viernes, 3 de febrero de 2012

HACIA UNA NUEVA REVOLUCIÓN DE LA CIENCIA.

Especular sobre el desarrollo futuro de la ciencia y la tecnología, parece estar programado en nuestro código genético. Como un deporte popular, todos lo hemos hecho. No nos parece aventurado asegurar que en unos cuantos años nuestros automóviles se moverán a merced de energías alternativas como la electricidad generada por celdas de hidrógeno o celdas fotovoltáicas. Tampoco lo es suponer que encontraremos curas para las enfermedades más terribles y complejas, o que llegaremos a vivir más de 100 años conservando todas nuestras facultades y salud casi intactas. ¿Especulamos ya que nos parece divertido o por qué es una actividad humana importante y necesaria? ¿Es la ciencia en sí una actividad especulativa o un proceso a través del cual entendemos el mundo que nos rodea? ¿Es importante y necesaria la ciencia?

Las sociedades avanzan cuando son capaces de eliminar de entre sus pertenencias culturales las suposiciones erróneas o las que son innecesarias. Hacemos suposiciones sobre el futuro de la ciencia porque queremos saber qué marcará una diferencia, y si dicha diferencia será para bien, para mal o para ambas cosas. Claro que esto dependerá del contexto, de la apreciación social o personal de las circunstancias. Normalmente empezamos con las ideas científicas actuales y tratamos de extrapolarlas hacia suposiciones de cómo podríamos emplearlas en el futuro. Tal vez lo más apropiado sería imaginar los escenarios futuros en donde sería importante un cambio y luego preguntarnos qué tipo de ciencia imaginable los haría posibles.

En el marco de este proceso de cambio y avances, la Química, más que otra ciencia, se revela en su papel de “ciencia central” que no solo descubre, sino crea. Pero en un mundo en donde la palabra química se encuentra desvalorizada, en donde incluso se le considera como una disciplina decadente y con una pésima imagen pública, en donde incluso (en palabras del físico Paul Dirac) “…se ha visto reducida a un mero pasatiempo, pues toda la química puede ser deducida de las leyes de la mecánica cuántica…”, ¿quién apostaría por la Química como una fuerza revitalizadora y protagonista en las transformaciones del conocimiento científico actual y futuro? Es cierto que los avances actuales de la Biotecnología y la Nanotecnología prometen impactar de manera directa el crecimiento de la industria farmacéutica, el desarrollo de nuevos materiales, muchos de ellos biocompatibles y adecuados para reparara o incluso reemplazar tejidos u órganos enfermos. Pero para explotarlos y comprenderlos de manera adecuado, será necesario acudir a la ciencia de las moléculas y sus transformaciones, pues no habrán avances significativos en la biología molecular o la genética o la biología o las ciencias biomédicas, sin la comprensión precisa de los fenómenos moleculares, sus equilibrios y delicados balances energéticos y sus interrelaciones complejas. En pocas palabras: el futuro de las ciencias biológicas y biomédicas dependerá de su habilidad de comprender y explotar a las biomoléculas, es decir, de conocer adecuadamente su química.

Afirma el Dr. George M. Whitesides, profesor de Química en la Universidad de Harvard que la ciencia se encuentra en uno de los mejores momentos de su historia, teniendo frente a sí enormes retos y oportunidades tanto de investigación básica como aplicada, en temas en los que la sociedad en general está interesada por sus implicaciones. Para hacer frente a estas oportunidades que la ciencia tiene frente a sí y cómo pueden cambiar el mundo en el que vivimos, es preciso entender la manera en que se estructuran las revoluciones científicas.

Existen dos teorías generales, ampliamente difundidas, sobre las revoluciones científicas. Una fue desarrollada por Freeman Dyson y Peter Gallison y hace énfasis en el papel que juegan las nuevas técnicas experimentales en las nuevas revoluciones: si por una parte inventamos microscopios de fuerza atómica, esto tiene consecuencias importantes en el desarrollo de la nanotecnología; si se inventa la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), sin duda tendrá implicaciones importantes en la genética y la biología molecular; si construimos computadoras, podremos aplicarlas en numerosas cosas, etc. En otras palabras, la analogía sería que si contamos con nuevas llaves, abriremos puertas nuevas.

La otra teoría fue desarrollada por Thomas Kuhn y argumenta que las revoluciones científicas ocurren cuando las teorías actuales son incompatibles con la evidencia experimental. Incita a buscar una salida a dicha limitación: la mecánica cuántica surge ante el fracaso de la física clásica para explicar la radiación de cuerpo negro; la existencia del oxígeno es postulada por Priestley luego del inevitable fracaso de la teoría del flogisto. Kuhn sugiere que la actividad científica tiene dos formas: la ciencia normal, la cual trabaja sobre ideas o paradigmas que son ampliamente aceptados pues ya existen, y el descubrimiento, que es la base del cambio fundamental en nuestro pensamiento y es, por tanto, una revolución. La ciencia normal resuelve rompecabezas, para los cuáles ya conocemos la respuesta y lo fundamental es llegar a ella a través de una solución elegante. El descubrimiento por su parte se enfoca a preguntas de mayor alcance, en donde las respuestas son importantes, pero desconocemos la estrategia para ir detrás de éstas e incluso, no sabemos si existe una solución al problema.

Por lo regular, la sociedad considera al descubrimiento como una actividad más relevante que la ciencia normal. En ese sentido, damos al “descubridor” un trato especial, enfocamos sobre él los reflectores y lo incorporamos a la cultura pública, junto con los artistas, los deportistas y los políticos del momento. Al permitirlo, descontextualizamos el quehacer científico y damos la falsa impresión que los avances ocurren por saltos, por fuerzas del destino y no como punto culminante de un proceso complejo, pero progresivo. Ambas son esenciales (y entrelazadas), ya que la ciencia normal nos permite darnos cuenta de las limitaciones de nuestro conocimiento y ocasionalmente nos conduce a reconsideraciones importantes que nos llevan a las revoluciones científicas (el descubrimiento).

Por todo lo anterior, podemos considerar cuatro razones simples que nos permitirán aceptar que estamos en presencia de una nueva revolución científica:

1. Vivimos en una época en donde tenemos la responsabilidad intelectual de resolver algunos de los problemas más interesantes de la ciencia y la tecnología.
2. Hemos desarrollado y contamos con herramientas que pueden hacer posible la investigación necesaria para buscar soluciones al punto anterior.
3. A través de distintas disciplinas, pero en especial de la Química, poseemos un balance sutil de habilidades necesarias para conseguir nuestros objetivos.
4. Tenemos certidumbre de nuestras limitaciones sobre que no podemos resolver los problemas que nos rodean sólo con el conocimiento actual; a través de la Química tenemos la posibilidad de identificar mejor los detalles que la física o la biología por su propia cuenta.

Ya que existen varios problemas ambiciosos y complejos para resolver y poseemos las herramientas interdisciplinarias para enfrentarlos, reconozcamos no con una, sino varias posibles revoluciones científicas, en el sentido de la teoría de Kuhn, que nos aguardan. Todas ellas se encuentran en la interesante interfase que comparten la biología, la biomedicina y la química.

· La célula y la naturaleza de la vida. Entender la célula es una pregunta que se apoyará mucho en la Química. Una célula, viéndola de una forma burda y simplificada, es una bolsa conteniendo otras pequeñas bolsas, que a su vez contienen reactivos químicos, y que tiene la habilidad de autoreplicarse. El principal problema será entender porqué la vida (y la célula) es dinámicamente estable y entender cómo sus reacciones se interconectan entre ellas, de forma organizada en el tiempo y el espacio.

· Energía, Medio Ambiente y Conciencia Global. Así como ocurre con la célula y la vida, el medio ambiente –y el ecosistema llamado Tierra en el cuál coexistimos con miles de otras especies- , está fundamentado en una red compleja de reacciones químicas interrelacionadas, así como procesos de intercambio de materia y energía. Debemos conocer dichas reacciones y entender la manera en que funcionan y se mantienen para aprender el principio de la sustentabilidad. Numerosos procesos biológicos simples no son aun incomprensibles. ¿Cómo funciona la fotosíntesis? ¿Cómo podríamos secuestrar de manera eficiente el dióxido de carbono y disminuir así su efecto de gas invernadero? ¿Cómo podremos mejorar las celdas solares para aprovechar la abundante –y prácticamente ilimitada- energía solar?

· El Origen de la Vida. Este es uno de los problemas más interesantes de la ciencia. Existen numerosas ideas al respecto, pero ninguna nos da una visión clara y precisa de cómo ocurrió. Necesitamos nuevas ideas, al menos una nueva que nos marque el camino a la revolución.

· Las bases moleculares del pensamiento. Da la misma forma que la vida, la célula y el medio ambiente, los proceso fisiológico a través del cual almacenamos y recuperamos nuestros recuerdos, razonamos procesos, tomamos decisiones ocurren mediante una compleja red de reacciones químicas: conexiones sinápticas se forman y rompen continuamente, millones de veces, neurotransmisores se encargan de llevar el mensaje químico que nos permitirá recuperar los aromas del perfume materno o el sabor característico de una taza de café. Este es un problema sobre ese algo que nos hace humanos; lo complicado es intuir por donde comenzar a buscar las soluciones.

Estos retos han estado ahí desde hace mucho tiempo. ¿Por qué no los hemos resuelto? ¿Qué ha causado nuestra lentitud para atacarlos de manera eficiente? Kuhn nos dice que no es objetivo de la ciencia normal la búsqueda de nuevos tipos de fenómenos; todo lo que no encaja con lo que ya se conoce, por lo regular lo ignoramos. De esa manera, no corresponde al ser humano el inventar nuevas teorías, por lo que con frecuencia somos intolerantes antes aquellas que otros inventan. Esta intolerancia por lo novedoso, por lo diferente, es parte de lo que limita el desarrollo de las revoluciones científicas, pero además:

1. Nuestra conciencia sobre lo que sabemos y lo que ignoramos. Hay más cosas que desconocemos que las que creemos conocer. En el proceso de enfrentarnos a un problema nuevo, nos percatamos de nuestra ignorancia, pero no siempre comprendemos por qué nuestro conocimiento es insuficiente para entender las cosas.

2. El proceso de evaluación y aprobación por nuestros pares. Hasta el momento el peer review ha sido un proceso conservador y limitante: filtra las malas ideas, pero también las nuevas y las poco usuales. Esta intolerancia hacia las ideas podría resolverse si diéramos la bienvenida a lo diferente.

3. El empuje (o frenado) que nos da el modelo capitalista. Hay mucha presión por maximizar las ganancias en un tiempo corto. Pero la ciencia avanza a su propio paso, las empresas al suyo, más acelerado. Hay que incentivar a las pequeñas empresas (start-ups) en vez de esperar a que las grandes empresas inviertan en las nuevas y arriesgadas ideas. Comienza tu propia mini-compañía basada en tus propias ideas. Conviértete en un emprendedor.

4. Nuestros métodos de enseñanza y los libros de texto. Por lo regular lo que enseñamos está en los libros. Excepto el conocimiento nuevo. Y en numerosas ocasiones lo que encontramos no es necesariamente lo que necesitamos enseñar, sino lo que vende más. Pero los maestros podemos elegir qué enseñar. Podemos ignorar los libros de texto y enseñar a los alumnos a resolver problemas por su cuenta. Enseñar a aprender, no solamente a repetir lo escrito.

5. La estructura del sistema social-académico en que nos desenvolvemos. Hemos creado un sistema piramidal, en cuya cima se encuentra el “gran investigador”, las vacas sagradas, que son mantenidas en su posición por una pléyade de estudiantes de posgrado y asistentes, cada quien con una función específica, una posición en el sistema, sin muchas posibilidades para que las nuevas ideas se implementen o reconozcan. Debemos dar la bienvenida a nuevos rostros, gente joven, de orígenes diversos y transdisciplinarios. Incentivar a los estudiantes a tomar problemas complejos y resolverlos. Darles libertad, hacerlos independientes, respetar sus ideas y su energía.


Siempre es tiempo para que ocurra una revolución. Pero estamos viviendo en un momento en donde esto puede ocurrir mas probablemente que en otras épocas de la historia. Si perdemos el tiempo estaremos contra la pared. Podrías convertirte en el líder del movimiento, en protagonista de la historia. Eventualmente, dados el tiempo y las circunstancias, los físicos aprenderán lo suficiente sobre las moléculas y los biólogos adquirirán las herramientas matemáticas que requerirán para afrontar la interdisciplina que los problemas requieren. Este es el tiempo para quien busque aprovechar la oportunidad. Si no lo haces tú, otros lo harán.

Si no es tu revolución, lo será de alguien más. No hay forma de evitar que ocurra.


Referencias:


  • Whitesides, G. M. “Revolutions in Chemistry”, Chemical & Engineering News, 85(13), 12-17, 2007.

  • Bensaude-Vincent, B. “The new identity of chemistry as biomimetic and nanoscience”, 6th International Conference on the History of Chemistry, 2007.

  • Beyond the Molecular Frontier, reporte de la National Academy of Sciences, Estados Unidos de Norteamerica, 2003.

  • Whitesides, G. M. “Asumptions: Taking chemistry in new directions”, Angewandte Chemie International Edition in English, 43, 3632-3641, 2004.


Dr. Miguel Ángel Méndez Rojas

Departamento de Ciencias Químico-Biológicas

Universidad de las Américas, Puebla

miguela.mendez@udlap.mx