0.) Se mide en kilómetros por segundo por megaparsec de distancia³.

Todavía no se conoce con precisión cuál sea el valor de la constante de Hubble, dada la dificultad de medir exactamente la distancia de las galaxias lejanas. Las estimaciones han ido variando entre 50 y 85. El valor más aceptado por los astrónomos en 2006, basado en los datos suministrados por el satélite WMAP, es de 70 km/s/megaparsec. Esto significa que una galaxia distante de nosotros 10 megaparsecs, por ejemplo, se aleja de nosotros a una velocidad de 700 km/s. Y una galaxia distante de nosotros 4.286 megaparsecs se aleja de nosotros a 300.000 km/s, es decir, a la velocidad de la luz. Una galaxia que diste más de 4.286 megaparsecs (es decir, más de unos 14.000 millones de años luz) se aleja de nosotros a una velocidad superior a la de la luz. Por tanto, tal galaxia nunca podrá ser observada por nosotros y quedará para siempre fuera de nuestro universo observable, pues cualquier señal que emita viajará hacia nosotros a una velocidad inferior a aquella a la que nos estamos alejando de ella, por lo que nunca podrá alcanzarnos. Es cierto que ninguna señal ni objeto material puede moverse a velocidad superior a la de la luz, pero la expansión del universo es una expansión del espaciotiempo, que no es una señal ni un objeto material, por lo que la relatividad especial no le pone límites.

La distancia c/H0 forma el radio de la llamada esfera de Hubble, una esfera en torno al observador más allá de la cual el observador no puede recibir señal alguna. En efecto, todo objeto situado más allá de esa esfera se aleja del observador a velocidad superior a la de la luz, por lo que ninguna señal suya puede nunca alcanzar al observador. Suponiendo que el valor asignado antes a la constante de Hubble (70) sea correcto, es imposible por principio que las señales emitidas por galaxias u otros objetos distantes más de 14.000 millones de años luz de nosotros nos alcancen nunca. La superficie de la esfera que tiene esa distancia como radio, es decir, la superficie de la esfera de Hubble, forma un horizonte infranqueable del universo observable.

LUZ VISIBLE

Toda la información perceptiva que recibimos de fuera de nuestro planeta nos llega por el sentido de la vista, que es sensible a la luz visible, es decir, a la radiación electromagnética de longitud de onda entre 0,4 y 0,7 µm (un micrómetro = 10–6 m), o, equivalentemente, de frecuencia entre 4,2 × 10¹⁴ y 7,5 × 10¹⁴ Hz. Esa banda visible del espectro electromagnético constituye la única ventana al universo perceptible, y a través de ella nos ha llegado toda la información sobre el universo observable de la que disponíamos hasta la Segunda Guerra Mundial.

Aunque el universo perceptible está limitado por nuestra capacidad para detectar naturalmente la luz visible, el universo observable superó los límites del perceptible con la introducción de extensiones artificiales de nuestros ojos a partir del siglo XVII, empezando por el catalejo de Galileo y siguiendo por una sucesión de telescopios cada vez más perfeccionados, pero basados siempre en la luz visible. La sustitución de la retina del observador por la placa fotográfica también representó un gran progreso, así como la de esta última por los dispositivos fotoeléctricos de detección de fotones (CCDs, charge-coupled devices), que permiten recuperar casi toda la información que nos llega en las señales y someterla a tratamiento digital.

Los telescopios ópticos terrestres cada vez son más potentes y sofisticados. En 1996 se completaron los dos enormes telescopios gemelos Keck (con un espejo de 9,8 m cada uno, dividido en 36 segmentos hexagonales cuya posición se controla electrónicamente cada medio segundo), en Mauna Kea (Hawai), donde también se instaló el telescopio gigante japonés Subaru, inaugurado en 1999. En 2000 se completaron los cuatro telescopios iguales (con un espejo de 8,2 m cada uno) del VLT del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Cerro Paranal (Chile), que trabajan en interferometría, obteniéndose una gran resolución. Otros grandes telescopios están a punto de terminarse, como el GTC (Gran Telescopio Canarias), en la isla de La Palma, que tiene un espejo articulado formado también por 36 piezas hexagonales, equivalente a un espejo circular de 10,4 m de diámetro, lo que le permitirá ver los objetos más lejanos.

Un paso adelante decisivo se dio con la puesta en órbita a 500 km por encima de la superficie terrestre del telescopio espacial Hubble, que permite mejorar considerablemente la resolución de las imágenes, al situarse fuera de la atmósfera y evitar así las distorsiones que ésta ocasiona. Tras su lanzamiento en 1990, un error en el pulido del espejo estuvo a punto de hacer fracasar la misión, pero en 1993 el Hubble fue reparado con unas «gafas» que han permitido corregir su defecto óptico y obtener imágenes espectaculares. La NASA planea sustituirlo en 2013 por el telescopio espacial James Webb, optimizado para el infrarrojo, provisto de un espejo de 6,5 m y protegido de la luz solar por una enorme sombrilla. Se espera que el telescopio Webb nos permita penetrar las nubes de gas que oscurecen amplias zonas de nuestra galaxia y ver y fotografiar planetas extrasolares, que no emiten luz, pero sí radiación infrarroja.

FOTONES DE BAJA ENERGÍA

Casi todas las partículas del Universo son fotones o neutrinos. Hay más de mil millones de fotones y de neutrinos por cada electrón o protón. Mientras los neutrinos nos resultan casi imposibles de detectar, los fotones visibles constituyen nuestra principal fuente de información, pues estamos genéticamente programados para captarlos e interpretarlos correctamente, al menos en las circunstancias habituales.

En orden de frecuencia o energía creciente (o de longitud de onda decreciente) los fotones se clasifican en ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Todos los cuerpos del Universo emiten (en función de su temperatura y otros factores) radiación electromagnética, es decir, fotones. Prácticamente todo lo que sabemos acerca del Universo lo hemos aprendido procesando la información contenida en dicha radiación.

Hasta la Segunda Guerra Mundial solo podíamos detectar la radiación electromagnética que nos llega del Universo en la estrecha banda visible del espectro. Poco después empezamos a sintonizar las emisiones de radio del Universo. Ya en 1931 el ingeniero de la Bell Karl Jansky logró detectar ondas de radio procedentes de fuera del sistema solar. Después de la Segunda Guerra Mundial, las técnicas desarrolladas durante la contienda se emplearon en la exploración sistemática de las ondas de radio que nos llegan del espacio exterior. Así surgió la radioastronomía, que ha tenido un crecimiento espectacular en los últimos cincuenta años y que ha permitido el descubrimiento de tipos de objetos cósmicos antes insospechados, como las radiogalaxias, los púlsares y los cuásares. Algunas de las fuentes cósmicas de radio están también identificadas ópticamente; otras, no.

La detección de las señales de radio que nos envía el Universo se realiza mediante instrumentos especiales, los radiotelescopios, que son enormes antenas, y los radiointerferómetros, sistemas coordinados de antenas situadas a grandes distancias unas de otras, pero que funcionan como un radiotelescopio único, obteniéndose así mejores resoluciones angulares. Actualmente se están poniendo a punto radiointerferómetros que combinan antenas terrestres con otras colocadas en satélites artificiales.

Aunque los objetos cósmicos emiten ondas de radio de todas las frecuencias, a nosotros solo nos llegan las de longitud de onda menor que 10⁴ m. Los fotones de longitud de onda mayor que 10⁴ m son absorbidos por los gases ionizados interestelares y no alcanzan nuestro sistema solar. La información contenida en tales fotones de baja frecuencia se pierde para siempre antes de llegar hasta aquí. La ventana observacional abierta por la radioastronomía tiene un horizonte infranqueable, el del límite de 10⁴ m de las longitudes de onda de las ondas de radio que nos llegan.

También las microondas de la radiación cósmica de fondo pueden ser consideradas como un descubrimiento radioastronómico. La radiación electromagnética que nos llega es fundamentalmente de dos tipos: 1) radiación galáctica, emitida por las galaxias desde que hay galaxias, es decir, desde aproximadamente 10⁹ años tras el Big Bang; y 2) radiación cósmica de fondo, que transmite información sobre la época pregaláctica, y más en concreto sobre la época en que el Universo se hizo transparente para los fotones, unos 300.000 años después del Big Bang. Hasta esa última fecha, los fotones interaccionaban constantemente con los electrones libres energéticos, estaban acoplados con ellos. Hacia esa época la temperatura había descendido suficientemente (hasta unos 3.000 K) como para que los electrones libres fueran cazados por los protones, que se combinaban con ellos para formar átomos de hidrógeno. Al final de esa época de desacoplamiento de la materia y la energía, con los electrones ligados en átomos y la temperatura más baja, los fotones dejaron de interaccionar con los electrones y empezaron a poder moverse libremente por el Universo, que se hizo transparente para ellos. La radiación cósmica de fondo, descubierta por Arno Penzias y Robert Wilson en 1965, es el remanente fosilizado y enfriado (hasta 2,7 K) de aquella radiación entonces liberada.

En 1989 la NASA lanzó el satélite COBE (Cosmic Background Explorer), dedicado a medir la radiación cósmica de fondo de microondas en todas las direcciones. En 1992 se dieron a conocer las conclusiones de esas medidas: la radiación de fondo tiene un espectro perfecto de radiación de cuerpo negro a 2,7 K, con ligeras perturbaciones (variaciones direccionales), correspondientes a variaciones de densidad en la era de desacoplamiento. El satélite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), lanzado en 2001 por la NASA, nos ha permitido medir esas perturbaciones. En 2006 el equipo del WMAP presentó un análisis detallado del espetro de perturbaciones y de la polarización de la radiación cósmica de fondo. Para poner a prueba las hipótesis cosmológicas actuales necesitamos medidas aún más precisas de esas perturbaciones, que esperamos obtener del satélite Planck, que la ESO tiene previsto lanzar en 2007.

El horizonte de fotones es la frontera temporal que separa las porciones del espaciotiempo anteriores y posteriores al momento en que el Universo se hizo transparente a los fotones. Solo a partir de ese horizonte los fotones fueron capaces de transmitir información acerca del estado del Universo en el momento en que se habían originado. El horizonte de fotones representa una barrera fundamental que limita la información observacional directa que podemos obtener acerca del Universo temprano mediante la detección de señales electromagnéticas. Por mucho que progrese nuestra tecnología de captación de señales, nunca podremos obtener mensajes electromagnéticos del Universo anterior al horizonte de fotones.

Aunque la atmósfera solo es transparente para frecuencias de radio y visibles, la colocación de detectores en satélites artificiales que orbitan la Tierra por encima de la atmósfera nos ha permitido abrir de par en par todas las ventanas del espectro electromagnético, ampliando considerablemente el horizonte del Universo observable. Ello ha conducido al desarrollo de nuevas ramas de la astronomía, como la de rayos infrarrojos.

Los rayos infrarrojos son las ondas electromagnéticas con longitud de onda entre 7×10–7 m y 10–3 m (es decir, entre 0,7 µm y 1 mm). Esta radiación es emitida por todos los objetos a temperaturas entre 10 y 1.000 K, como las nubes interestelares frías de polvo y gas, los planetas (incluido el nuestro) y los animales (incluidos nosotros). La radiación infrarroja penetra en nuestro mundo perceptible en forma de sensación de calor producida en nuestra piel cuando estamos al sol (o delante del fuego de la chimenea). Además de esa radiación solar, también llega a nuestro planeta radiación infrarroja procedente de otros lugares de nuestra galaxia y de otras galaxias. El problema observacional consiste en que la mayor parte de esa radiación (el llamado infrarrojo lejano, de longitud de onda entre 40 µm y 1 mm) es absorbida por la atmósfera terrestre, que es opaca para dicho espectro, y solo se hace transparente para la relativamente estrecha banda del infrarrojo cercano (de longitud de onda entre 0,7 y 40 µm).

La astronomía infrarroja se ha desarrollado en los últimos cuarenta años utilizando detectores sensibles a base de semiconductores, colocados primero en aviones como el KAO (Kuiper Airborne Observatory) y luego en satélites artificiales, como el IRAS (Infrared Astronomical Satellite), lanzado en 1983, que realizó un reconocimiento sistemático de todo el cielo en varias frecuencias infrarrojas durante diez meses, y el ISO (Infrared Space Observatory), lanzado en 1995 con un telescopio mayor y con sus detectores enfriados a 2 K por helio líquido. En efecto, el gran problema de la astronomía infrarroja es que los propios instrumentos de observación emiten radiación infrarroja, con lo que es muy difícil detectar la débil señal procedente de otros astros, lo cual solo se consigue a base de enfriar muchísimo el detector y su entorno. El ISO permaneció tres años operativo, hasta 1998, en que se agotó el depósito de helio líquido que lo refrigeraba. Descubrió agua en el espacio interestelar y en muchos rincones de nuestra galaxia. Desde 1999, la cámara de infrarrojos ISAAC, acoplada a uno de los telescopios terrestres del Observatorio Austral Europeo, tomó el relevo, descubriendo multitud de galaxias ocultas a la luz visible. En 2003 la NASA puso en órbita el telescopio espacial Spitzer, provisto de un espejo de 0,85 m y tres instrumentos crionizados (enfriados) hasta casi el cero absoluto, a fin de detectar las débiles señales de longitud de onda entre 3 y 180 micrómetros. La astronomía infrarroja no solo nos ha abierto ventanas a zonas del espacio opacas al estudio óptico (por ejemplo, por la interposición de nubes de polvo, como ocurre con el centro de nuestra galaxia), sino que encierra la promesa de encontrar planetas lejanos habitados o habitables.

FOTONES DE ALTA ENERGÍA

Otras señales cósmicas llegan a la Tierra en forma de radiación ultravioleta, es decir, de radiación electromagnética con una longitud de onda entre 4 × 10–7 y 10–8 m, o, lo que es lo mismo, de fotones con una energía entre 3 y 124 eV. Sin embargo, la mayor parte de esa radiación es absorbida por la capa de ozono que rodea la atmósfera, por lo que su detección se realiza desde satélites artificiales.

La astronomía de rayos ultravioleta ha hecho importantes contribuciones a nuestro conocimiento del gas interestelar y de las coronas estelares, entre otros temas. Hasta hace poco se pensaba que la radiación ultravioleta extrema (con longitud de onda entre 10–7 y 10–8 m) emitida por objetos cósmicos lejanos no llegaba hasta nosotros, pues era absorbida por el camino por los átomos de hidrógeno interestelares, lo cual constituiría el horizonte ultravioleta del universo observable. Pero, al parecer, los átomos de hidrógeno interestelares están distribuidos muy irregularmente, por lo que en algunas direcciones sí dejan pasar la radiación ultravioleta extrema. El satélite EUVE (Extreme Ultraviolet Explorer), lanzado en 1992, detectó numerosas fuentes de radiación ultravioleta extrema tanto galácticas como extragaláctica. En 2003 fue lanzado el satélite GALEX (Galaxy Evolution Explorer), que ha tomado el relevo en la exploración del Universo en ultravioleta con inédita resolución. Por tanto no hay horizonte insalvable en el ultravioleta.

Los rayos X son la radiación electromagnética con longitud de onda entre 10–8 y 10–11 m, o con frecuencia entre 3 × 10¹⁶ y 3 × 10¹⁹ Hz, es decir, los fotones con energía entre 124 eV y 120 keV.

La astronomía de rayos X empezó hace unos cuarenta años con el descubrimiento de que el Sol emite rayos X, posibilitado por el uso de cohetes como portadores de los detectores, pues la atmósfera es completamente opaca a los rayos X, que solo pueden captarse más allá de los 120 km por encima de la superficie terrestre. El satélite Uhuru, lanzado en 1970, permitió realizar un reconocimiento completo del cielo. Otros satélites siguieron, sobre todo el observatorio Einstein de la NASA, lanzado en 1978 y dotado de un telescopio de rayos X de gran resolución angular. El satélite europeo ROSAT (Roentgen Satellite), lanzado en 1990, permitió realizar importantes descubrimientos de fuentes de rayos X e inferencias sobre la materia oscura. En 1993 se lanzó el satélite americano-japonés ASCA, provisto de CCDs capaces de detectar y medir fotones individuales de rayos X. En 1999 la NASA puso en órbita el observatorio de rayos X Chandra (así llamado en honor del físico indio S. Chandrasekhar), que tuvo un coste de 1.500 millones de dólares. El satélite Chandra describe su órbita en torno a la Tierra a un tercio de la distancia de la Tierra a la Luna y está diseñado para capatar señales de los sucesos más violentos del Universo, como los restos de las supernovas. Poco después, a finales de 1999, fue puesto en órbita por la ESO otro gran telescopio espacial de rayos X, el Newton XMM, el mayor satélite científico construido en Europa, que empezó a transmitir señales en 2000. Un tercer telescopio, el japonés Astro-E, se perdió al fallar su lanzamiento ese mismo año. De todos modos, los dos potentes telescopios de rayos X que actualmente orbitan la Tierra, Chandra y Newton XMM, con su instrumentación complementaria, están proporcionando una buena cosecha de datos y permitiendo avances decisivos en el estudio de los numerosos fenómenos cósmicos que emiten rayos X.

La astronomía de rayos X ha abierto otra importante ventana electromagnética y ha ampliado el horizonte observacional. Mientras la luz visible y la radiación ultravioleta son emitidas por cuerpos calientes a temperatura entre 10³ y 10⁵ K, como la superficie de las estrellas, los rayos X son emitidos sobre todo por gases a muy altas temperaturas (entre 10⁶ y 10⁸ K). La información contenida en los rayos X ha permitido descubrir nuevas fuentes de emisión, estrellas y galaxias de rayos X, así como estrellas binarias, uno de cuyos miembros es una estrella de neutrones o un agujero negro, y tener noticias frescas de los cuásares y de los movimientos de las grandes y lejanas nubes de gas, que permiten hacer inferencias sobre la masa de la materia oscura circundante.

Los rayos gamma son los fotones más energéticos del espectro electromagnético, con longitud de onda menor de 10–11 m y con energía superior a 124 keV. También ellos contienen valiosa información sobre el universo, parte de la cual todavía somos incapaces de interpretar adecuadamente, como los misteriosos y fugaces fogonazos cósmicos de rayos gamma. Son el objeto de una nueva rama de la astronomía observacional, que utiliza telescopios de rayos gamma montados en satélites artificiales. En 1991 la NASA puso en órbita el observatorio de rayos gamma Compton GRO (Gamma Ray Observatory), con un coste de 600 millones de dólares. El Compton era capaz de escanear todo el cielo continuamente en todas las direcciones, en busca de nuevas fuentes de rayos gamma. Tras nueve años de servicios, fue desactivado y arrojado al océano en 2000. En 1996 se lanzó el satélite italo-holandés Beppo-SAX, que el año siguiente detectó el fogonazo de rayos gamma de la mayor explosión cósmica hasta entonces conocida, ocurrida hace unos 12.000 millones de años y que liberó en un solo segundo una energía comparable a la que emite toda nuestra galaxia en dos siglos. Desde entonces se han detectado otros fogonazos de cataclismos cósmicos aún mayores, aunque hasta hace poco no teníamos ni idea de en qué pudieran consistir. En 2004 la NASA puso en órbita el detector de fogonazos de rayos gamma Swift, dedicado al estudio de los rayos gamma más energéticos, producidos por los fenómenos cósmicos más violentos, desde el colapso de estrellas de neutrones hasta los agujeros negros supermasivos, pasando por las gigantescas masas de gases moviéndose casi a la velocidad de la luz. En 2007 está previsto el lanzamiento del GLAST (Gamma-ray Large Area Space Telescope), que promete incrementar nuestra comprensión de este tipo de fenómenos.

La detección e interpretación de los rayos gamma amplía el Universo observable, pero impone su propio horizonte, situado en la longitud de onda de 10–21 m. En efecto, los fotones con longitud de onda menor que 10–21 m (y energía mayor que 10¹⁵ eV) son destruidos por colisiones con los fotones de la radiación cósmica de fondo, dando lugar a pares electrón-positrón.

En resumen, la radiación electromagnética que llega a la Tierra constituye nuestra principal y por ahora casi única fuente de información acerca del Universo. Los progresos recientes en los instrumentos de detección, eventualmente montados en satélites artificiales, nos han abierto de par en par las puertas de esta radiación. Sin embargo, hay señales electromagnéticas del cosmos que nunca podremos detectar, por mucho que adelante nuestra tecnología, por la sencilla razón de que no llegan hasta aquí, pues se pierden antes por el camino que conduce de su fuente a la Tierra. A nuestro rincón del Universo sólo llegan ondas electromagnéticas con longitud de onda entre 10⁴ y 10–7 m, y entre 10–8 y 10–21 m. Esta banda de frecuencia es infranqueable y constituye el horizonte electromagnético del Universo observable.

RAYOS CÓSMICOS Y METEORITOS

No todas las señales que nos llegan son electromagnéticas. Por ejemplo, una gran cantidad de rayos cósmicos bombardea constantemente la Tierra desde todas las direcciones. En realidad, los ‘rayos’ cósmicos son partículas y núcleos atómicos ionizados muy energéticos, procedentes de cualquier lugar del Universo. Los rayos cósmicos llegan a la atmósfera con energías cien millones de veces superiores a las alcanzables en nuestros aceleradores. Chocan con algún átomo del aire y se aniquilan, dando lugar a una cascada de partículas secundarias, que pueden ser captadas por detectores esparcidos sobre la superficie terrestre. Es difícil ordeñar la información contenida en los rayos cósmicos. No entendemos cómo se forman y no sabemos de dónde vienen. En efecto, es imposible determinar el lugar del que proceden, o el tiempo de su origen, o su energía inicial, ya que suelen ser partículas cargadas eléctricamente y, por lo tanto, sus trayectorias han sido sometidas a todo tipo de distorsiones y dispersiones por los potentes campos magnéticos galácticos que han tenido que atravesar. A pesar de todo, alguna información contienen, por ejemplo de tipo químico, y es de esperar que esta sea más atentamente estudiada en el futuro.

Otra fuente potencial de información son los meteoritos que llegan a la Tierra. El problema aquí reside en que, al parecer, todos los meteoritos proceden del sistema solar, con lo cual su interés cosmológico estaría estrictamente limitado, aunque aportan valiosa información sobre los orígenes de nuestro sistema solar.

NEUTRINOS

Los neutrinos fueron postulados teóricamente por Wolfgang Pauli en 1930 para asegurar la conservación de la energía en la desintegración beta, pero no fueron detectados experimentalmente hasta 1956, por Cowan y Reines. Los neutrinos, como los electrones, son leptones, inasequibles a las interacciones fuertes. Sin embargo, y a diferencia de los electrones, los neutrinos son partículas eléctricamente neutras (de ahí les viene el nombre de ‘neutrino’, diminutivo italiano de ‘neutro’, que les dio Enrico Fermi), con spin 1/2 y con una masa en reposo nula o muy pequeña. Hay tres tipos de neutrinos (correspondientes a las tres familias de leptones a las que pertenecen el electrón, el muón y el tauón): el neutrino electrónico, el muónico y el tauónico. Se pensaba que estos tipos eran estables, pero hay síntomas de que, en determinadas circunstancias, los neutrinos podrían oscilar entre tipos, es decir, transformarse de un tipo a otro.

El problema para estudiar los neutrinos consiste en que apenas interactúan con otras partículas, por lo que son difíciles de detectar. Ignoran la interacción fuerte y la electromagnética y solo afectan a otras partículas mediante la interacción débil y quizá (si tienen alguna masa) la gravitación. La interacción débil, como su nombre indica, es la más débil de todas y la gravitatoria que puedan ejercer individualmente es despreciable, dada su escasa o nula masa. La probabilidad de detectar un neutrino (es decir, de que el neutrino interactúe con un átomo del detector que atraviesa) es de uno entre 10¹⁸. Por eso los métodos para detectarlos se basan hasta ahora en la acumulación en minas profundas de enormes cantidades de material detector (cloro, agua, galio), con la esperanza de que el elevado número de átomos compense la minúscula probabilidad de interacción. En este sentido se ha sugerido utilizar el océano entero, convenientemente balizado, como detector de neutrinos de alta energía.

De acuerdo con nuestras teorías, durante el Big Bang se formaron mil millones de neutrinos por cada protón o electrón. Y cada reacción nuclear en cada estrella sigue produciendo nuevos neutrinos, así como también los producen los sucesos violentos asociados con colapsos gravitatorios o incluso las simples colisiones de rayos cósmicos con átomos atmosféricos. Todo está lleno de neutrinos y todo es transparente a los neutrinos. Nosotros mismos recibimos tantos neutrinos por arriba, por la cabeza, como por abajo, por las plantas de los pies, pues la Tierra entera es transparente a estas elusivas partículas.

Uno o dos segundos después del Big Bang la temperatura del Universo habría bajado hasta unos 10¹⁰ K y la densidad habría disminuido suficientemente como para que los neutrinos y antineutrinos se desacoplaran de la materia ordinaria, con la que antes estaban en equilibrio, y se convirtieran en partículas libres. El Universo se hizo así transparente a los neutrinos, como 300.000 años más tarde se haría transparente a los fotones. Esos neutrinos todavía están ahí, formando una especie de «radiación» cósmica de fondo que desde entonces se ha enfriado hasta unos 2 grados K. Ese fondo cósmico de neutrinos contiene información fresca acerca del Universo temprano. Ninguna otra señal nos llega desde época tan antigua. El problema es que somos incapaces de detectar dichas señales. Por razones teóricas pensamos que ese fondo de neutrinos existe, pero de momento no podemos detectarlo. Por tanto, el Universo observable tropieza con un horizonte temporal opaco más allá (hacia atrás) de los 300.000 años después del Big Bang. La detección de esa radiación de neutrinos abriría una ventana hacia el Universo temprano y haría recular el horizonte temporal del universo observable hasta dos segundos tras el Big Bang. Por desgracia, esa ventana permanece de momento cerrada.

Además de los neutrinos de origen cosmogónico que impregnan todo el espacio, estamos también sometidos a un continuo baño de neutrinos de origen sobre todo solar, pero también galáctico e incluso extragaláctico. Algunos de los neutrinos producidos en la explosión de la supernova 1987A (en la Gran Nube de Magallanes) fueron captados en detectores instalados con otros fines.

Entendemos cómo se producen las reacciones nucleares en el centro de las estrellas y, en especial, del Sol. Este proceso implica la producción de un flujo constante y determinado de neutrinos. Sin embargo, los intentos de detección realizados por Ray Davis desde 1968 con cloro 37 en una mina de South Dakota no dieron los resultados previstos. Se han detectado neutrinos solares, pero muchos menos de los calculados. Otros investigadores han tratado de detectarlos con agua ultrapura (como en Kamiokande II y Superkamiokande, en Japón) o con galio 71 (como en GALLEX en Italia y en SAGE en el Cáucaso ruso), pero solo han logrado captar entre 1/2 y 1/3 del número de neutrinos solares predicho por el modelo solar estándar, situación que no deja de ser altamente insatisfactoria. Quizá la explicación estribe en que en su camino a través del Sol un alto porcentaje de los neutrinos electrónicos formados en su núcleo se transformen en neutrinos muónicos, no detectables en los experimentos citados.

¿Ocurren realmente tales oscilaciones neutrínicas? Experimentos realizados en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (USA) en 1995 parecen indicar que algunos neutrinos muónicos se habían transformado en neutrinos electrónicos. Por otro lado, a partir de 1998 se han detectado en el Superkamiokande los neutrinos muónicos provenientes de los choques de rayos cósmicos con átomos de nitrógeno y oxígeno en la atmósfera. Resulta que estos neutrinos llegan en número distinto al detector según que vengan de «arriba» (directamente sin cruzar la Tierra) o de «abajo» (tras atravesar la Tierra). Esta diferencia, que es función de la distancia, parece indicar que habría una oscilación entre tipos (muónico y tauónico, en este caso) de neutrinos. Ello implicaría que los neutrinos tendrían una masa no-nula, lo que ayudaría a explicar el enigma de los neutrinos solares que faltan (se habrían transformado en otro tipo por el camino) y mitigaría el problema de la masa oscura. Sin embargo, tales conclusiones son incompatibles con las simetrías del modelo estándar de la física de partículas, por lo que, de confirmarse, requerirían cierta revisión del mismo.

A pesar de las dificultades de detección, miles de millones de neutrinos atraviesan constantemente nuestros ojos y nuestro cuerpo entero. Pero nuestros ojos no los ven, pues los neutrinos no pertenecen a nuestro universo perceptible, y nuestros aparatos apenas los detectan, por lo que apenas se asoman a nuestro universo observable. Sin embargo, contienen valiosa información objetiva acerca del cosmos, que posiblemente nos sea permitido explotar en el futuro.

ONDAS GRAVITACIONALES

Según la teoría general de la relatividad, las rápidas aceleraciones de grandes masas producen ondas de gravitación, es decir, distorsiones en el espaciotiempo que se propagan a la velocidad de la luz a partir de su fuente. Los colapsos gravitatorios que se producen en el centro de las galaxias, las colisiones de agujeros negros, las explosiones estelares y otros fenómenos violentos deberían ser fuentes abundantes de ondas gravitacionales, que contendrían valiosa información objetiva, tanto cualitativa como cuantitativa, acerca de dichos fenómenos. Además es posible que estemos también bañados por una «radiación» cósmica fósil de tipo gravitatorio, comparable a la de microondas y a la de neutrinos, y que contendría señales procedentes del momento más temprano del Universo, cuando supuestamente se habría desacoplado la fuerza gravitatoria de la fuerza unificada restante, quizá tan pronto como solo 10–35 segundos tras el Big Bang. La detección de tal radiación constituiría un serio golpe para el modelo cosmológico inflacionario (pues la inflación, posterior, habría diluido las ondas), carente hasta ahora de contrastación observacional.

Por desgracia, las ondas gravitacionales son aún más difíciles de detectar que los neutrinos. La probabilidad de detectar un gravitón (el cuanto de la radiación gravitacional) es solo de una entre 10²³. Joseph Weber construyó un detector de ondas de gravitación en forma de un bloque cilíndrico de aluminio de 1,4 toneladas, que vibraría con estas ondas. A fin de aislar el efecto de las ondas gravitacionales de otras vibraciones e influencias locales, instaló dos detectores, alejados entre sí. En 1969 Weber anunció varios episodios de ondas de gravitación, pero los equipos que trataron de repetir sus observaciones a principios de los setenta no lo lograron. Además, los detectores no poseían la suficiente capacidad de discriminación para distinguir los debilísimos efectos de las ondas gravitacionales. De hecho, estas siguen perteneciendo exclusivamente al Universo inteligible, como consecuencia de la relatividad general, pero no puede considerarse que hayan sido detectadas hasta ahora. Todavía no han entrado en nuestro Universo observable.

Ahora está entrando en funcionamiento una nueva generación de detectores de ondas gravitacionales basados en la interferometría láser que posiblemente abra esta ventana en un futuro próximo, ampliando así considerablemente nuestro Universo observable. Se trata de LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), que consta de dos observatorios similares, situados a 3.200 km de distancia, uno en el estado de Washington y otro en el de Louisiana. En cada observatorio, un rayo láser recorre repetidamente dos túneles iguales y ortogonales (en ángulo recto) de 4,25 km de longitud cada uno. El paso de una onda gravitacional alargaría ligeramente uno de los túneles y acortaría el otro, rompiéndose así la sincronía de los dos haces láser, lo que permitiría su detección. Solo se tendrían en cuenta los efectos detectados en ambos observatorios, a fin de eliminar interferencias locales. El sistema LIGO ya está funcionando desde finales de 2005, pero todavía tardará varios años en alcanzar la sensibilidad necesaria para detectar las ondas gravitacionales. Para más adelante, hacia 2015, está previsto el lanzamiento conjunto por la NASA y la ESA de LISA (Laser Interferometer Space Antenna), una configuración de tres satélites volando en formación a 50 millones de kilómetros de la Tierra y capaces de detectar ondas gravitacionales de imposible recepción en la superficie terrestre.

SEÑALES INSOSPECHADAS

Que nosotros sepamos, fotones, rayos cósmicos, neutrinos y gravitones constituyen todas las señales que nos llegan del cosmos. Las fuentes de estas señales constituyen el Universo observable, al menos en la medida en que seamos capaces de detectarlas. Esta evaluación del Universo observable es función del Universo inteligible, es decir, depende de la vigencia actual de ciertas teorías físicas y modelos cosmológicos. No hay ninguna seguridad de que esta situación teórica se altere en el futuro y, por lo tanto, que no cambie la evaluación de los horizontes del Universo observable.

Podría muy bien ser que existieran formas de radiación o campos o partículas correspondientes a entidades teóricas postuladas por teorías inmaduras, especulativas y (¿aún?) no vigentes, como los fotinos, gravitinos y selectrones postulados por ciertas teorías superunificadoras. También podría ser que llegasen a nuestro sistema solar señales totalmente ignoradas e imprevistas, partículas o perturbaciones insospechadas y ni siquiera postuladas por teoría actual alguna. Lo que pasa es que de tales partículas o señales no podemos decir nada, aparte de reconocer su posibilidad. Así como no toda la energía existente es energía libre, utilizable para producir trabajo, así también no toda la información existente es información detectable, utilizable para producir conocimiento.

Como es bien sabido, es posible calcular la masa de los sistemas galácticos mediante cálculos mecánicos. Así, podemos calcular la masa de nuestra galaxia a partir de los datos derivados de la observación de sus movimientos y estructura aparente. Podemos computar la masa de un cúmulo de galaxias mediante la aplicación del teorema virial a los movimientos y tamaños de sus componentes. Y podemos calcular el parámetro de deceleración (q₀) del modelo cosmológico estándar a partir de la determinación de las distancias y de las velocidades de recesión de las galaxias más lejanas observadas. Todos estos cálculos nos conducen a estimaciones de masas entre diez y cien veces superiores a las masas de las estrellas, galaxias y otros objetos visibles. De aquí se infiere que, si nuestras teorías mecánicas son correctas, la mayor parte de la masa inferible de nuestras observaciones está constituida por materia oscura (dark matter), es decir, por materia no luminosa, no visible, no irradiante, por materia situada más allá de nuestro horizonte observacional.

No sabemos en qué consista la materia oscura. Quizá se trate de estrellas enanas apagadas, o de grandes cantidades de astros parecidos al planeta Júpiter. Tal vez los neutrinos tengan alguna pequeña masa, que, multiplicada por el enorme número de neutrinos, dé una gran masa total. Quizá una enorme profusión de agujeros negros contenga la masa invisible. O tal vez haya partículas masivas tales como los axiones, los monopolos magnéticos o los WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles), previstas por ciertas teorías aún no contrastadas y que constituirían la llamada materia oscura fría. Si esto fuera así, y si algún día fuera posible detectarlas (lo que no es probable), sería concebible que estas partículas fueran portadoras de información sobre objetos y procesos cósmicos de los que aún no tenemos noticia.

Hemos hablado de los horizontes observacionales determinados por el tipo de señales que llegan a la Tierra. También habría que subrayar los límites del propio observador y de sus instrumentos, nuestra limitada capacidad de detección de señales, nuestra limitada capacidad de discriminación entre señales distintas, nuestra limitada capacidad de reconocimiento de las señales detectadas y el ruido producido por nuestros propios instrumentos de detección y medida. Estos límites dependen a veces de la proporción entre la longitud de onda de la señal y el tamaño del aparato, y tienen su fundamento en el principio cuántico de incertidumbre.

EL UNIVERSO INTELIGIBLE

El Universo inteligible es nuestra construcción teóricoconceptual máximamente comprensiva acerca de la realidad en su conjunto, en la medida que esta nos sea accesible científicamente. El Universo inteligible incorpora y da cuenta del Universo observable, pero va más allá de él, lo extrapola y lo trasciende. Incorpora también todas las leyes y teorías científicas relevantes y vigentes, así como las entidades por ellas postuladas. Abarca tanto los métodos de representación como las matemáticas subyacentes, tanto la física como los presupuestos básicos y cualesquiera otros recursos conceptuales empleados en la construcción.

Algunos aspectos del Universo observable son despreciados en la construcción del Universo inteligible. Y no todas las teorías son tenidas igualmente en cuenta a la hora de elaborarlo. El resultado de este proceso de conceptualización integrada es una imagen científica más o menos idealizada del Universo en su conjunto. Esta imagen se plasma en la forma de un modelo cosmológico. Cada modelo cosmológico distinto es una imagen diferente del Universo inteligible, o, si se prefiere, un Universo inteligible distinto.

Un horizonte conceptual o de inteligibilidad o teórico es un límite a aquello que puede saberse, conjeturarse o pensarse en base a cierto modelo cosmológico o esquema conceptual, es decir, utilizando los conceptos, hipótesis e intuiciones característicos del modelo o esquema, así como las teorías matemáticas y físicas subyacentes.

En el Universo inteligible newtoniano no puede plantearse siquiera la cuestión de la posible curvatura del espacio, pues la geometría euclídea es uno de sus horizontes de inteligibilidad. La singularidad en que consiste el origen del Universo en el modelo cosmológico del Big Bang es un horizonte de inteligibilidad de dicho modelo. Al llegar a ese punto las ecuaciones dejan de tener soluciones finitas, los conceptos dejan de tener sentido, el modelo deja de funcionar. Ya no se puede ir más allá. Dentro de ese esquema conceptual incluso deja de tener sentido la idea misma de ir más allá. En el modelo del Big Bang carece de sentido la pregunta por lo que ocurriera antes del Big Bang, pues no hay un antes del Big Bang. En ese modelo, el Universo ha existido siempre, es decir, para todo instante temporal t, el Universo ha existido en t.

La uniformidad de las leyes de la física en todos los puntos del espaciotiempo es un horizonte de inteligibilidad de todo Universo inteligible. Lo cual no implica que la realidad tenga que ser así. La realidad podría ser muy distinta. Las leyes que conocemos podrían tener solo validez local. La velocidad de la luz podría ser una constante solo en nuestro rincón del Universo. El corrimiento del espectro de las galaxias lejanas hacia el rojo podría no deberse al efecto Doppler, a la velocidad de recesión, sino a otros factores desconocidos. Las masas podrían repelerse y la energía podría no conservarse. Desde luego, un Universo así iría contra nuestras leyes científicas y no nos resultaría inteligible. Pero es que el Universo real podría no ser inteligible, en cuyo caso no habría ninguna posibilidad de entenderlo. De todos modos, no hay razón alguna para proseguir en esta línea de escepticismo especulativo y estéril. En la medida en que queramos pensar acerca del Universo, en la medida en que queramos conceptualizarlo, necesitamos concebirlo como un Universo inteligible, como un modelo cosmológico, al menos provisionalmente. Nuestra única posibilidad de traspasar los límites de un modelo cosmológico insatisfactorio consiste en construir un nuevo modelo cosmológico de mayor alcance, con lo cual no habremos abandonado el Universo inteligible; simplemente lo habremos ampliado.

El mundo perceptible tiene una cierta estabilidad, pues está anclado en nuestra constitución genética. El Universo observable es una extensión del perceptible, y entre ambos hay una obvia interrelación. Los resultados observacionales no perceptibles (por ejemplo, los correspondientes a las ondas de radio) se traducen a imágenes perceptibles, aunque no sea más que en forma de diagramas o imágenes sintetizadas por computador, a fin de poder ser intuitivamente asimilados. Y las intuiciones perceptibles son corregidas por los datos observacionales. Aunque es perceptivamente evidente que el Sol sale cada mañana por el Oriente, se mueve sobre nuestras cabezas y se pone cada tarde por el Oeste, acabamos rechazando esa evidencia en función de otros datos observacionales menos inmediatos.

El Universo inteligible marca los límites del Universo observable y corrige sus datos. Por ejemplo, creemos que hay más masa de la que se ve, basados en argumentos teóricos. Esto crea a veces polémicas y tensiones. El astrónomo Halton Arp⁴ ha creído tener buenos motivos y observaciones para pensar que los cuásares presuntamente lejanos son excrecencias de galaxias mucho más cercanas. Y si ambos presentan espectros con desplazamientos hacia el rojo distintos, tanto peor para la ley de Hubble. Arp piensa que lo que hay que cambiar es la ley de Hubble. Pero la gran mayoría de la comunidad científica, comprometida con un modelo cosmológico en el que la ley de Hubble juega un papel esencial, se niega a aceptar tal conclusión, al menos mientras no se le ofrezca un modelo global más convincente, cosa que Arp no ha hecho.

El Universo observable, por otro lado, sirve de piedra de toque al universo inteligible, cuya primera función es dar cuenta de los datos de la observación. Por eso nuevos datos observacionales pueden conducir al abandono de ciertos modelos cosmológicos, como ocurrió con el modelo del estado estacionario. Desarrollado por Fred Hoyle, Thomas Gold y Hermann Bondi a partir de 1948, la teoría del estado estacionario eliminaba la necesidad del Big Bang, por lo que atrajo a muchos astrónomos en los años cincuenta. Sin embargo, la teoría resultó ser incompatible con los contajes de fuentes de radio e incapaz de dar cuenta de la radiación cósmica de fondo, descubierta en 1965, por lo que tuvo que ser abandonada. Lo mismo podría ocurrir en el futuro con el paradigma inflacionario (variedad del modelo del Big Bang desde que Allan Guth lo propuso en 1981) si en el futuro se llegara a descubrir una radiación de fondo de ondas gravitacionales o si más finas mediciones de las anisotropías de la radiación cósmica de fondo chocasen con sus predicciones, aunque los teóricos inflacionarios han mostrado una sorprendente capacidad de acomodar ad hoc sus modelos a casi cualquier resultado empírico posible.

LA REALIDAD TOTAL

Los límites del Universo inteligible son los límites de nuestros recursos intelectuales y conceptuales, y no tienen por qué ser los límites de la realidad. La realidad es precisamente todo lo que hay, sin limitación alguna, y con independencia de que sea pensable o cognoscible o no. Por eso la realidad es lo ilimitado, el ápeiron, que diría Anaxímandros.

Ahora bien, en la medida en que podamos pensar o decir algo inteligible acerca del Universo, por definición estaremos en el ámbito del Universo inteligible, que es también el ámbito de lo simbólicamente articulable, el ámbito del lenguaje, de la matemática y de la teoría. En la medida en que la realidad vaya más allá del Universo inteligible, se trata de una realidad inefable, con la que se puede tener una relación mística, pero de la que no se puede hablar.

Karl Jaspers⁵ ha llamado lo envolvente (das Umgreifende) a «aquello dentro de lo cual se halla encerrado todo horizonte particular... y que no es ya visible como horizonte». Benjamin Gal-Or⁶ lo ha llamado Havaya o hwehya (‘el todo’, en hebreo). Milton Munitz⁷ lo ha llamado the Boundless o Boundless Existence. Este todo ilimitado y envolvente, esta realidad última y total, a la vez abarca y trasciende todos los horizontes perceptibles, observables e inteligibles.

Nuestra percepción no llega más allá del horizonte perceptible, ni podemos hacer observaciones fuera del Universo observable, ni podemos representar, pensar o entender la realidad fuera del Universo inteligible. Pero, hasta donde llegan, nuestra percepción percibe la realidad, nuestras observaciones son fiables y el Universo que tratamos de entender es el Universo real, la realidad misma. Pero solo en parte conseguimos lo que pretendemos. A pesar de ello, es asombroso cuánto conseguimos. La realidad total es como el límite inalcanzable de una sucesión de Universos observables e inteligibles, variables en el tiempo. Solo un dios podría alcanzar ese límite y lograr que su Universo inteligible coincidiera con la realidad misma. Por desgracia, todo parece indicar que los dioses no existen.

Con estas últimas consideraciones sobre la realidad total e inefable nos encontramos hablando de lo que no se puede hablar, lo cual es señal inequívoca de que es hora de acabar.

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EL ESPLENDOR DEL SOL

Somos un epifenómeno solar. Dependemos totalmente del Sol, como ya han barruntado las numerosas culturas que lo han adorado y le han ofrecido sacrificios. Cada mañana, al amanecer, quinientos millones de hindúes recitan el gayatri, el más famoso mantra del Rg Veda: «Meditemos sobre el esplendor glorioso / del divino Sol (Savitr.)». Desde Galileo hasta los astrónomos de nuestros días, miles de científicos meditan y se devanan los sesos tratando de entender al divino Sol.

En las cuatro últimas décadas los progresos de la física solar han sido constantes, alimentados por un flujo continuo de nuevos datos procedentes tanto de los telescopios solares terrestres como de los instrumentos espaciales. A finales de 1995 la ESA, en colaboración con la NASA, lanzó el satélite SOHO, puesto en órbita en torno al Sol en el punto preciso —llamado lagrangiano— de equilibrio gravitatorio entre la atracción terrestre y la solar, es decir, a una distancia de un millón y medio de km de la Tierra y de 150 millones de km del Sol. Los once instrumentos del SOHO miden parámetros diferentes de la actividad solar y permanecerán operativos hasta 2002, a fin de completar la observación del periodo de máxima actividad de nuestra estrella. En 1996 un cohete europeo Ariane 5, lanzado desde Guayana, debería haber puesto en órbita cuatro satélites Cluster, dedicados a estudiar la interrelación entre el viento solar y los campos magnéticos, pero el lanzamiento fracasó y los satélites se perdieron sin remedio.

Aunque el SOHO ha incrementado considerablemente la cantidad y calidad de los datos solares de que disponemos, seguimos sin entender muchas cosas, lo cual no deja de ser inquietante. En efecto, el Sol es la única estrella que tenemos a mano, la única que podemos observar en detalle, el único laboratorio astrofísico practicable, el modelo de las demás estrellas. Mientras no logremos comprender bien cómo funciona el Sol, menos podremos fiarnos de nuestro saber acerca de los astros lejanos o del inmenso Universo.

Sabemos que el interior del Sol es una central de fusión nuclear en que el hidrógeno se convierte en helio, generando de paso la energía de la que vivimos. Ya en el primer paso de esa reacción, cuando dos átomos de hidrógeno se fusionan para formar un átomo de deuterio, un protón se transforma en neutrón, emitiendo un positrón (que se lleva la carga eléctrica sobrante) y un neutrino electrónico (que se lleva la energía sobrante). Se puede calcular el número de neutrinos que produce el Sol cada segundo, 10³⁸, así como los neutrinos solares que alcanzan la superficie terrestre: unos 6,5×10¹⁴ por metro cuadrado cada segundo. El problema estriba en que los diversos experimentos de detección de neutrinos solares en la Tierra solo logran detectar entre un tercio y la mitad de los neutrinos calculados. Quizá nuestro modelo estándar del Sol no sea correcto. O tal vez los neutrinos electrónicos se transformen por el camino en neutrinos muónicos. En efecto, Wolfenstein, Mikheyev y Smirnov formularon la hipótesis de que los neutrinos electrónicos generados en el centro solar pueden cambiar de tipo durante su viaje hacia la corteza y transformarse en neutrinos muónicos, debido a su interacción con la materia circundante y en función de su energía. De confirmarse, esta hipótesis explicaría las discrepancias en la detección de neutrinos solares y, de paso, los resultados en la detección de neutrinos atmosféricos, que también parecen cambiar de tipo mientras atraviesan la Tierra. De todos modos, esta hipótesis implica que los neutrinos tienen alguna masa y su aceptación nos obligaría a revisar el actual modelo estándar de la física de partículas, cuyas simetrías requieren un neutrino de masa cero. También podría ser que nuestros experimentos tengan algún fallo sistémico, aunque ello es cada vez menos probable, conforme nuevos experimentos basados en técnicas y materiales distintos convergen en sus resultados. En resumen, no estamos seguros de entender cómo funciona el Sol.

Conocemos la rotación superficial del Sol, pero no la del núcleo solar, mucho más rápida, aunque quizá nos permitan averiguarla los avances de la heliosismología, alentados por el satélite lagrangiano SOHO y por los observatorios del grupo GONG, que incluyen al Instituto Astrofísico de Canarias.

Aunque la fusión nuclear tiene lugar a 15 millones K de temperatura, el proceso de convección hacia fuera es largo, y cuando llega a la superficie se ha enfriado hasta solo 6.000 K. La corona solar, que está más lejos de la fuente de energía que la superficie solar, debería estar más fría. Sin embargo, está quinientas veces más caliente, a tres millones K de temperatura, y nadie sabe explicarlo cabalmente.

Las turbulencias convectivas producen las famosas manchas solares, que aumentan y disminuyen en ciclos de veintidós años, al parecer debido a la rotación diferencial y a cambios del campo magnético. El satélite Ulysses ha descubierto que (al contrario de lo que se creía) en los polos de rotación solares no hay polos magnéticos. Lo que todavía nadie entiende es por qué la temperatura de nuestro planeta aumenta cuando se incrementan las manchas solares. Quizá los satélites Cluster, diseñados para estudiar el influjo del viento solar en la magnetosfera terrestre, podrían haber contribuido a averiguarlo, pero la desgracia de Guayana nos privó de saberlo.

Muchas culturas han ofrecido sacrificios al dios Sol. Los 400 millones de euros que costaron los cuatro satélites Cluster destruidos en 1996 podrían considerarse como otro sacrificio solar más. De todos modos, esto no es nada en comparación con el sacrificio total de nuestra biosfera que deberemos ofrecer al Sol en el futuro. En el núcleo solar, conforme el hidrógeno se va transformando en helio por fusión, aumenta la presión y la temperatura, lo que acelera las reacciones nucleares, lo que a su vez provoca un incremento del brillo y de la emisión de energía solar al espacio exterior. En los próximos mil millones de años, el Sol emitirá cada vez algo más de energía. Es probable que dentro de esos mil millones de años la temperatura de la atmósfera terrestre haya aumentado tanto que los océanos se evaporen, la estratosfera se humedifique, el agua estratosférica pierda su hidrógeno, disociado por la radiación ultravioleta, y la vida desaparezca de la faz de la Tierra. En cualquier caso, en otros cuatro mil millones de años más el Sol se convertirá en una gigante roja que crecerá desmesuradamente hasta más allá de la órbita terrestre, con lo que nuestro planeta reseco quedará probablemente tragado y disuelto en el interior solar. Pero no nos desanimemos. Sigamos investigando y meditando sobre el esplendor glorioso del divino Sol.

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MODELOS SIMPLES DE UN MUNDO COMPLEJO

La realidad es endiabladamente complicada, llena de recovecos insondables y oscilaciones imprevisibles, inefable en su inagotable riqueza e inasible con nuestras redes conceptuales. Pretender abarcarla y conocerla en su exacto detalle es una meta utópica. Lo único que nos resulta transparente y perfectamente comprensible es el mundo ficticio de la matemática, hechura y creación nuestra, que conocemos como si lo hubiéramos parido (pues, en efecto, lo hemos parido, aunque no sea más que con la cabeza, como Zeus a Atenea). Por ello el método de la ciencia moderna, y en especial el de la física, pasa por la construcción de modelos matemáticos de los sistemas empíricos. Esos modelos solo corresponden a la realidad que modelan con grandes dosis de aproximación, abstracción y simplificación. A pesar de ello, nos permiten comprender una realidad de otro modo incomprensible, formular preguntas precisas, utilizar en la computación toda la artillería del cálculo matemático, y finalmente obtener respuestas aproximadamente correctas.

Incluso las cuestiones más triviales, como «¿cuánto pesas?», requerirían respuestas de una complejidad infinita, si no las simplificásemos. Nuestro peso varía constantemente, cada fracción de segundo, cada vez que respiramos, comemos, bebemos, sudamos o excretamos, andamos o hablamos. Construyendo un modelo numérico groseramente simplificado, contestamos: «Setenta kilos.»

Pensemos en la superficie de nuestro planeta. En una primera aproximación decimos que la Tierra es una esfera euclídea, con lo cual podemos calcular su superficie y volumen; conociendo su radio, podemos computar los ángulos de la navegación aérea y podemos representarla cartográficamente. Pero, como es obvio, la Tierra no es una esfera. En una segunda aproximación decimos que es un elipsoide de revolución, lo cual tampoco es cierto, aunque ya se aproxima un poco más. Podemos seguir precisando más, pero nunca llegamos a describir la forma real de la superficie terrestre, que incluye cada hoja de cada árbol y cada pelo de cada mamífero y cada espuma de cada ola. Esta forma varía constantemente con cada brisa que sopla, con cada automóvil que pasa, con cada gota de lluvia que cae. Ninguna geometría conocida ni imaginable podría dar cuenta cabal de forma tan prodigiosamente compleja. Ni falta que hace. Como ya sabía Borges, solo la Tierra entera es un mapa completamente exacto de la Tierra.

Si nos elevamos a la contemplación del Universo en su conjunto, solo mediante la teoría general de la relatividad podemos esperar describir algo tan inmenso. Sin embargo, esa teoría, ya de por sí una simplificación matemática, sigue siendo apabullantemente compleja (menos que la realidad, claro, pero todavía demasiado para nuestras limitadas entendederas). No sabemos cómo computar y resolver las ecuaciones no lineales de la teoría en general; solo sabemos hacerlo en los casos más simples, que permiten eliminar términos, como es el caso de la métrica de Robertson-Walker, correspondiente a un Universo perfectamente isótropo y homogéneo. Y así, simplificando todavía más, suponemos que el Universo es isótropo y homogéneo, aunque sabemos que en realidad no lo es, sino que más bien tiene estructura esponjosa formada por enormes vacíos rodeados de increíbles concentraciones de galaxias. Gracias a ello podemos hacer cosmología. Pero nuestros modelos cosmológicos son meros modelos matemáticos, simplificaciones drásticas aunque inevitables.

Lo mismo ocurre con las otras ciencias, aunque ello no implica reproche alguno. Más vale una aproximación computable que una verdad absoluta incomputable. Más vale el arduo progreso de la ciencia real que la fatua añoranza de un saber imposible.

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TIEMPO Y ESPACIO

LA MEDICIÓN DEL TIEMPO

Qué es, pues, el tiempo? —se interrogaba Agustín de Hipona—. Si nadie me lo pregunta, lo sé; pero si quiero explicárselo al que me lo pregunta, no lo sé»¹. El tiempo es una de las dimensiones del sistema de referencia espaciotemporal que usamos para describir la realidad. Es la dimensión que nos permite comprender el aspecto dinámico de las cosas. En un mundo estático no tendría sentido la noción de tiempo. Introducimos el tiempo en nuestro aparato conceptual para poder hablar de cambios y movimientos. Ya Aristóteles definía el tiempo como la medida del movimiento. Medir un movimiento significa compararlo con otro especialmente regular, es decir, con el movimiento de un reloj. Por eso decía Einstein que el tiempo es lo que miden los relojes. Pero una buena medida requiere un buen reloj, algo difícil de encontrar.

Cualquier sistema cíclico, en que un determinado movimiento se repite una y otra vez, puede servir de reloj. La duración de un proceso se mide por el número de ciclos del reloj que transcurren entre su inicio y su final. Nuestro corazón en un reloj, cuyos latidos marcan aproximadamente los segundos. Pero no es un reloj cabal, pues se acelera en cuanto corremos o tenemos fiebre. Por eso siempre hemos mirado al cielo en busca de relojes más fiables.

La rotación de la Tierra en torno a su eje es un reloj que mide la duración de los procesos en función del número de giros de nuestro planeta que los acompañan, es decir, en días. El segundo se definió como la fracción 1/86.400 del día. Pero este reloj de la rotación de nuestro planeta deja mucho que desear. Presenta diversas irregularidades y, sobre todo, se atrasa constantemente. Su desaceleración se debe a la fricción de las mareas generadas por la atracción gravitatoria de la Luna y del Sol. La gravedad depende de la distancia. Y la distancia de un lado de la Tierra al centro de la Luna es menor que la del otro lado. Esa diferencia de atracción gravitatoria produce mareas en los océanos, forzados a moverse contra las costas, y estiramientos en la corteza terrestre, forzada a deformarse.

Como nuestro planeta gira cada vez más despacio, los días son cada vez más largos. Hace 600 millones de años un día duraba sólo 21 horas actuales. Hace 250 millones de años duraba 23 horas actuales. Dentro de 500 millones de años el día durará 30 horas actuales. En nuestra época los días duran ya una pizca más de 86.400 segundos. Esas minúsculas fracciones de diferencia se van acumulando, hasta que la Oficina Internacional de la Hora decide añadir un segundo intercalar entero al tiempo oficial, como hizo en 1995, añadiendo un segundo al último día de ese año.

Tampoco es fiable el reloj de la traslación orbital de la Tierra en torno al Sol, ya que adelanta constantemente. La Tierra va cayendo lentamente hacia el Sol y, para conservar el momento angular, los años cada vez son más cortos. La Luna no sale mejor parada. Para compensar la desaceleración rotacional de la Tierra y conservar el momento angular del sistema Tierra-Luna, nuestro satélite se va alejando de nosotros y el mes lunar dura cada vez más.

Para medir el tiempo ya no miramos a los astros, sino a los átomos. Cuando los átomos del isótopo 133 del elemento cesio pasan de su nivel de energía más bajo al inmediatamente superior absorben un fotón de una determinada frecuencia, y cuando vuelven a caer al nivel anterior emiten un fotón de la misma frecuencia. Desde 1967 el segundo se define oficialmente como la duración de 9.192.631.770 vibraciones de dicho fotón (o ciclos de la correspondiente radiación electromagnética). Esa radiación se genera en los relojes atómicos de cesio, los aparatos más precisos de que disponemos para la medición del tiempo. Que nosotros sepamos, la frecuencia de la radiación absorbida o emitida en esas transiciones de los átomos de cesio-133 es completamente regular. De hecho, es regular por definición, al menos mientras siga vigente la determinación convencional del segundo adoptada en 1967.

OLAS EN EL ESPACIOTIEMPO

El espaciotiempo es el receptáculo de todas las cosas (partículas, campos y cuerpos) y el escenario de todo cuanto ocurre. Nuestra concepción del espaciotiempo es el marco más amplio de nuestro esquema conceptual, el que nos permite situar y pensar objetos y procesos. Durante veintidós siglos la geometría euclídea reinó como la verdad definitiva sobre el espacio, lo cual atribuía Kant a que el espacio (euclídeo) y el tiempo serían formas a priori de la sensibilidad, que nosotros imponemos a cuanto conocemos. Según Einstein, «los físicos se han visto obligados por los hechos a bajar nuestros conceptos de espacio y tiempo del Olimpo de lo a priori para ajustarlos a la experiencia y ponerlos a trabajar».

Ya no pensamos que el espacio y el tiempo sean independientes. Como subrayó Minkowski en 1908, ambos están inextricablemente entrelazados como dimensiones de un mismo continuo, el espaciotiempo. La distancia real siempre es espaciotemporal. Es imposible mirar hacia atrás en el espacio sin mirar hacia atrás también en el tiempo. Cuando vemos una galaxia lejana, no la vemos como es ahora, sino como era hace miles de millones de años, cuando emitió la luz que ahora nos llega.

Ya no consideramos el espaciotiempo como euclídeo, sino como riemanniano, es decir, curvado. La teoría general de la relatividad, completada por Einstein en 1916, determina la curvatura local del espacio (variable de unos puntos a otros) en función de la distribución de la materia, y el movimiento de las partículas libres en función de la curvatura del espacio. La gravitación y la inercia se disuelven en pura geometría, a la vez que la geometría se fisicaliza y se vuelve capaz de transmitir energía, como ocurre con las ondas gravitacionales, las olas del océano del espaciotiempo.

Y tampoco concebimos el espaciotiempo como estático. Hubble descubrió en 1929 que el espaciotiempo mismo está en expansión explosiva. El ritmo de esa expansión viene dado por la constante de Hubble, cuyo valor sigue siendo objeto de controversia, aunque actualmente se estima en H₀ = 70 km/s/Mpc. Incluso la expansión misma se está acelerando, si hemos de dar crédito a las mediciones de distancias a supernovas lejanas de tipo Ia efectuadas desde 1998.

La teoría general de la relatividad ha superado hasta ahora todas las pruebas empíricas a las que ha sido sometida, pero le falta revalidar la detección de las ondas gravitacionales, de las que solo hay indicios indirectos. En 1974 Hulse y Taylor descubrieron el púlsar binario PSR 1913 + 16, un par de estrellas de neutrones (una de ellas un púlsar) girando la una en torno a la otra. La teoría permite calcular la energía que emitirán en forma de ondas gravitacionales, y el correspondiente acortamiento de su período orbital. Durante treinta años se ha medido el período orbital del púlsar, y su lento acortamiento corresponde con una extraordinaria exactitud a lo previsto por la teoría. Sin embargo, los intentos de captar directamente las ondas gravitacionales han resultado fallidos hasta ahora. Desde 1960, Weber trató de captarlas en las vibraciones que producirían en enormes cilindros metálicos. A finales de 2005 se ha puesto en marcha el proyecto LIGO (ya comentado en el capítulo 20), dedicado a detectar las ondas gravitacionales por su efecto en haces láser ortogonales, que se harían notar en dos observatorios situados a 3.200 km de distancia. Para la próxima década se proyecta poner en órbita el interferómetro de láser LISA, formado por tres naves espaciales volando en formación a 50 millones de kilómetros de la Tierra. La teoría general de la relatividad también predice que el movimiento circular de una masa produce un efecto «gravitomagnético», detectable mediante un giroscopio. El grupo de Francis Everitt (en Stanford), después de una épica preparación de treinta años, finalmente puso en órbita en abril de 2004 la sonda Gravity Probe B, que lleva un giroscopio dedicado a poner a prueba el efecto gravitomagnético mencionado.

La asignatura suspendida de antemano por la teoría general de la relatividad es la descripción del espaciotiempo a las minúsculas escalas de Planck (longitud < 10–35 m; duración < 10–43 s).

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FÍSICA Y METAFÍSICA

Los positivistas lógicos del Círculo de Viena caracterizaban a la ciencia empírica por la presunta verificabilidad de sus enunciados. Karl Popper, por el contrario, ponía el acento en su carácter refutable. En cualquier caso, ambos coincidían en la necesidad de un criterio de demarcación, que nos ayudase a distinguir la ciencia cabal de la mera especulación. En las últimas décadas, mientras los filósofos han arriado sus velas especulativas, los físicos teóricos y cosmólogos han tomado el relevo de la especulación con renovado entusiasmo y notable sofisticación matemática. La frontera entre física y metafísica ya no marca los confines de la ciencia, sino que discurre por medio del territorio científico mismo.

Solo en el mundo ficticio de la matemática pura florecen las verdades seguras y eternas. En el mundo real de la ciencia empírica todo es inseguro, provisional y revisable. Como decía Einstein, «en la medida en que las proposiciones de la matemática se refieren a la realidad, no son ciertas; y en la medida en que son ciertas, no se refieren a la realidad»¹. A pesar de todo, en una época determinada (por ejemplo, la actual) podemos señalar en cada disciplina científica un núcleo duro o modelo estándar, que contiene una serie de teorías y resultados bien establecidos, mutuamente consistentes y contrastados empíricamente de alguna manera. Este núcleo estándar está rodeado por una nube de especulaciones incompatibles entre sí y carentes de apoyo empírico, que representan otras tantas apuestas sobre el futuro e imprevisible desarrollo de esa disciplina. Estas especulaciones actúan de locomotora del progreso científico. Sus autores y seguidores tratan de desarrollarlas, de resolver sus posibles inconsistencias y de someterlas a contrastación empírica. En general no lo consiguen, pero las raras veces que triunfan en su empeño (cuestión de suerte y de trabajo) la especulación correspondiente se incorpora al modelo estándar, los libros de texto se reescriben y la ciencia progresa.

En la física de partículas el modelo estándar está constituido por dos teorías gauge fundamentales: la cromodinámica cuántica (teoría de la interacción fuerte) y la teoría electrodébil (que unifica las fuerzas electrodinámica y débil). El modelo estándar reconoce 61 partículas elementales: 18 quarks (6 sabores por 3 colores) con otros tantos antiquarks; 6 leptones con sus correspondientes antipartículas; los bosones que transmiten las fuerzas (8 gluones para la fuerte, el fotón para la electromagnética, y los dos W y el Z para la débil), y, finalmente, el bosón de Higgs. Aunque el Higgs aún no ha sido detectado y aunque las posibles fluctuaciones de los neutrinos excluirían su masa nula, casi todas las predicciones del modelo estándar se han cumplido gloriosamente, y ningún resultado experimental es incompatible con él. Lo mismo no puede decirse de la nube de teorías avanzadas de la física teórica de partículas (teorías de gran unificación, de supersimetría, de supergravedad, de supercuerdas), cuyas predicciones peculiares conciernen eventos a energías de más de 10¹⁶ GeV, para cuya detección habría que diseñar aceleradores de varios años luz de diámetro, que nunca podrán ser construidos.

En la cosmología actual el modelo estándar del Big Bang incorpora la teoría general de la relatividad, la métrica de Friedman-Robertson-Walker, diversos parámetros libres, la física nuclear, la historia térmica del Universo, incluyendo la explicación de la radiación cósmica de fondo, y la historia química, incluyendo la nucleosíntesis primordial. Este modelo está apoyado empíricamente por hechos observacionales tan bien comprobados como la expansión del Universo, el espectro de Planck de la radiación cósmica de fondo y la abundancia de elementos químicos en el Universo. Más allá del modelo estándar se extiende una nube de especulaciones fascinantes pero ayunas de apoyo empírico, como la cosmología inflacionaria, la constante cosmológica, la quintaesencia, la gravedad cuántica, las supercuerdas, la multiplicidad de Universos desconectados y el principio antrópico.

No hay que renunciar a la metafísica matematizada de nuestros teóricos, pero debemos tener conciencia de la variedad de juegos cognitivos a los que juega la ciencia actual. No todos esos juegos son igualmente fiables. Si de lo que se trata es de construir una cosmovisión racional, más vale jugar la carta de la física estándar.

EL CISMA DE LA FÍSICA

En el macrocosmos la fuerza decisiva es la gravitación, es decir, la curvatura del espaciotiempo. Las demás fuerzas o se anulan o no superan las distancias. Cuando, por el contrario, escudriñamos el microcosmos, la gravitación es irrelevante, como si no existiera. A la escala del átomo la fuerza electromagnética, por ejemplo, es 10⁴⁰ veces más fuerte que la gravedad. La gravedad es simplemente ignorada en la física de partículas.

La mejor teoría de la gravitación de que disponemos es la teoría general de la relatividad, una teoría geométrica de la curvatura del espaciotiempo en función de la distribución de la materia. Por eso subyace a toda la cosmología actual.

La mejor teoría del microcosmos de que disponemos es el llamado modelo estándar de la física de partículas, regido por las reglas de la mecánica cuántica y basado en los 36 quarks y antiquarks, los 12 leptones y antileptones y los 13 bosones anteriormente indicados.

Ambas teorías están muy bien corroboradas empíricamente, aunque la teoría general de la relatividad no ha sido sometida a tests directos en campos gravitatorios intensos (donde hace sus predicciones más espectaculares) ni se han captado las previstas ondas gravitacionales. El modelo estándar de la física de partículas ha tenido un gran éxito experimental, excepto quizás en lo relativo al campo de Higgs y a la presunta oscilación de los neutrinos. Los bosones de Higgs son necesarios para romper la simetría electrodébil a bajas temperaturas y para conferir masa a las partículas, pero hasta ahora no han podido ser detectados.

Cada una de estas dos teorías supremas de la física actual tiene sus propios problemas internos. La teoría general de la relatividad tiene que bregar con las singularidades, especialmente las desnudas. La mecánica cuántica está aquejada por los problemas de la no-localidad y de la medición. Este último se refiere a su incapacidad para describir y dar cuenta de lo que ocurre en la interacción entre el aparato de medida y el sistema estudiado.

Si cada una de las dos grandes teorías presenta ya de por sí dificultades internas, cuando se juntan, el problema es mucho mayor: no solo hablan lenguajes distintos, sino que son francamente incompatibles. La solución más sencilla consiste en no juntarlas. (Si te duele cuando te tocas, no te toques.) En esa situación cismática estamos. De todos modos, cuando descendemos a la escala de Planck, la promiscuidad es inevitable. La longitud de Planck es 10–35 m. El tiempo de Planck es lo que tarda la luz en atravesar la distancia de Planck, 10–43 s.

Si, yendo hacia atrás (hacia el Big Bang) en el tiempo, traspasamos la frontera de Planck, la teoría general de la relatividad ya no nos sirve. La estructura continua del espaciotiempo estalla en algo mucho más salvaje y desgarrado, que aún no acertamos a entender. Si, yendo hacia dentro en el espacio, penetramos en las intimidades del vacío, nos encontramos también con misterios indescifrados. Según Wheeler, el espaciotiempo se transformaría en una espuma efervescente de agujeros negros. Según Coleman y Hawking, estaría carcomido por el hormigueo de los agujeros de gusano. Es el pintar como el querer.

La incompatibilidad de la teoría general de la relatividad con la física cuántica de partículas es el mayor escándalo de la ciencia actual y el mayor rompecabezas de los físicos. Superar el cisma, encontrar una teoría unificada de todas las fuerzas y todas las escalas: he ahí el santo grial de la física teórica. Esforzados paladines de la gravedad cuántica, la supergravedad, la supersimetría y las supercuerdas cabalgan en su búsqueda, atravesando periodos sucesivos de euforia y depresión. Edward Witten descubrió en 1995 la «dualidad», que introduce un principio de simetría entre diversas formulaciones de la teoría de supercuerdas. Este destello del grial reavivó momentáneamente los ánimos alicaídos de los teóricos, pero no ha conducido a la ansiada unicidad de la teoría y menos aún a su contrastabilidad empírica.

LA INFLACIÓN CÓSMICA

En 1981 Alan Guth propuso modificar la cosmología estándar del Big Bang mediante el añadido de una etapa cortísima (de menos de 10–35 s) de expansión exponencial (inflación) poco después del tiempo de Planck (10–43 s). Esa inflación resultaría de un campo gravitatorio repulsivo creado por un falso vacío en los campos de Higgs responsables de la ruptura de simetría en la teoría de gran unificación de Georgi y Glashow. Aunque esta teoría ha sido abandonada, pues no se han encontrado las desintegraciones de protones ni los monopolos magnéticos que predecía, y aunque el modelo inflacionario propuesto por Guth no funcionaba, pues conducía a un Universo mucho más heterogéneo que el actual, la idea misma de inflación ha tenido un gran éxito social, ha estado de moda en los últimos veinticinco años e incluso ha sido incorporada a los libros de texto.

A pesar de ciertos eslóganes sociologistas, ni la verdad ni la justificación epistémica se reducen al consenso o a la moda. Aunque la cosmología inflacionaria se ha convertido en una industria que ya ha generado más de tres mil artículos científicos y más de cincuenta modelos distintos, todavía no sabemos si la inflación tuvo lugar alguna vez fuera de la mente de sus proponentes.

La cosmología inflacionaria se presentaba inicialmente como una versión mejorada del modelo estándar del Big Bang, pero en sus últimas versiones (debidas sobre todo a Andrei Linde) postula un Universo eterno y burbujeante incompatible con el Big Bang. Pretendía solucionar tres problemas (o seudoproblemas, según como se mire): el de los monopolos, el de la uniformidad y el de la planitud. 1) Las teorías de gran unificación (GUT) predecían que el final de la ruptura de simetría traería consigo numerosos defectos topológicos, como los monopolos magnéticos, que serían tan numerosos y masivos que constituirían casi toda la masa del Universo. Pero los monopolos no se encuentran por ningún lado. Eso constituye el problema de los monopolos. La inflación lo resuelve arrojándolos fuera del Universo observable. De todos modos, la ausencia de los monopolos magnéticos solo constituye un problema para las GUT que los predicen, no para el modelo estándar del Big Bang. 2) Si miramos a extremos opuestos del cielo, podemos ver regiones cuyos conos de luz del pasado no se solapan, y que sin embargo son ahora térmicamente uniformes, como muestra la radiación cósmica de fondo. Si fueron heterogéneos al principio, ¿cómo se uniformizaron, puesto que no podían interactuar? La inflación resuelve este problema creando todo el Universo observable a partir de un solo volumen de horizonte, es decir, arrojando de nuevo las heterogeneidades (como antes los monopolos) fuera del horizonte visible. Pero el Universo también podría haber sido uniforme desde el principio. 3) El parámetro de densidad Ω (el cociente de la densidad media del Universo por la densidad crítica) fue en el pasado muy cercano a 1, es decir, la geometría del espaciotiempo es casi plana. ¿Por qué? La inflación habría estirado tanto la eventual curvatura inicial que la habría convertido en plana, como ocurre con la superficie de un globo muy hinchado. Sin embargo, el Universo podría haber sido plano desde el principio. Uno puede rechazar las condiciones iniciales por razones estéticas, pero los modelos inflacionarios solo producen un Universo uniforme y plano dadas ciertas condiciones iniciales muy precisas del potencial del inflatón (el campo hipotético que genera la inflación).

La cosmología inflacionaria insistía desde el principio en que el Universo tiene que ser plano, Ω tiene que ser uno. Sin embargo, cuando las mediciones empíricas efectuadas entre 1990 y 1997 parecían converger hacia un valor de Ω = 0,3, lo que indicaría un Universo abierto, de geometría hiperbólica, los teóricos inflacionistas enseguida propusieron toda una nueva generación de modelos inflacionarios abiertos. Pero si la inflación es insuficiente para aplanar el Universo, también lo es para uniformizarlo. Cada vez disponemos de mediciones más precisas de la radiación cósmica de fondo, lo que nos permite eliminar ciertas predicciones de las amplitudes de su espectro, aunque esas predicciones dependen de cada modelo y, cualesquiera que sean, siempre se puede construir un modelo inflacionario ad hoc que las «predice».

La teoría inflacionaria no resuelve problemas serios del Big Bang, su apoyo empírico es dudoso, y su capacidad para metamorfosearse en función de los nuevos datos la inmuniza de modo inusitado. De todos modos, es compatible con todos los datos disponibles. Quizá la inflación cósmica haya tenido lugar, pero no lo sabemos. Aunque fecunda como hipótesis, aún no forma parte del núcleo estándar de la cosmología actual.

LA CONSTANTE COSMOLÓGICA

La expansión del Universo, es decir, que el Universo es una pura explosión, es algo que no se le había ocurrido a nadie. En 1917 Einstein, espantado, se dio cuenta de que su elegante ecuación de campo predecía un Universo dinámico, en expansión o contracción. La idea le pareció tan absurda que, para evitarla, complicó su ecuación, añadiéndole un término ad hoc: una constante (llamada cosmológica) multiplicada por la métrica. Este término correspondería a una fuerza repulsiva nunca observada, encargada de mantener quieto y estático al Universo. En 1929 Hubble, estudiando el desplazamiento hacia el rojo del espectro de las galaxias, descubrió que la expansión del Universo es un hecho. Al año siguiente, Einstein repudió la constante cosmológica, calificándola como «la mayor metedura de pata de mi vida».

Aunque repudiada, la constante cosmológica ha sido repetidamente resucitada por los cosmólogos como deus ex machina para sacarlos de sus apuros. La constante de Hubble mide la expansión del Universo, indicando la velocidad de recesión de cualquier galaxia lejana en función de su distancia. Hubble se equivocó en su cálculo y la estimó en 500 km por segundo por cada megaparsec de distancia. Aceptando ese valor, el modelo de Einstein-De Sitter nos da una edad del Universo de unos 1.200 millones de años, en contradicción flagrante con la edad de la Tierra, estimada (por la radiactividad de las rocas) en unos 4.600 millones de años. En los años treinta y cuarenta, cosmólogos como Eddington, Lemaître, Gamow y Tolman trataron de solucionar la discrepancia reintroduciendo una constante cosmológica positiva en sus modelos, lo que permite que la edad del Universo sea superior al tiempo de Hubble. Esta solución de pacotilla (que Einstein siempre rechazó) fue retirada de nuevo, cuando se comprobó que el problema se debía a un error en el cálculo de la constante de Hubble.

En los primeros años noventa el modelo cosmológico inflacionario, que estaba de moda, predecía un Universo plano, con el parámetro de densidad Ω = 1. Pero las mediciones empíricas parecían dar un valor de Ω de solo 0,3 y, por tanto, indicaban que el Universo es abierto. De nuevo se resucitó la constante cosmológica para suministrar el 0,7 de densidad que faltaba para obtener un Ω = 1, conforme al deseo inflacionario. Y de nuevo se dejó caer por los propios inflacionistas, que acabaron rehaciendo sus modelos en versión abierta.

Aunque podemos medir bien la velocidad de recesión de las galaxias lejanas, apenas sabemos medir sus distancias. La mejor esperanza la ofrecen ahora las supernovas de tipo Ia, un millón de veces más luminosas que las cefeidas y visibles desde mil veces más lejos. A principios de 1998 dos equipos (dirigidos por Saul Perlmutter y Brian Schmidt) de observadores de supernovas anunciaron sus resultados, algunos de los cuales podían interpretarse como que las galaxias más lejanas (y, por lo tanto, más jóvenes) se alejan más despacio de lo esperado, lo cual podría indicar que la expansión del Universo no se estaría decelerando (frenada por la gravedad), sino acelerando. La reacción más prudente consistió en buscar errores sistemáticos en las estimaciones, pero no se encontraron. La más alegre ha consistido en resucitar otra vez la constante cosmológica, cuya fuerza repulsiva aceleraría la expansión.

¿Es la constante cosmológica algo más que un fantasma recurrente? Hacia 1968 Zel’dovich propuso pasar el término cosmológico a la derecha de la ecuación de Einstein, con lo que aparece como una contribución al tensor de energía, interpretable como la energía del vacío. Según la teoría cuántica de campos, el vacío tiene una enorme energía. El problema es que esa energía no se detecta experimentalmente. La discrepancia entre la cota superior que los experimentos imponen a su valor y las predicciones teóricas es tremenda, de 120 órdenes de magnitud. Los físicos de partículas no entienden lo que pasa. Además, si la expansión del Universo se desacelera y acelera como algunos postulan, la constante cosmológica ya no sería una constante, sino una función del tiempo, y ya no podría añadirse a las ecuaciones de Einstein sin romper las simetrías que conservaba todavía la constante original. Por eso algunos teóricos evitan referirse a la constante cosmológica y prefieren hablar de ‘quintaesencia’ o ‘energía oscura’. De todos modos, cuantas más fuerzas, campos y energías introduzcamos en la cosmología que seamos incapaces de detectar en el laboratorio, tanto más estaremos abandonando el ideal newtoniano de unificar la física celeste con la terrestre. Los espectros del inflatón y de la constante cosmológica recorren la física y nos recuerdan hasta qué punto nuestra ciencia más avanzada está cogida con alfileres.

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EL ORO DE FERMAT

A Andrew Wiles le concedieron en 1998 el premio Rey Faisal por su solución al problema de Fermat, el descubrimiento matemático más sonado de los últimos tiempos. Los 200.000 dólares con que está dotado vienen a compensar en parte la pérdida de poder adquisitivo del premio Wolfskehl, establecido en 1908 para tal hazaña, que también recibió Wiles en junio pasado, aunque reducido por inflaciones y devaluaciones a meros 50.000 dólares, apenas un 3 por 100 de su valor original.

La matemática pura ha avanzado tanto, que sus problemas abiertos suelen resultar completamente incomprensibles para todos excepto para el puñado de profesionales activamente involucrados en su investigación. En la teoría de números, sin embargo, sigue habiendo fascinantes problemas abiertos, para cuya comprensión basta la aritmética elemental, como las conjeturas de Goldbach, la de los números perfectos o (hasta hace poco) la de Fermat.

La primera conjetura de Goldbach, propuesta por este a Euler como problema en 1742, dice: Todo número par n ≥ 4 es igual a la suma de dos números primos. En efecto, 4 = 2 + 2, 6 = 3 + 3, 8 = 3 + 5, 10 = 3 + 7, 12 = 5 + 7, etc. Pero quizá haya un número par muy grande que no sea igual a la suma de dos primos. Hasta ahora nadie lo ha encontrado, pero tampoco se ha probado que no exista. Un número perfecto es un número natural igual a la suma de sus divisores propios (es decir, distintos de él mismo). La conjetura sobre los números perfectos dice: Todo número perfecto es par. En efecto, 6 es un número perfecto (6 = 1 + 2 + 3) y es par; 28 es un número perfecto (28 = 1 + 2 + 4 + 7 + 14) y es también par. Se ha comprobado que todo número perfecto < 10¹⁵⁰ es par. Pero quizá haya uno mayor que no lo sea. Tampoco esta hipótesis ha logrado ser probada ni refutada. La conjetura (o, ahora ya, el teorema) de Fermat dice: No existen números naturales x, y, z >0 y n > 2, tales que xn+ yn = zn. Para n = 2 sí existen, los triplos pitagóricos, como 3, 4, 5: 3²+4²=5². Pero para n > 2 no se han encontrado, ni se pueden encontrar, pues no los hay, como ha demostrado Wiles.

El estudio de las curvas elípticas (descritas por ecuaciones cúbicas o de tercer grado) pertenece a la geometría algebraica; el de las formas modulares (ciertas funciones de números complejos), al análisis complejo. A principios de los sesenta Goro Shimura y Yutaka Taniyama formularon la conjetura que lleva su nombre y que interrelaciona ambas nociones, postulando que a cada curva elíptica corresponde una forma modular con serie L coincidente. Gerhard Frey en 1984 y Kenneth Ribet en 1986 mostraron que esa hipótesis implicaría la de Fermat. Wiles, fascinado desde pequeño con este famoso enigma, se encerró durante siete años de trabajo obsesivo para tratar de probar la conjetura de Shimura-Taniyama (en una versión restringida), desarrollando para ello diversas técnicas novedosas que establecen puentes entre geometría algebraica y análisis complejo, y cuya utilidad teórica sin duda crecerá en el futuro. En junio de 1993 anunció que ya tenía la ansiada prueba, lo que fue noticia de primera plana en los principales diarios. La prueba era tan larga y compleja, y abarcaba tantas ramas de la matemática, que era difícil encontrar quien la supervisara. Hubo que nombrar a un comité de seis expertos. Uno de ellos descubrió un fallo. Wiles tuvo que encerrarse de nuevo (con su discípulo Richard Taylor) durante año y medio para solucionarlo. Finalmente, los revisores dieron su visto bueno y la prueba de Wiles pudo publicarse en 1995 en Annals of Mathematics, donde ocupa más de cien páginas.

Aunque cualquiera puede entender la formulación del teorema de Fermat, casi nadie (ni siquiera entre los matemáticos) puede entender su demostración. Aceptamos sus resultados, porque nos fiamos de los muy pocos y muy competentes matemáticos que la han revisado, pero ello no deja de resultar profundamente insatisfactorio. El atractivo de la matemática proviene de la gloriosa transparencia de sus pruebas, no del atípico recurso al argumento de autoridad. Esperemos que esta primera, difícil y complicada prueba sea seguida por otras más sencillas y asequibles, a fin de que nuestra aceptación pueda basarse en evidencias propias.

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LOS NÚMEROS NATURALES COMO BIBLIOTECA UNIVERSAL

El conjunto de los números naturales contiene —convenientemente codificado— cada libro, artículo y texto que haya sido o vaya a ser escrito en cualquier lenguaje y en cualquier alfabeto por cualquier autor, vivo, muerto o aún por nacer. Contiene incluso todos los libros y textos posibles (profundos o sin sentido) que nunca serán escritos. Por tanto, el conjunto de los números naturales constituye la genuina Biblioteca Universal. Los números naturales codifican también cada dato, cada sonido, cada versión de cada composición musical, cada mapa, cada imagen, cada película; incluso la información biológica contenida en nuestros cromosomas. Por lo tanto, también constituyen la auténtica Base de Datos Universal.

Cuanto más grande es la biblioteca, tanto más difícil es encontrar lo que se busca. En la infinita biblioteca universal de los números naturales la búsqueda es infinitamente complicada. Sabemos que todo está allí, pero no sabemos cómo recuperarlo. Las obras perdidas de Aristóteles y todos los libros destruidos por el fuego en la antigua biblioteca de Alejandría permanecen preservados como números naturales, pero no hay manera de averiguar de qué números se trata.

Todos los sistemas simbólicos de representación pueden ser gödelizados, es decir, pueden recibir una representación gödeliana. Cada objeto simbólico puede ser representado por un número. Cada objeto simbólico es un número en cierto sistema de numeración. Este método puede llevar también a calibrar la complejidad de los objetos. Cada objeto simbólico es tan complejo como el número que lo representa.

Nos gustaría poder medir la complejidad (la cantidad de forma o estructura) de objetos simbólicos finitos cualesquiera, tales como cromosomas, textos, pinturas y piezas de música. ¿Cuánta forma tiene tal objeto, cómo es de complejo? Quisiéramos que nuestra medida fuera uniforme, permitiéndonos comparar la complejidad de objetos heteróclitos, como genes, fotos y canciones. Una estrategia prometedora para lograr este resultado consiste en codificar los diferentes objetos simbólicos mediante números naturales, de tal modo que nuestras preguntas acerca de los heterogéneos objetos que nos interesan se transformen en preguntas homogéneas sobre números naturales. Específicamente, nuestras preguntas acerca de la complejidad de objetos simbólicos se transformarían en preguntas sobre la complejidad de números naturales. Tal resultado sería tanto más deseable cuanto que, desde Kolgomorov, disponemos de una medida precisa de la complejidad de los números naturales.

GÖDELIZACIÓN

La primera codificación numérica de textos o hileras (secuencias finitas) de signos fue introducida por Kurt Gödel en 1931. Desde entonces, este tipo de codificaciones se ha convertido en estándar en lógica matemática bajo el nombre de gödelización.

En un sentido muy general, un alfabeto es un conjunto finito de signos. Una palabra o texto o hilera sobre ese alfabeto es una secuencia finita de signos de ese alfabeto (donde, por supuesto, el mismo signo puede aparecer varias veces en la secuencia, en posiciones diferentes). Llamemos W al conjunto de todas las palabras o hileras sobre el alfabeto dado¹. Para cualquier hilera w de signos de ese alfabeto, w ∈ W.

Una gödelización del lenguaje escrito W es cualquier función (o asignación de números —llamados números de Gödel— a hileras de signos) g: W →  que cumple las siguientes condiciones:

1) La función g es inyectiva, es decir, a diferentes hileras se les asignan números de Gödel diferentes: w1≠ w2⇒ g(w1) ≠ g(w2).

2) La función g es computable, es decir, para cualquier hilera dada w es posible computar efectivamente su número de Gödel, g(w).

3) El recorrido g(W) es decidible, es decir, para cualquier número natural dado n se puede decidir efectivamente si n es un número de Gödel o no.

4) La función inversa g–1 es computable, es decir, para cada número de Gödel dado n ∈ g(W) es posible computar efectivamente la hilera w cuyo número de Gödel es n [es decir, la hilera w tal que g(w) = n].

Bajo una gödelización determinada, cada hilera de signos representa un número y cada número de Gödel codifica una hilera.

LA GÖDELIZACIÓN DE GÖDEL

Gödel introdujo en su trabajo de 1931 la primera gödelización, una codificación numérica del lenguaje formal de Principia Mathematica, reformulado por Gödel. La idea general era la siguiente: Sea A el alfabeto {a₁, a₂, a₃, a₄, ..., an}. En primer lugar introducimos una asignación de los n primeros números impares consecutivos a los signos de A: 1a a₁, 3 a a₂, 5 a a₃, 7 a a₄, etc., hasta 2n – 1 a an. Llamemos ğ a esa aplicación de A en . Para cada signo ai: ğ(ai)=2i–1. Una vez definida ğ: A →, podemos definir la gödelización g: W →  del siguiente modo. Para cada hilera, es decir, para cada secuencia finita z₁, z₂, z₃, ..., zm de signos de A: g(z₁z₂z₃...zm)=p₁ğ(z₁)·p₂ğ(z₂)·p₃ğ(z₃)·...·pmğ(zm) , donde pi es el i-ésimo número primo.

Obviamente, g satisface las condiciones para una gödelización, incluida la tercera. La descomposición unívoca de cualquier número natural en factores primos nos permite decidir si un número natural dado es un número de Gödel o no. Por ejemplo, 1992 = 2³·3¹·83¹ no es un número de Gödel, porque el tercer factor primo de su descomposición no es el tercer número primo, 5, sino 83. Por el contrario, 2700000 = 32 · 27 · 3125 = 2⁵·3³·5⁵ es un número de Gödel, a saber, g(a₃a₂a₃).

El alfabeto {x, ´, ¬, ∧, ∨, ∃₁, ∀₁, =} de la lógica de primer orden con identidad (donde las variables son x´, x´´, x´´´, ...) puede ser representado mediante los números 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 y 17, respectivamente. Sobre esta base, y según las indicaciones anteriores, se puede establecer una gödelización g de todas las hileras finitas de signos. Por ejemplo, g(¬ ∃₁x´¬x´=x´)=2⁷·3¹³·5³·7⁵·11⁷·13³·17⁵·19¹⁷·23³·29⁵.

Con ayuda de esta codificación numérica de las hileras de signos lógicos y variables, Gödel pudo transformar las preguntas lógicas (por ejemplo, si una fórmula era deducible de otra fórmula) en preguntas aritméticas (si cierto número estaba en determinada relación aritmética con otro número). Esta representación numérica fue esencial para la prueba de los teoremas de incompletud y, en especial, para la construcción de la fórmula autorreferencial sobre la que pivota la demostración. El primer teorema de incompletud dice: Ninguna teoría formal que incluya la aritmética elemental (es decir, en la que las funciones recursivas primitivas sean definibles) puede ser a la vez axiomatizable (es decir, recursivamente numerable), consistente y completa (en el sentido de dar respuesta a cada pregunta formulable en su lenguaje). Si la teoría es axiomatizable y consistente, entonces ha de ser incompleta.

Como su nombre indica, el procedimiento de la gödelización fue inventado por Gödel. Puestos a buscar algún precedente histórico, se puede encontrar en la idea leibniziana de asignar números primos a los conceptos simples y el producto de los números de sus componentes simples a los conceptos compuestos. Gödel siempre fue un admirador de Leibniz, a quien leyó asiduamente en sus años de estudiante y en varias etapas posteriores de su vida.

SISTEMAS POSICIONALES ARBITRARIOS DE NUMERACIÓN

Un numeral es un nombre para un número. Diferentes sistemas de numeración proporcionan diferentes nombres para el mismo número. Un sistema de numeración es un dispositivo notacional que proporciona nombres para todos los números. Hay diferentes tipos de sistemas de numeración. Muchos de los viejos sistemas de numeración eran aditivos: cada numeral compuesto (por ejemplo, XXXII en el sistema romano) representaba la suma de los valores de los numerales componentes (en este caso, 10 + 10 + 10 + 1 + 1 = 32; nótese que X siempre representa 10, cualquiera que sea su posición). En un sistema posicional de numeración, por el contrario, el número representado por cada numeral simple o dígito cambia según la posición que ocupa en el numeral compuesto. Por ejemplo, en nuestro usual sistema decimal, el primer 9 en 909 representa 900, pero el último 9 representa solo 9.

Un sistema de numeración posicional se caracteriza por su base b, donde b es un número natural > 1. El alfabeto del sistema consta de b símbolos, llamados dígitos (o dígitos b-arios, donde b es la base). Las hileras en ese alfabeto (esto es, las secuencias finitas de dígitos b-arios) son los numerales del sistema.

La palabra ‘dígito’ (del latín digitus, dedo) es un término inapropiado para los «dígitos» o símbolos numéricos básicos de cualquier sistema de numeración con base b ≠ 10, pues tenemos exactamente 10 dedos, ni más ni menos. Sin embargo, es usual llamar a los símbolos básicos de cualquier sistema de numeración posicional dígitos, y así lo haremos aquí.

Llamemos d₁, d₂, ..., db a los dígitos b-arios. El dígito d₁ representa el número 0, el dígito d₂ representa el número 1, el dígito d₃ representa el número 2 y así sucesivamente hasta el dígito db, que representa el número b – 1.

Cada número natural puede descomponerse en potencias de b. Y cada número natural tiene una representación única en un sistema de numeración posicional en base b.

Cada secuencia finita de dígitos b-arios representa unívocamente un número natural. Sea ai el número representado por el dígito ai.

Cada dígito ai en el numeral tiene un valor nominal (= ai) y un valor posicional (= bn–i). Su valor total es el producto de ambos valores.

Sea A cualquier alfabeto de k símbolos (esto es |A|=k) y sea a₀ el primer símbolo de ese alfabeto. Una hilera normal sobre A es cualquier hilera (secuencia finita) de miembros de A que no comience con a₀. Hay kn hileras de longitud n sobre el alfabeto A. Hay (k – 1) kn–1=kn–kn–1 expresiones normales de longitud n sobre el alfabeto A. Hay una correspondencia biunívoca (o biyección) entre los números naturales y las hileras normales sobre A. Más aún, esta correspondencia es una gödelización del conjunto de las hileras normales, que son los numerales de un sistema de numeración posicional k-ario.

SISTEMA UNARIO DE NUMERACIÓN

La definición general de un sistema de numeración posicional (dado para una base b > 1) también se aplicaría (un tanto vacuamente) a b = 1, si prescindiéramos del 0. Aunque el 0 no puede representarse en este sistema, todos los demás números sí pueden.

En un sistema de numeración de base 1 hay un único ‘dígito’: 1. Cualquier número n es denotado por una secuencia finita de n unos 11...1 =1·1n–1+1·1n–2+ ... + 1 · 1⁰= 1 + 1 + ... + 1 = n. Por ejemplo, 1 =1,11 =2,111 = 3, 1111 =4, etcétera.

El sistema de numeración de base 1 es también un sistema de numeración puramente aditivo, en el que cada dígito (a saber, 1) tiene solamente un valor (el valor nominal), independientemente de su posición. Considerando que no hay un valor posicional diferente del valor nominal, tal vez deberíamos decir que el sistema de numeración de base 1 (las secuencias de palotes o unos) no es un sistema de numeración posicional.

Claro que si cambiamos la definición y si representamos n como representaríamos n + 1, entonces podemos representar todos los números naturales, incluyendo el 0. Cada número natural n se representa entonces por una hilera de n + 1 palotes o unos. Pero esto no sería de ninguna manera un sistema posicional. Si el dígito 1 representase al número 0 y el sistema fuera posicional, entonces cada hilera de 1’s representaría una suma de sumandos cada uno de los cuales incluiría el 0 como factor, y así cada hilera de 1’s sería exactamente un numeral para el número 0. El sistema de numeración consistente en secuencias finitas de 1’s como numerales es viable y útil (como en la teoría de las máquinas de Turing), pero no es un sistema posicional.

SISTEMA BINARIO DE NUMERACIÓN

El sistema binario es un sistema posicional de numeración de base b = 2. Los dos dígitos binarios son 0 y 1. El dígito 0 representa el número 0, el dígito 1 representa el número 1.

Cada número natural puede descomponerse en potencias de 2. Por ejemplo, 1993 = 1 · 2¹⁰+1·2⁹+1·2⁸+1·2⁷+ 1·2⁶+0·2⁵+0·2⁴+1·2³+0·2²+0·2¹+1·2⁰. Cada número natural tiene una única representación en el sistema binario. Así, 1993 = 11111001001.

Cada secuencia finita de dígitos binarios representa un número natural. Sea ai el número representado por el dígito binario ai.

Por ejemplo, 10011 =1·2⁴+0·2³+0·2²+1·2¹+1·2⁰= 19.

Cualquier secuencia finita de ceros y unos es una hilera o expresión binaria. Una expresión binaria normal es una expresión binaria que no comienza con un 0. Hay 2n–1 hileras binarias de longitud n. Hay una correspondencia biunívoca entre las expresiones binarias normales y los números naturales. Más aún, esta correspondencia es una gödelización del conjunto de las expresiones binarias normales, que son los numerales del sistema binario de numeración.

SISTEMA DECIMAL DE NUMERACIÓN

El sistema decimal es un sistema posicional de numeración con base b = 10. Los diez dígitos decimales son: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. El dígito 0 representa el número 0, el dígito 1 representa el número 1, el dígito 2 representa el número 2, y así sucesivamente, hasta el dígito 9, que representa el número 9.

Cada número natural puede descomponerse en potencias de 10. Por ejemplo, 1993 = 1 ·10³+ 9 ·10²+ 9 ·10¹+ 3 ·10⁰. Cada número natural tiene una única representación en el sistema decimal de numeración. Por ejemplo, 1993 = 1993.

Cada hilera de dígitos decimales representa un número natural. Sea ai el número representado por el dígito decimal ai.

Cualquier secuencia finita de dígitos decimales es una expresión decimal. Una expresión decimal normal es una expresión decimal que no comienza con un 0. Hay 9 · 10n–1 expresiones decimales normales de longitud n. Hay una correspondencia biunívoca entre las expresiones decimales normales y los números naturales. Además, esta correspondencia es una gödelización del conjunto de las expresiones decimales normales, que son los numerales del sistema decimal de numeración.

EL SISTEMA DE NUMERACIÓN DNA

El sistema de numeración DNA es un sistema posicional de numeración con base b = 4. Los cuatro dígitos del sistema DNA son A (adenina), T (timina), G (guanina) y C (citosina). El dígito A representa el número 0, el dígito T representa el número 1, el dígito G representa el número 2 y el dígito C representa el número 3.

Cada número natural puede ser descompuesto en potencias de 4. Cada número natural tiene una representación única en el sistema de numeración DNA. Por ejemplo, 1993 = 1 · 4⁵+3·4⁴+3·4³+0·4²+2·4¹+1·4⁰= TCCAGT. (Nótese que el primer triplete, TCC, codifica el aminoácido serina.)

Cada hilera de dígitos DNA representa unívocamente un número natural. Sea ai el número representado por el dígito DNA ai.

Por ejemplo, las siguientes cuatro hileras (todas ellas tripletes o codones que codifican el mismo aminoácido, alanina) representan los números 44, 45, 46 y 47:

GCA =2·4²+3·4¹+0·4⁰=44

GCT =2·4²+3·4¹+1·4⁰=45

GCG =2·4²+3·4¹+2·4⁰=46

GCC =2·4²+3·4¹+3·4⁰=47

Una expresión DNA normal es cualquier hilera de dígitos DNA que no comienza con A. Existen 3 · 4n–1=4n–4n–1 expresiones DNA normales de longitud n. Existe una correspondencia biunívoca entre las expresiones DNA normales y los números naturales. Además, esta correspondencia es una gödelización del conjunto de las expresiones DNA normales, que son los numerales del sistema posicional de numeración DNA.

La información genética que contiene el plan de cada criatura viviente está codificada en su DNA. Cada segmento de DNA, cada gen², cada cromosoma es un numeral del sistema de numeración DNA y representa unívocamente a un cierto número natural. El genoma completo de un organismo es también un numeral, el nombre de un cierto número natural, el número que define o codifica ese organismo. Los números naturales codifican no solamente los planes de todos los organismos pasados, presentes y futuros, sino también los de todos los organismos posibles basados en el DNA que nunca llegarán a existir.

EL SISTEMA DE NUMERACIÓN DEL ALFABETO INGLÉS

El sistema de numeración del alfabeto inglés es un sistema posicional de numeración con base b = 40. Los 40 dígitos del alfabeto inglés (en una de las versiones posibles del alfabeto inglés) son: , A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z, ., ,, ;, :, !, –, ?, (, ), «, », ’, /. Nótese que el alfabeto (en el sentido aquí pertinente) incluye no solamente las letras, sino también los signos de puntuación y los espacios en blanco necesarios para la composición de textos.  es el espacio en blanco. El dígito  representa el número 0, el dígito A representa el número 1, el dígito B representa el número 2, el dígito C representa el número 3, el dígito D representa el número 4, y así hasta el dígito /, que representa el número 39.

Cada número natural puede descomponerse en potencias de 40. Por ejemplo, 1993 = 1 · 40²+9·40¹+33·40⁰. Así, cada número natural tiene una única representación en el sistema del alfabeto inglés. Por ejemplo, 1993 = AI?

Cada secuencia finita de dígitos del alfabeto inglés (cada texto) representa unívocamente un número natural. Sea ai el número representado por el dígito del alfabeto inglés ai.

Por ejemplo,

I =9·40⁰=9

DO =4·40¹+15·40⁰= 175

MY =13·40¹+25·40⁰= 545

BEST =2·40³+5·40²+19·40¹+20·40⁰= 200780

I DO =9·40³+0·40²+4·40¹+15·40⁰= 576175

Una expresión normal del alfabeto inglés es cualquier expresión que no comienza con   . Existen 39 · 40n–1= 40n–40n–1 expresiones normales del alfabeto inglés de longitud n. Existe una correspondencia biunívoca entre las expresiones normales del alfabeto inglés y los números naturales. Más aún, esta correspondencia es una gödelización del conjunto de todos los textos del alfabeto inglés, que son los numerales de este sistema posicional de numeración. Cada vez que un autor escribe un poema, un artículo o un libro, todo lo que hace es elegir un cierto número natural de la Biblioteca Universal, es decir, del conjunto de los números naturales, que codifican cada texto (escrito o no, profundo o disparatado) sobre el alfabeto romano³.

EL SISTEMA MUSICAL DE NUMERACIÓN (VERSIÓN CD)

Cualquier música, sonido o conversación puede grabarse digitalmente en un CD (disco compacto) con un altísimo grado de precisión. La conversión de analógico a digital⁴ usada para grabar CDs incluye: 1) el muestreo de la onda sonora (a una frecuencia de 44 kHz), y 2) la cuantización de las amplitudes muestreadas en 2¹⁶= 65536 niveles discretos de amplitud.

El sistema musical de numeración (versión CD) es un sistema posicional de numeración con base b = 2¹⁶= 65536. Los dígitos musicales son los diferentes niveles discretos de amplitud usados en la cuantización de las ondas sonoras muestreadas. Si los llamamos amplitud 1, amplitud 2, amplitud 3, y así sucesivamente, entonces el dígito amplitud 1 representa el número 0, el dígito amplitud 2 representa el número 1, el dígito amplitud 3 representa el número 2, etc., hasta el dígito amplitud 65536, que representa el número 65535.

Cada número natural puede descomponerse en potencias de 65536. Por ejemplo, 1993 =1993 · 65536⁰. Cada número natural tiene una única representación en el sistema musical de numeración. Por ejemplo, 1993 = amplitud 1994.

Cada secuencia finita de dígitos de amplitud (cada música o sonido) representa unívocamente un número natural. Sea ai el número representado por el dígito de amplitud ai.

Por ejemplo, amplitud 3, amplitud 82, amplitud 59827 = 2 · 65536²+ 81 · 65536¹+ 59826 · 65536⁰= 4300270000.

Un CD convencional permite almacenar hasta 650 Mb de información y puede contener como máximo unas dos horas de música⁵. Los números naturales, por el contrario, son arbitrariamente grandes y pueden codificar cualquier música o sonido de cualquier duración. Cada conversación, o canción, o sinfonía, está codificada en un número natural determinado. Todo lo que un compositor hace cuando compone es seleccionar un cierto número. Y cada melodía posible y cada ruido generable se encuentra ya codificado en un número determinado. Las mejores sinfonías nunca serán descubiertas ni ejecutadas, pero se encuentran codificadas en el reino de los números naturales. El registro sonoro completo de cualquier ser humano, cada sonido que él (o ella) haya proferido, desde el grito primordial al nacer, pasando por las risas, palabras, susurros y canciones de su vida, hasta los estertores finales de la muerte, están precisamente codificados por un único número natural. Los números naturales son la única fonoteca universal, que contiene no solo cada composición musical posible, sino también cada una de sus posibles interpretaciones o ejecuciones. La codificación numérica de una pieza musical es la codificación de la pieza según ha sido ejecutada. Diferentes interpretaciones representan diferentes números naturales. Así la codificación es relativa tanto al muestreo específico y a la cuantización elegida como a la particular ejecución grabada.

SISTEMA DE NUMERACIÓN POR ESTADOS DE PÍXEL

Las imágenes que vemos en la pantalla del televisor o en el monitor del computador son el resultado de dividir la pantalla en una gran cantidad de cuadrados iguales, llamados píxeles, y producir en cada píxel un cierto color con un cierto brillo. El estado de cada píxel está completamente caracterizado por su color (elegido de una cierta paleta de colores disponibles) y por el grado de su brillo (elegido de una cierta escala de luminosidades disponibles).

El sistema de numeración por estados de píxel es un sistema posicional de numeración con base k · d (donde k es el número de colores disponibles y d es el número de grados de brillo disponibles para cada píxel). Los dígitos de este sistema de numeración son los estados particulares de píxel (o combinaciones de un color particular con un grado particular de brillo). El dígito (color 1, brillo 1) representa al número 0, el dígito (color 1, brillo 2) representa al número 1, y así sucesivamente hasta (color k, brillo d), que representa el número kd – 1. En general, para cualquier n (1 ≤ n ≤ k) y cualquier m (1 ≤ m ≤ d), el dígito (color n, brillo m) representa el número (n–1)d+m–1.

Cada número natural puede descomponerse en potencias de k ·d. Por ejemplo (y suponiendo que k > 16, d = 128), 1993 = 1993 · (kd)⁰. Así cada número natural tiene una única representación en el sistema de numeración por estados de píxel. Por ejemplo (y suponiendo nuevamente que k > 16, d=128), 1993 = (color 16, brillo 74). Es decir, el número 1993 se representa por un solo píxel con el decimosexto color de la paleta y el septuagésimo cuarto grado de brillo.

Cada secuencia finita de estados de píxel representa unívocamente un número natural. Sean c(si) y br(si) el número de color y el número de grado de brillo del estado de píxel si.

Por ejemplo (y suponiendo que k = 1024, d = 128), la secuencia de 2 píxeles con estados de píxel (color 2, brillo 100), (color 20, brillo 3) representa el número 29755778.

Cualquier imagen o foto puede escanearse con resolución de alta definición usando (por ejemplo) una ventana de 1.024 × 640 = 655.360 píxeles, una paleta de 1024 colores y 128 grados de brillo. Cualquier ventana de este tipo se codifica digitalmente como un mapa de bits o secuencia de 655.360 estados de píxel y representa unívocamente un número natural.

Cada número natural codifica una cierta secuencia de píxeles, pero no necesariamente una imagen de formato dado. En el formato considerado previamente la ventana de la imagen estaba compuesta por 655.360 píxeles (en un orden fijo). Así, si un número codifica una secuencia de, digamos, 20.971.520 píxeles, entonces codifica una secuencia de 32 imágenes.

Todas las películas que vemos en el cine y todos los vídeos que vemos en casa son simplemente secuencias finitas de imágenes. Como es bien sabido, percibimos el movimiento continuo en respuesta a una rápida sucesión de imágenes estáticas (digamos, de 30 imágenes por segundo) en nuestro campo visual. Así, una película de una hora y media de duración es una secuencia de 162.000 imágenes (suponiendo 30 imágenes por segundo).

Dada una cierta paleta de colores y una cierta escala de luminosidad, cada número natural n codifica una cierta secuencia de (digamos, m) píxeles. Dado un cierto formato de ventana (de, digamos, p píxeles), si m < p, entonces el número n codifica solamente parte de una imagen. Si m = p, entonces n codifica exactamente una imagen. Si m >p, entonces n codifica más de una imagen. Si m/p = t, entonces n codifica una película de t imágenes.

Así, dado un formato fijo cualquiera para el análisis de imágenes, hay un sistema de numeración por estados de píxel correspondiente en el que cada imagen o ventana representa un número natural y cada película (cada secuencia de imágenes) representa también un número natural. Inversamente, cada número natural codifica una cierta imagen o una determinada película. El conjunto de los números naturales constituye la única colección de imágenes verdaderamente exhaustiva, la única pinacoteca, filmoteca y videoteca universal⁶, que incluye no solamente todas las pinturas, fotografías, películas y vídeos hechos alguna vez o que serán producidos en el futuro, sino también aquellas pinturas posibles que nunca llegarán a ser pintadas y aquellas películas posibles que nunca serán rodadas. Cada vez que un artista pinta un cuadro, o hace una foto o dirige una película, lo que está haciendo es seleccionar un número natural determinado. Cualquiera que sea la calidad o la inspiración de su trabajo, jamás será capaz de conseguir más (ni menos) que representar un cierto número en un peculiar sistema posicional de numeración.

REFERENCIAS Y LECTURAS COMPLEMENTARIAS

En la presente obra no se expone la filosofía de la ciencia en el sentido académico habitual, es decir, como análisis más o menos formal de la estructura de los conceptos y teorías científicos, así como de su dinámica temporal. El lector interesado por estas cuestiones puede acudir, por ejemplo, a:

MOSTERÍN, Jesús, Conceptos y teorías en la ciencia (3.ª ed.), Alianza Editorial, Madrid, 2000.

MOSTERÍN, Jesús, y Roberto TORRETTI, Diccionario de Lógica y Filosofía de la Ciencia, Alianza Editorial, Madrid, 2002.

Los temas tratados en esta obra son tan variados y actuales que cualquier bibliografía conjunta de ellos sería inabarcable. Aquí nos limitamos a señalar, a título de mera sugerencia, algunas publicaciones relacionadas con la temática de cada una de las tres partes del libro. También se añaden unas pocas direcciones de Internet en que puede encontrarse amplia y actualizada información.

PARTE PRIMERA: CIENCIA, FILOSOFÍA Y SOCIEDAD

HACOHEN, Malachi, Karl Popper: The Formative Years, 1902-1945, Cambridge University Press, 2000.

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KUHN, Thomas, The Structure of Scientific Revolutions (2.ª ed.), The University of Chicago Press, 1970. [Trad. española: La estructura de las revoluciones científicas, Fondo de Cultura Económica, México, 1971.]

— The Essential Tension, University of Chicago Press, 1977. [Trad. española: La tensión esencial, Fondo de Cultura Económica, México, 1982.]

MADDOX, John, What remains to be discovered, The Free Press, 1998. [Trad. española: Lo que queda por descubrir, Debate, Madrid, 1999.]

MOSTERÍN, Jesús, Racionalidad y acción humana (2.ª ed.), Alianza Editorial, Madrid, 1987.

— Filosofía de la Cultura, Alianza Editorial, Madrid, 1993.

— «Methods galore, and no world view in sight», en Methods of Philosophy and the history of Philosophy (ed. por S. Knuuttila e I. Niiniluoto), Acta Philosophica Fennica, 61, pp. 155-161, Helsinki, 1996.

— «What is culture and how does it evolve?», Acta Institutionis Philosophiae, 17 (Tokio, 1999), págs. 13-35.

POPPER, Karl, Autobiography of Karl Popper, en The Philosophy of Karl Popper, en The Library of Living Philosophers, ed. por P. A. Schilpp, 1, La Salle: Open Court, págs. 3-181, 1974. [Trad. española: Búsqueda sin término, Tecnos, Madrid, 1977.]

— Logik der Forschung (2.ª ed.), J. C. B. Mohr, Tübingen, 1966. [Trad. española: La lógica de la investigación científica, Círculo de Lectores, Barcelona, 1995.]

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PARTE SEGUNDA: BIOLOGÍA

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NOTAS

1 Aquí usamos el sustantivo ‘el humán’ —en plural, ‘los humanes’— en el sentido de ser humano (hombre o mujer).

2 Terencio, Heautontimorumenos, 77.

3 Alan Sokal y Jean Bricmont, Fashionable Nonsense: Postmodern Intellectuals’ Abuse of Science, Picador, 1998. Hay traducción española (Imposturas intelectuales) en Paidós, Barcelona, 1999.

4 Frank Tippler, The Physics of Immortality: Modern Cosmology, God and the Resurrection of the Dead, Doubleday, Nueva York, 1994. Hay traducción española (La física de la inmortalidad) en Alianza Universidad, Madrid, 1996.

5 Véase, por ejemplo, Jesús Mosterín, Filosofía de la cultura, Alianza Editorial, Madrid, págs. 83 y sigs.

6 Véanse, por ejemplo, Jorge Sabater Pi, El chimpancé y los orígenes de la cultura (2.ª ed.), Anthropos, Barcelona, 1984; McGrew, Chimpanzee Material Culture: Implications for Human Evolution, Cambridge University Press, 1992; o Wrangham, McGrew, De Waal y Heltne (eds.), Chimpanzee Cultures, Harvard University Press, Cambridge (Massachusetts), 1994.

7 Pico Della Mirandola, Oratio de humanis dignitate (Discurso de la dignidad humana).

1 Por lo tanto, esta noción de racionalidad teórica no tiene aplicación en los grupos étnicos tradicionales en los que todavía no se ha desarrollado la ciencia.

2 Edward Wilson, Consilience: The Unity of Knowledge, 1999. Hay traducción española: Consilience: La unidad del conocimiento, Galaxia Gutenberg, Barcelona, 1999.

3 A finales de 2000 algunos físicos del CERN (junto a Ginebra) pensaron que quizá habían detectado síntomas del bosón de Higgs en los últimos experimentos del LEP, un acelerador de electrones y positrones ya clausurado para dar lugar a la instalación del más potente LHC (Large Hadron Collider), que no estará listo hasta 2005. Mientras tanto, en 2001 se pone en marcha la renovación del Tevatron en el Fermilab. Quizás alguna de estas nuevas máquinas logre detectar el elusivo bosón de Higgs, o tal vez no.

1 John Horgan, The End of Science: Facing the Limits of Knowledge in the Twightlight of the Scientific Age, Helix Books, 1996. Hay traducción española: El fin de la ciencia, Paidós, Barcelona, 1998.

2 John Maddox, What Remains to be Discovered, Free Press, 1998. Hay traducción española, Debate, Madrid,

3 Transmitido por Andrew M. Ramsey y recogido por J. Spence en Anecdotes, Observations and Characters of Books and Men, Samuel Linger, Londres, 1820, pág. 54.

1 Albert Einstein, «Zur Elektrodynamik bewegter Körper», Annalen der Physik 17: 891-921 (1905).

2 Werner Heisenberg, «Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik», Zeitschrift für Physik 43: 172-198 (1927).

3 No solo no podemos medir entonces el momento de la partícula con precisión; es que ni siquiera la partícula tiene un momento preciso que medir. Por ejemplo, llamando Δx a la incertidumbre de su posición en la dirección x y Δpx a la incertidumbre de su momento en la dirección x, ambas magnitudes están relacionadas por la relación de incertidumbre Δx · Δpx≥/2, donde = h/2π, siendo h la constante de Planck. Por lo tanto, cuanta menor sea la incertidumbre Δx de la posición, mayor será la incertidumbre Δpx del momento. Lo mismo ocurre con el tiempo y la frecuencia o la energía. Esta situación se repite con cualesquiera pares de observables representados por operadores autoadjuntos incompatibles, es decir, que no conmutan.

1 Véase el capítulo 1 («Brains in a vat») de Hilary Putnam, Reason, Truth and History, Cambridge University Press, 1981.

2 Platón, Politeía, VII, 537, c. 7.

3 Para la situación de la filosofía en Estados Unidos, véase Nicholas Rescher, American Philosophy Today, Rowman & Littlefield Publ., 1994.

4 Platón, Tímaios, 47 b.

5 Some Main Problems of Philosophy, pág. 1, Londres, 1953. (Conferencias impartidas en 1910 y 1911.)

6 Bertrand Russell, The Problems of Philosophy, cap. 15: «The Value of Philosophy», 1912.

7 Karl Popper, Prólogo a la edición inglesa (The Logic of Scientific Discovery) de Logik der Forschung, 1958.

8 Albert Camus, Le Mythe de Sisyphe. Essai sur l’Absurde, Gallimard, París, 1942.

9 Bertrand Russell, The Problems of Philosophy, cap. 15: «The Value of Philosophy», 1912.

10 José Ortega y Gasset, ¿Qué es filosofía?, lección XI, 1957.

1 Todas las citas de este párrafo proceden de su autobiografía, Unended Quest, concretamente de las páginas 119, 147 y 50 de la traducción española, Búsqueda sin término (Tecnos, Madrid, 1977).

2 K. Popper, ob. cit., pág. 144.

3 K. Popper, ob. cit., pág. 153.

4 Yo he criticado (por imprecisa) la noción popperiana del mundo-3, al tiempo que he reconocido su influencia, en el apéndice —titulado «Popper y el mundo de la cultura»— de mi libro Filosofía de la Cultura, Alianza Editorial, Madrid, 1993.

5 Prólogo a la edición inglesa (1959) de Logic of Scientific Discovery.

6 Incluso en España, adonde ya había venido en 1968 a un seminario semiclandestino sobre su obra en Burgos, se lo honró en sus últimos años con invitaciones a simposios en su honor en Madrid (1984) y Santander (1991). En 1989 se le concedió en Barcelona el I Premio Internacional Cataluña, dotado con 100.000 dólares, y poco después fue nombrado doctor honoris causa por la Universidad Complutense de Madrid.

1 Esta cita y las siguientes proceden del prefacio a Thomas Kuhn, The Essential Tension, The University of Chicago Press, 1977.

1 Marie Louise Gill, Aristotle on Substance: The Paradox of Unity, Princeton University Press, 1989.

2 Francis Crick, Life Itself: Its Origin and Nature, Simon and Schuster, Nueva York, 1981, pág. 80.

3 ¡Ojo!, el caos determinista no tiene nada que ver con el de Kolmogorov.

4 Temperaturas normales son aquí las temperaturas inferiores a la temperatura crítica a la que se supone que se produce la ruptura de la simetría electrodébil, es decir, T < 10¹⁵ Kelvin.

5. Más exactamente, la fuerza electrostática ejercida entre el protón y el electrón del átomo de hidrógeno es 2,27 × 10³⁹ veces mayor que la fuerza gravitacional entre ambas partículas.

6 Más exactamente, entre un 60 y un 95 por 100, dependiendo del tipo de organimo.

7 El código genético es ligeramente distinto en las mitocondrias.

1 A través de Internet se puede acceder a la secuencia del genoma humano y sus anotaciones en: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/ guide/human/

1 George Williams, Natural Selection: Domains, Levels and Challenges, Oxford University Press, 1992, págs. 72 y sigs.

1 Véase el capítulo 21, «El esplendor del Sol».

1 Véase el capítulo 13 de este libro.

2 Según J. Sabater Pi, «Did the First Hominids Build nests?», Current Anthropology 38: 914-916 (1997).

3 Shirley Strum, Almost Human. A Journey into the World of Baboons, Random House, Nueva York, 1987.

4 Véase el capítulo 13 del presente libro.

1 El lector interesado en estas cuestiones puede consultar Jesús Mosterín, Filosofía de la cultura, Alianza Editorial, Madrid, 1993.

1 Más precisamente, a 1,3 segundos.

2 Giordano Bruno, De l’infinito, universo et mundi, 1584, pág. 436.

3 Immanuel Kant, Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels, 1755, pág. A2.

1 Aquí usamos el verbo ‘experimentar’ en el sentido de hacer experimentos, y ‘experienciar’ en el sentido de tener experiencias.

2 La noción de cono de luz aquí insinuada es especial-relativista (minkowskiana), mientras que el espaciotiempo físico es general-relativista. Sin embargo, la estructura causal del espaciotiempo curvo de la relatividad general es localmente minkowskiana. Si el espaciotiempo físico (como suponemos) es temporalmente orientable, entonces podemos definir el pasado cronológico I(p) de un punto p cualquiera de modo análogo, pero no es este el lugar para hacerlo. Véase, por ejemplo, Wald (1984), págs. 188-200.

3 1 megaparsec = 10⁶ parsecs; 1 parsec = distancia de la Tierra a una estrella con un paralaje de un segundo de arco = 3,26 años luz . Por tanto, un megaparsec es igual a 3,26 millones de años luz.

4 Halton Arp, Quasars, Redshifts and Controversies, Berkeley, 1987.

5 Karl Jaspers, Vermunft und Existenz, Groningen, 1935, 2. Vorlesung.

6 Benjamin Gal-Or, Cosmology, Physics, and Philosophy, New York: Springer, 1987, págs. 349 y sigs.

7 Milton Munitz, Cosmic Understanding, Princeton University Press, 1986, capítulo 6.

1 Augustinus, Confessiones, libro 11, cap. 14.

1 Albert Einstein, «Geometrie und Erfahrung», 1921. Reproducido en Ideas and Opinions, Bonanza Books, Nueva York, 1944, pág. 233.

1 En este capítulo usamos la cursiva para referirnos a los signos o secuencias de signos; y la redonda, para los números naturales.

2 El inicio de un cistrón o gen en un cromosoma suele estar marcado por el codón AUG (en RNA) o ATG (en DNA). Como este codón comienza por A, la hilera formada por él y el gen resultante no es una expresión normal, por lo que mayores especificaciones serían necesarias para su codificación.

3 Ideas similares se expresan ya en Rudy Rucker, Mind Tools: The Mathematics of Information, Penguin Books, Londres, 1987.

4 Véase, por ejemplo, Irwin Leebow, The Digital Connection, Computer Science Press, Nueva York, 1991.

5 La más reciente tecnología del DVD permite ampliar estas prestaciones. El disco DVD almacena de entrada 4,7 Gb de información (siete veces más que el CD). Además, puede ser grabado en dos capas (8,5 Gb) y por las dos caras, con lo que la información total almacenada llega a los 17 Gb, lo que, unido a las técnicas de compresión de la información, permite grabar no solo muchas horas de música, sino también cualquier película comercial.

6 Señalado ya por William Poundstone, The Recursive Universe, William Morron, Nueva York, 1985.

Ciencia viva

Jesús Mosterín

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