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martes, 21 de diciembre de 2021

Los "Führer de la física": los científicos nazis que intentaron desacreditar a Einstein con argumentos racistas


Albert Einstein se enfrentó a cálculos tremendamente complejos para resolver grandes enigmas del universo.

Y, al mismo tiempo, soportó el feroz ataque de científicos nazis que, llevados por la envidia, la ansiedad por sentirse rezagados ante nuevas teorías e inspirados en ideas racistas, intentaron frenar la revolución intelectual que gestaba uno de los físicos más brillantes de todos los tiempos.

Y no eran enemigos de poca monta.

Durante años, dos premios Nobel de física, Philipp Lenard y Johannes Stark, lideraron una campaña de descrédito contra Einstein, basados en una ciencia influenciada por la ideología nazi.

Su estrategia era imponer una supuesta "física aria", en contraposición a lo que ellos consideraban una física que había sido secuestrada por un, también supuesto, "espíritu judío".

Lenard y Stark se negaban a reconocer las dos teorías más audaces de la época, ambas impulsadas por científicos de origen judío: la relatividad de Einstein y la mecánica cuántica de Niels Bohr.

Era tal la inquina de Lenard y Star, que los historiadores afirman que sus esfuerzos eran comparables con querer convertirse en los "Führer de la física".

¿Cómo surgió el odio de Lenard y Stark hacia Einstein, cómo fue su campaña de persecución, y hasta dónde llegaron en su empeño de imponer una "física aria"?

Un genio incómodo
Einstein, de origen judío y cada vez más reconocido a nivel mundial, resultaba muy incómodo para los nazis.

Además, su éxito le despertaba celos a Lenard, también un físico brillante, pero sin varios de los atributos que hacían especial a Einstein.

Lenard recibió el premio Nobel de física en 1905 por su estudio de los rayos catódicos.

Sin embargo, tenía "una profundidad intelectual limitada y estaba emocional e imaginativamente atrofiado", según lo describe el escritor científico y exeditor de la revista Nature Philip Ball en su libro Serving the Reich: The Struggle for the Soul of Physics under Hitler ("Al servicio del Reich: la lucha por el alma de la física bajo Hitler").

Lenard era un científico mayormente experimental y, según Ball, sus conocimientos de matemáticas no le alcanzaban para entender ideas tan osadas como la relatividad.

Su incapacidad de comprender la relatividad lo llevaron a descalificarla como teoría, y el hecho de que fuera apoyada por la comunidad académica internacional, lo hizo pensar que se trataba de una conspiración.

Lenard se aferraba a la idea de que lo que hoy conocemos como espacio-tiempo era el llamado éter, y calificó a la relatividad de ser un "fraude judío".

El caso de Stark era similar.

En 1919 había recibido el Premio Nobel de Física por descubrir que un campo eléctrico causa alteraciones en el espectro de luz, un fenómeno que hoy se conoce como Efecto Stark.

Stark también era un experimentalista que se veía abrumado por la complejidad matemática que estaba adquiriendo la física.

La nueva física estaba tomando una complejidad que escapaba los límites de Lenard y Stark.

Y como Lenard, también era un nacionalista extremo cuyas ideas se habían radicalizado tras la Primera Guerra Mundial.

Era tal su nacionalismo, que llegó a enfrentarse con oficiales nazi porque, desde su punto de vista, no eran lo "suficientemente nazis".

Ambos, Lenard y Stark, se habían unido a los nazis desde antes de que el partido tomara el poder.

Ciencia racista
Lenard ya criticaba la relatividad desde 1910, pero fue a partir de 1920 cuando comenzó a añadirle elementos racistas a sus ataques, según indica Ball.

Su discurso se basaba en que, mientras los arios se aferraban a los datos y el trabajo experimental, los judíos se enfrascaban en elucubraciones abstractas.

Lenard y Stark aplicaban la ideología nazi a la ciencia.

"El argumento de Lenard era que cualquier esfuerzo humano, incluyendo la ciencia, estaba definido por la raza", le dice a BBC Mundo Alex Wellerstein, historiador de la ciencia especialista en la historia de la eugenesia.

"Lenard sostenía que distintas razas tenían una física distinta".

Como la relatividad y la mecánica cuántica incluyen factores como la incertidumbre y el relativismo, Lenard vio en esas teorías una amenaza a una sociedad bien organizada y un camino al caos.

En cambio, la "física aria", que incluía experimentos que habían estado en auge en la Alemania del siglo XIX, hacía énfasis en verdades intangibles, en ciencia que fuera aplicada a problemas reales y en un acercamiento a la realidad estrictamente basado en lo experimental.

En general, los argumentos de Lenard y Stark no contenían "críticas sustanciales" a las ideas de Einstein, explica Wellerstein.

Desde el punto de vista científico eran débiles.

Lo más generoso que se podría decir de los argumentos anti Einstein, dice Wellerstein, es que en ese tiempo varios aspectos de sus teorías no se habían terminado de completar, lo cual abría la puerta a que personajes como Lenard o Stark ofrecieran explicaciones alternativas, ignorando los aspectos robustos de las ideas de Einstein.

Alcance limitado
En 1931, cientos de filósofos y científicos participaron en una publicación en contra de las ideas de Einstein.

La teoría cuántica resultó revolucionaria para la ciencia.

Wellerstein, sin embargo, señala que la "física aria" realmente no gozaba de mucha popularidad.

"No conozco ningún número exacto (de seguidores), pero los relatos que he leído hacen parecer que era relativamente pequeño", dice el experto.

"Hay que tener en cuenta que las ideas que impulsaban Lenard y Stark no eran muy interesantes desde la perspectiva de la física funcional. Era física del pasado, no del futuro".

¿Qué pensaba Hitler de todo esto?
El máximo líder nazi obviamente estaba al tanto de Einstein, mundialmente famoso por su Nobel de 1921, y por ser un disidente que se negó a volver a Alemania tras el ascenso de los nazis.

Hitler no estaba particularmente interesado en las ideas de Lenard y Stark.

Wellerstein, sin embargo, dice que no ha visto mucha evidencia de que Hitler considerara que la campaña de Lenard y Stark mereciera su atención personal.

"Hitler no necesitaba razones sofisticadas para odiar a los judíos y su creaciones", dice el historiador.

¿Cómo reaccionaba Einstein?
En general, Einstein no se involucró mucho en los ataques de sus detractores.

En 1920, sin embargo, publicó una carta en respuesta a uno de los ataques contra la relatividad orquestados por Lenard.

"Admiro a Lenard como maestro de la física experimental", escribió Einstein.

"Sin embargo, aún le falta lograr algo en física teórica, y sus objeciones a la teoría de la relatividad general son tan superficiales, que no había considerado necesario, hasta ahora, responderlas en detalle".

Muchas veces Einstein dejó que fueran otros quienes discutieran sus ideas.

Según Wellerstein, Einstein se alejó de los debates públicos sobre sus teorías y dejó que fueran otros físicos los que las discutieran.

"Que yo sepa, no trató de influir en los debates dentro de la Alemania nazi, tal vez consciente de que lo único que lograría sería agitarlos", dice Wellerstein.

El fracaso de la "física aria"
Con el tiempo, las ideas de Lenard y Stark fueron perdiendo fuerza ante el pragmatismo de los oficiales nazis.

En plena guerra, estos líderes estaban más interesados en lograr resultados, desarrollar armas y tecnología, que en discusiones sobre la interpretación de la física.

"Los nazis nunca adoptaron la 'física aria' como parte de su ideología oficial", dice Wellerstein.

Para los alemanes, la prioridad era desarrollar armas y tecnología.

"La 'física aria' fracasó espectacularmente, porque incluso a los nazis les costaba trabajo tomársela en serio, especialmente durante la guerra".

Ball, por su parte, explica que para los nazis era evidente que los judíos que habían propuesto la teoría cuántica y la relatividad eran quienes realmente conocían los secretos de los átomos, y que solo ellos estaban en capacidad de convertir sus hallazgos en aplicaciones prácticas.

Tras el fin de la guerra, llegaron los juicios de Núremberg en 1945.

Para entonces, Lenard tenía 82 años y aunque fue arrestado brevemente y despojado de su título como profesor emérito en la Universidad de Heidelberg, nunca fue condenado y murió en 1947, como lo explica Ball en su libro.

Los líderes del nazismo fueron juzgados en los juicios de Núremberg.

Stark también se salvó de una condena severa.

En 1947 fue sentenciado a cuatros años de trabajo en el campo, pero la sentencia fue suspendida dos veces y murió sin cumplir su codena en 1957, a los 83 años.

En 2020, la Unión Astronómica Internacional decidió que dos cráteres de la Luna que habían sido bautizados Lenard y Stark en honor a estos científicos, dejaran de llamarse así.

Hay voces que van más allá y piden que le sean retirados sus respectivos Premios Nobel.

En cambio, la relatividad general de Einstein se mantiene como una de las teorías más importantes de la física moderna, esperando que alguien la supere con argumentos realmente sólidos.

https://www.bbc.com/mundo/noticias-59599790

domingo, 14 de marzo de 2021

Enseñar a pensar (La historia del barómetro y el estudiante de física Niels Bohr)

foto de Niels Bohr
Sir Ernest Rutherford, presidente de la Sociedad Real Británica y Premio Nobel de Química en 1908, contaba la siguiente anécdota: Hace algún tiempo, recibí la llamada de un colega. Estaba a punto de poner un cero a un estudiante por la respuesta que había dado en un problema de física, pese a que éste afirmaba con rotundidad que su respuesta era absolutamente acertada.

Profesores y estudiantes acordaron pedir arbitraje de alguien imparcial y fui elegido yo. Leo la pregunta del examen y decía: "Demuestre cómo es posible determinar la altura de un edificio con la ayuda de un barómetro".

El estudiante había respondido: "Lleva el barómetro a la azotea del edificio y átale una cuerda muy larga. Descuélgalo hasta la base del edificio, marca y mide. La longitud de la cuerda es igual a la longitud del edificio".

Realmente, el estudiante había planteado un serio problema con la resolución del ejercicio, porque había respondido a la pregunta correcta y completamente. Por otro lado, si se le concedía la máxima puntuación, podría alterar el promedio de sus de estudios, obtener una nota más alta y así certificar su alto nivel en física; pero la respuesta no confirmaba que el estudiante tuviera ese nivel.

Sugerí que se le diera al alumno otra oportunidad. Le concedí seis minutos para que me respondiera la misma pregunta pero esta vez con la advertencia de que en la respuesta debía demostrar sus conocimientos de física. Habían pasado cinco minutos y el estudiante no había escrito nada. Le pregunté si deseaba marcharse, pero me contesto que tenia muchas respuestas al problema. Su dificultad era elegir la mejor de todas. Me excuse por interrumpirle y le rogué que continuara.

En el minuto que le quedaba escribió la siguiente respuesta: "Coge el barometro y déjalo caer al suelo desde la azotea del edificio, calcula el tiempo de caída con un cronómetro. Después se aplica la formula altura = 0,5 por g por T al cuadrado. Y así obtenemos la altura del edificio". En este punto le pregunté a mi colega si el estudiante se podía retirar. Le dió la nota más alta.

Tras abandonar el despacho, me reencontré con el estudiante y le pedí que me contara sus otras respuestas a la pregunta. Bueno, respondió, hay muchas maneras, por ejemplo, coges el barómetro en un día soleado y mides la altura del barómetro y la longitud de su sombra. Si medimos a continuación la longitud de la sombra del edificio y aplicamos una simple proporción, obtendremos también la altura del edificio.

Perfecto, le dije, ¿y de otra manera? Sí, contestó; éste es un procedimiento muy básico para medir un edificio, pero también sirve. En este método, coges el barómetro y te sitúas en las escaleras del edificio en la planta baja. Según subes las escaleras, vas marcando en la pared la altura del barómetro y cuentas el número de marcas hasta la azotea. Multiplicas al final la altura del barómetro por el número de marcas que has hecho y ya tienes la altura. Éste es un método muy directo. Por supuesto, si lo que quieres es un procedimiento más sofisticado, puedes atar el barómetro a una cuerda y moverlo como si fuera un péndulo. Dado que cuando el barómetro está a la altura de la azotea la velocidad es cero y si tenemos en cuenta la medida de la aceleración de la gravedad, al descender el barómetro en trayectoria circular al pasar por la perpendicular del edificio, de la diferencia de estos valores, y aplicando una sencilla formula trigonométrica, podríamos calcular, sin duda, la altura del edificio.

En este mismo estilo de sistema, atas el barómetro a una cuerda y lo descuelgas desde la azotea a la calle. Usándolo como un péndulo puedes calcular la altura midiendo su período de precesión. En fin, concluyó, existen otras muchas maneras. Probablemente, siguió, la mejor sea coger el barómetro y golpear con él la puerta de la casa del conserje. Cuando abra, decirle: señor conserje, aquí tengo un bonito barómetro. Si usted me dice la altura de este edificio, se lo regalo.

En este momento de la conversación, le pregunté si no conocía la respuesta convencional al problema (la diferencia de presión marcada por un barómetro en dos lugares diferentes nos proporciona la diferencia de altura entre ambos lugares). Evidentemente, dijo que la conocía, pero que durante sus estudios sus profesores habían intentado enseñarle a pensar. El estudiante se llamaba Niels Bohr, físico danés, premio Nobel de Física en 1922, más conocido por ser el primero en proponer el modelo de átomo con protones y neutrones y los electrones que lo rodeaban. Fue fundamentalmente un innovador de la teoría cuántica. Al margen del personaje, lo divertido y curioso de la anécdota, lo esencial de esta historia, es que LE HABÍAN ENSEÑADO A PENSAR.

Por cierto, para los escépticos: esta historia es absolutamente verídica.

Como todas las historias de esta sección, esta anécdota, enviada por Angelines Prieto, es anónima y muy posiblemente apócrifa, en especial si nos fijamos en esa última línea que defiende la "absoluta veracidad" de la historia pero nos oculta la fuente y la identidad del narrador.Pero, hecha esta salvedad, tampoco importa demasiado: aunque sea pura ficción, su defensa del pensamiento original sigue siendo interesante.
**
Gustavo Mendoza nos informa que la historia tiene autor: se trata de Alexander Calandra. 
El texto original se puede leer en 
http://philosophy.lander.edu/intro/introbook2.1/x874.html, y en él, aparte de otros cambios y añadidos, no aparecen citados los afamados físicos del texto "anónimo".

viernes, 12 de marzo de 2021

_- Reseña de Historia secreta de la bomba atómica, de Peter Watson, Barcelona: Crítica 2020, traducción de Amado Diéguez Rodríguez. Secretos desvelados.

_- Lo básico de esta nota: si tienen algún interés por lo sucedido en Los Álamos, seguramente el proyecto político-científico-militar más importante y decisivo de nuestra historia, no se pierdan este ensayo novelado.
Historia secreta de la bomba atómica: Cómo se llegó a construir un arma que no se necesitaba (Memoria Crítica) de [Peter Watson, Amado Diéguez]
Su tema: la historia secreta de la fabricación de la bomba atómica. Su estructura: prólogo, primera parte: “De incógnito. Klaus Fuchs y Niels Bohr” (un capítulo), segunda parte: “Sobreestimar a los alemanes” (quince capítulos), tercera parte: “Vidas paralelas. Klaus Fuchs y Niels Bohr” (ocho capítulos), cuarta parte: “Subestimar a los rusos” (dos capítulos), agradecimientos, notas e índice analítico. Una de las tesis centrales de Watson: “tanto los estadounidenses como los franceses, los alemanes y los británicos cometieron una serie de errores cruciales y contaron una larga serie de mentiras con el resultado de que el mundo entró dando traspiés, o directamente metiendo la pata en la era nuclear, cuando, para colmo, era del todo innecesario” (p. 15).

Historia secreta de la bomba atómica: Cómo se llegó a construir un arma que no se necesitaba eBook: Watson, Peter, Diéguez Rodríguez, Amado: Amazon.es: Tienda Kindle

Peter Watson, autor muy prolífico, trece libros en su haber hasta este momento (Ideas. Historia intelectual de la Humanidad, La gran divergencia, La edad de la nada, Convergencias,…) es historiador y periodista. Se nota. Su Historia secreta… es una excelente historia (periodística) de la ciencia escrita desde una perspectiva marcadamente política, una historia que puede leerse (seguramente esa ha sido la pretensión del autor) casi como una novela policiaca. Si la coges, no la dejas. Te atrapa. Sarah Robey lo expresó así en una reseña publicada en Nature: “Obra meticulosa y con una narrativa que atrapa al lector, bien documentada y en la que diplomacia, ciencia y biografías se dan la mano para contarnos un momento histórico que aún necesitaba que le arrojaran luz”.

Acertado juicio a pesar de las palabras iniciales que abren el ensayo generan alguna zozobra: “Es posible que en toda la historia de la humanidad ninguna idea haya tenido consecuencias más inmediatas y trascendentales que el célebre descubrimiento de Albert Einstein de que E = mc2, esto es, que la materia y la energía son, básicamente, aspectos distintos de un mismo fenómeno. Einstein publicó su teoría de la energía nuclear en mayo de 1905 y la estuvo puliendo y perfeccionando -con ayuda- hasta que en 1917, en mitad de la primera guerra mundial, quedó perfilada del todo. Veintiocho años después -es decir, al cabo de una sola generación-, el 6 y el 9 de agosto de 1945, la destrucción de Hiroshima y Nagasaki con sendas bombas atómicas pondría fin a la segunda guerra mundial». Llamar ‘teoría de la energía nuclear’ a la teoría de la relatividad restringida (la de 1917, es la teoría general) es tan tendencioso como la afirmación ‘la estuvo puliendo y perfeccionando’. El salto científico y tecnológico de lo que pasó en esos años hasta el lanzamiento de las bombas en Hiroshima y Nagasaki parece irrelevante. Exagerando un poco, Watson parece sugerir que Einstein acabó con la segunda guerra mundial con el bagaje de su teoría de 1917. La famosísima ecuación que cita abre la puerta a la existencia y posible uso de una energía nueva y descomunal. Pero, sabido es, que ese camino no lo transitó Einstein (que se dedicó a la cosmología y no a la física cuántica, salvo en el caso del efecto fotoeléctrico de 1905). Hay mucha ciencia y mucha tecnología absolutamente no einsteinianas entre la ecuación de marras (sabiamente comentada y matizada por Álvaro de Rújula) y la bomba atómica.

Sería descortés por mi parte que les revelara (spoiler lo llaman ahora) detalles de la trama atómico-militar descrita por Watson. Sólo les puedo copiar las palabras (algo inexactas) que pueden leer en al contraportada: “Peter Watson, el gran historiador intelectual del siglo XX, nos muestra cómo surgió, y cómo fue desechada por los científicos, la idea de construir un arma nuclear y cómo un pequeño grupo de conspiradores, asentados en el poder, tomó por su cuenta, tal como lo revelan los documento desclasificados en estos últimos años, la decisión de construir y emplear la bomba atómica, que nadie quería realmente y que no era necesaria, contra lo que se dice, para acabar la segunda guerra mundial. El libro de Watson, escrito con su habitual garra narrativa, no solo desvela un pasado desconocido sino que ilumina un presente sujeto todavía a la amenaza nuclear”. No es exacto que toda la comunidad científica rechazara la idea de la construcción de un arma nuclear; tampoco lo es que nadie la quisiera realmente. Watson refuta ambas afirmaciones. Añado: la gran mayoría de las observaciones que se han hecho desde posiciones críticas sobre el proyecto Manhattan no andaban desencaminadas, en absoluto. Se quedaron cortas en muchos aspectos.

Algunos comentarios complementarios (me dejo mucho en el tintero) para incrementar su interés:

1. Todo lo que se ha dicho sobre la grandeza científica y, remarco, política-diplomática de Niels Bohr se ha quedado corto. Un científico concernido que vio mucho más allá que otros en esta historia.

2. Si recuerdan el encuentro Bohr-Heisenberg y la obra de teatro Copenhague de Michael Frayn, la aproximación y la reconstrucción crítica de Watson no les decepcionará.

3. Werner Heisenberg, no solo fue uno de los grandes científicos del siglo XX sino probablemente entre los tres más grandes (Nobel en 1932, a los 31 años) y uno de los grandes físicos-filósofos, comentó años después que si en 1939 un puñado de físicos se hubiera negado a seguir investigando la posibilidad de fabricar armas nucleares, los políticos no habrían podido seguir adelante y la carrera atómica se habría truncado. No está claro que esa afirmación contrafáctica no fuera una forma de autojustificarse (contra el descomunal ego teoricista de Heisenberg, Pauli comentó en una ocasión que “no resultaba difícil imaginar a Heisenberg declarando: “Yo soy capaz de pintar tan bien como Tiziano. Mirad: [un rectángulo, el marco de un cuadro, en blanco]. ¡Sólo faltan los detalles técnicos!”, p. 119).

4. Watson señala que las últimas investigaciones demuestran también que la decisión final de usar la bomba estuvo finalmente en mano de un número reducido de personas. Algunas de ellas se esforzaron por ocultar sus verdaderos motivos. En público defendían lo que tocaba defender (y que fue ampliamente publicitado en revistas con fuerte penetración cultural popular como Reader’s Digest): el lanzamiento de las bombas se había hecho para salvar la vida de muchos norteamericanos y japoneses. Pero no fue eso.

5. Todo lo que han pensado del militarismo y ceguera política del general Leslie Groves, el responsable militar del Proyecto, estaba en lo cierto o se quedaba corto. Sin asomo de autocrítica y sosteniendo barbaridades muchos años después de la destrucción de Hiroshima y Nagasaki.

6. Sin olvidar ni pretender justificar desde luego la criminal política represiva del estalinismo, no fue Stalin el malo-malísimo de esta película. Watson lo muestra por activa y por pasiva, y cita una afirmación del líder soviético que sigue siendo verdadera en nuestro hoy: “No es fácil pensar en las armas atómicas sin pensar al mismo en el fin del mundo”.

7. Klaus Fuchs es, con diferencia, el científico concernido más interesante de toda esta historia, a la altura de Bohr. Merecería nuestro máximo reconocimiento. Está en el corazón de esta historia donde “se encuentran dos personas, Niels Bohr y Klaus Fuchs, que, cada uno desde un punto de partida muy distinto, anticiparon que la bomba amenazaría con cambiar el mundo de la posguerra [¡y no para bien!] y no se quedaron de brazos cruzados. Uno no consiguió nada, pero el otro sí” (p. 15).

8. Tampoco Szilárd es un personaje menor en la narración de Watson.
No pasen por alto las notas. Hay apuntes y reflexiones interesantes en ellas, todas ellas ubicadas (erróneamente en mi opinión; mejor hubiera sido después de cada capítulo) al final del libro.

El índice analítico es magnífico, extraordinario, de enorme utilidad. A imitarlo.

Watson abre con unas palabras de J. Robert Oppenheimer que explican el comportamiento, la hybris (pensemos por ejemplo, en la actitud de Feynman el día del lanzamiento y en sus reflexiones posteriores), de una buena parte de la comunidad científica, engañada por las autoridades militares y políticas, congregada en Los Álamos: “Cuando te encuentras con algo técnicamente factible, sigues adelante. Luego ya entras en debates, pero solo cuando técnicamente el experimento ha dado sus frutos. Eso es lo que ocurrió con la bomba atómica”.

Un libro a releer, apto para seminarios y para discusiones sobre epistemología y política de la ciencia. Sobre este punto por ejemplo: “En el verano de 1942, los Aliados no tenían ninguna necesidad de embarcarse en la fabricación del arma nuclear, no si el motivo principal para hacerlo era contrarrestar la amenaza nazi, porque, en ese terreno, los nazis no representaban ninguna amenaza”. Pero, en realidad, no fueron los nazis, ya vencidos, ni los japoneses los destinatarios de la bomba.

Fuente: El Viejo Topo, enero de 2021
Por Salvador López Arnal.

domingo, 16 de agosto de 2020

Feyman. Cuál es la frase más importante de toda la ciencia según el nobel de Física Richard Feynman y por qué

Si, en algún cataclismo, se destruyera todo el conocimiento científico pero tuviéramos la oportunidad de transmitirle una sola frase a las siguientes generaciones de criaturas, ¿cuál debería ser esa oración?

Esa es la pregunta que posó sobre los hombros de unos estudiantes de pregrado un día de 1961 el físico Richard Feynman, en una de sus legendarias conferencias dictadas en el Instituto de Tecnología de California o Caltech.

Si estás apiadándote de los pobres estudiantes, deja a un lado la lástima.

No solo el mismo Feynman respondió la pregunta inmediatamente, sino que tenían la fortuna de estar ante quien es ampliamente considerado como el físico más influyente desde Albert Einstein.

Encima, era el maestro más carismático, divertido e irreverente que hubieran podido tener.

Quién era Feynman
En pocas palabras, uno de los científicos más extraordinarios del siglo XX y alguien con quien duele compararse.

Nació en 1918, durante la Depresión, en el seno de una familia de clase trabajadora de las afueras de Nueva York, EE.UU. y, a los 17 años, ganó un concurso de matemáticas en el que su talento en ese tema quedó claro.

Ese mismo año se fue a estudiar en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, MIT, y luego se mudó a Princeton, logrando una calificación máxima en el examen de ingreso de matemáticas y física, una hazaña sin precedentes.

Pero poco después recibió una triste noticia: Arline Greenbaum, su novia, tenía tuberculosis, una enfermedad para la que en ese entonces no había cura. Feynman decidió casarse con ella para poder cuidarla.

Richard y Arline se casaron en 1942, cuando él tenía 24 años y ella, 22, bajo la sombra de una enfermedad que en ese entonces era incurable.

Pronto, otra amenaza se cernió sobre la pareja: unos meses antes de que Richard y Arline se casaran, Estados Unidos se vio envuelto en la Segunda Guerra Mundial, luego del bombardeo de Pearl Harbor.

La bomba
A Feynman le solicitaron unirse a un proyecto de alto secreto basado en un laboratorio gubernamental en Los Álamos, en Nuevo México. Con el nombre en código de Manhattan, su objetivo era construir una bomba atómica.

"Alemania era el centro intelectual de la física teórica y teníamos que asegurarnos de que no gobernaran el mundo. Sentí que debía hacerlo para proteger a la civilización", contaba Feynman.

Físicos extraordinarios de la talla de Julius Robert Oppenheimer, Niels Bohr y Enrico Fermi, combinaron su capacidad intelectual, pero el desafío de desarrollar una bomba atómica tan rápidamente era una tarea titánica.

Un problema fundamental era el gran volumen de cálculos requeridos. Sin computadoras, todo tenía que hacerse manualmente, obstaculizando enormemente el progreso.
Miembros del Proyecto Manhattan
Como parte del Proyecto Manhattan, Feynman logró que el equipo de computadoras humanas funcionara a un ritmo inhumano.

Feynman ideó una manera de hacer cálculos en paralelo, reduciendo el tiempo de resolución de problemas exponencialmente.

Se convirtió en un miembro clave del equipo, pero también se hizo notar porque se la pasaba haciendo travesuras como abrir cerraduras tras las que se guardaban documentos ultrasecretos solo para demostrar que se podía.

El dolor
Cuando estaba en Los Álamos recibió la triste noticia de que su esposa, quien estaba confinada en un sanatorio cercano, murió.

Ella tenía 25 años. Él, 27 y el corazón roto.

Poco después, se vio obligado a enfrentar la realidad de lo que había ayudado a crear.

La devastación dejada por la bomba que había ayudado a crear.
La bomba explotó sobre la ciudad japonesa de Hiroshima, el 6 de agosto de 1945. Mató a más de 80.000 personas. Tres días después, una segunda bomba fue detonada, en Nagasaki.

Feynman quedó profundamente perturbado por haber contribuido a la muerte de tantos.

En los meses posteriores al doble trauma, quedó sumido en una oscura depresión.

Diversión y profunda crisis
En el otoño de 1945, Feynman fue invitado a convertirse en profesor en el Departamento de Física de la Universidad de Cornell.

Seguía conmocionado por los acontecimientos de aquel verano, pero reflexionó y recordó que "solía disfrutar de la física y las matemáticas porque jugaba con ellas, así que decidí que iba a hacer cosas solo por diversión".

Divertirse era una prioridad.
Mientras Feynman estaba redescubriendo la diversión en física, la ciencia estaba en crisis.

Los nuevos descubrimientos sobre los átomos habían causado confusión en la física.

Las viejas suposiciones sobre el mundo eran erróneas y había una nueva área problemática llamada Mecánica Cuántica.

Grandes dudas
La mecánica cuántica, en muchos sentidos, fue el choque psicológico más profundo que los físicos hayan tenido en toda la historia.

Isaac Newton no tenía razón: puedes saber todo lo que hay que saber sobre el mundo y, sin embargo, no puedes predecir con perfecta precisión lo que sucederá después.

La mecánica cuántica había revelado los problemas de anticipar el comportamiento de los átomos y sus fuerzas electromagnéticas.

Y como son los bloques de construcción fundamentales de la naturaleza, todo lo demás también estaba en duda.

El electromagnetismo es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo conocido... y está en todas partes.

Ponte a pensar: todo lo que sucede a tu alrededor, aparte de la gravedad, se debe al electromagnetismo.

Cuando dos átomos se unen para formar una molécula, eso es electromagnetismo, por lo que toda la química es electromagnetismo. Y si toda la química es electromagnetismo, entonces, toda la biología es electromagnetismo.

Literalmente, todo lo que nos rodea es una manifestación de electromagnetismo de una forma u otra.

A grandísimos rasgos
Para tratar de darle sentido al electromagnetismo y la materia subatómica surgió un nuevo campo llamado electrodinámica cuántica o QED, por sus siglas en inglés.

El problema era que aunque a veces parecía funcionar, otras, no tenía ningún sentido. Estaba confundiendo a los físicos más inteligentes del planeta, hasta al padre de QED, Paul Dirac.
 
El físico teórico inglés Paul Dirac (izq.) conversando con su homólogo estadounidense Richard Feynman.

El físico teórico inglés Paul Dirac (izq.) conversando con Feynman en 1962 en la Conferencia Internacional sobre Teorías Relativistas de la Gravitación en Varsovia, Polonia. Dirac y Feynman ganaron premios Nobel de Física en 1933 y 1965, respectivamente.

Feynman había leído un libro de Dirac, en el que describía problemas que nadie sabía cómo resolver.

"No entendí el libro muy bien. Pero allí, en el último párrafo del libro, decía: 'Aquí se necesitan algunas ideas nuevas', así que comencé a pensar en nuevas ideas", recordó Feynman en una entrevista.

Con dibujos
Típicamente, Feynman abordó el asunto de una manera poco convencional: con dibujos.

Encontró una manera pictórica de pensar, inventando una forma brillante de eludir los complicados cálculos necesarios para QED.

El resultado fueron los diagramas de Feynman, que le dieron los toques finales a QED, la teoría física más precisa numéricamente jamás inventada.
 
Uno de los diagramas de Feynman en la parte de atrás de la camioneta
Feynman decoró la camioneta de la familia con sus diagramas.

Los diagramas resultaron ser tan útiles que hoy en día se aplican en campos completamente diferentes a la física de partículas, como en el cálculo de la evolución de las galaxias y de la estructura a gran escala en el Universo.

Bongos, ecuaciones y desnudos
Dibujar, de hecho, se convertiría más tarde en otro de sus hobbies, además de tocar bongos, que para él fueron lo que el violín para Einstein y el piano para Werner Heisenberg.

Decidió aprender a dibujar en su cuarta década de vida, ayudado por un amigo artista, y se entusiasmó tanto que adoptó un bar de topless como su oficina secundaria, donde hacía bosquejos de las chicas y de ecuaciones de física.

Pero fueron los dibujos relacionados con QED los que le hicieron merecedor del premio Nobel de Física, que compartió con Julian Schwinger y Shin'ichiro Tomonaga, en 1965.

Aunque aceptó el premio Nobel y se divirtió en la gala bailando con Gweneth Howarth, su tercera esposa y madre de sus dos hijos, Feynman siempre dijo que el verdadero premio era el placer del descubrimiento y ver que es útil para otras personas.

Entre quienes viven en el mundo cuántico, Feynman es conocido además por trabajos que a los no entendidos nos dejan anonadados, como la teoría de la electrodinámica cuántica y la física de la superfluidez del helio líquido subenfriado.

Quedémonos con saber que fue uno de los pioneros en el campo de la computación cuántica y que introdujo el concepto de nanotecnología.

Y su participación en 1986, cuando ya estaba fatalmente enfermo, en la investigación del desastre del transbordador espacial Challenger, cuando reveló lo que la NASA era reacia a aceptar: la causa de la desintegración de la nave 73 segundos después de su lanzamiento lo puso en el centro de la atención pública.

La frase con la que resumió sus conclusiones se hizo célebre: "Para una tecnología exitosa, la realidad debe prevalecer sobre las relaciones públicas, pues no se puede engañar a la naturaleza".

Pero fue su solución a otro problema relacionado con la física, esta vez en las aulas de clases de las universidades, la que revelaría su don para divulgar la ciencia que lo haría famoso en el mundo exterior.

¿Y la respuesta? A principios de la década de 1960, Caltech estaba en dificultades pues no lograba atraer estudiantes a las clases de física. Buscando la manera de que se entusiasmaran con la materia, le solicitaron a Feynman que rehiciera el currículo.

Su obra fue una serie de conferencias que resultaron tan atractivas que fueron editadas y publicadas con el título de "The Feynman Lectures of Physics", uno de los libros de física más populares de la historia.

Fue en la primera de esas clases en las que, tras confirmarles que si querían ser físicos, tendrían mucho que estudiar -("200 años sobre campo de conocimiento de más rápido desarrollo que existe")- y advertirles que para aprenderlo necesitarían muchos más años ("¡Tendrán que ir a la escuela de posgrado!"), se preguntó por dónde empezar y les lanzó aquella pregunta.

Pero, ¿Cuál era para Feynman el enunciado que contendría la mayor cantidad de información en la menor cantidad de palabras?

Caltech puso a disposición del público todas las legendarias conferencias de Feynman en el sitio web llamado "The Feynman Lectures on Physics" http://www.feynmanlectures.caltech.edu/.

"Creo que es la hipótesis atómica (o el hecho atómico, o como quieran llamarlo) que todas las cosas están hechas de átomos: pequeñas partículas que se mueven en movimiento perpetuo, atrayéndose entre sí cuando están a poca distancia, pero repeliéndose cuando se les trata de apretar una contra la otra".

¿Por qué?
"En esa sola frase hay una enorme cantidad de información sobre el mundo, si solo se aplica un poco de imaginación y pensamiento".

Por partes
Si sabes que toda la materia está hecha de átomos que se están moviendo constantemente, puedes empezar a entender fenómenos como la temperatura, la presión y la electricidad.

Todos tienen que ver con la velocidad a la que se están moviendo los átomos y cuántos y/o qué partes de ellos lo están haciendo.

Eso te puede llevar a descubrir, por ejemplo, el poder del vapor, la presión de los gases, los patrones climáticos y a inventar cosas como motores, teléfonos y luz eléctrica.

Con sus animadas y lúcidas explicaciones, Feynman hacía tangibles los conceptos abstractos, y su cálida presencia inspiraba (y sigue inspirando gracias a libros y filmaciones) el interés y el asombro de hasta los más reacios a la ciencia.

La parte final de su oración, que se refiere a la manera en la que los átomos interactúan entre ellos (atrayéndose y repeliéndose) te revela la química.

Una vez entiendes cómo los átomos se unen para formar moléculas, puedes hacerlo para crear antibióticos, vacunas, "la gasolina y el aire mezclados forman una mezcla explosiva" (motores de combustión), "pilas, asfalto, acero" y hasta "la esencia de la vida: aminoácidos, carbohidratos, ADN".

Por todo eso que Feynman escogió esa frase como legado para las criaturas que empezaran de nuevo, después de que todo se perdiera (y para despertar el interés de sus estudiantes en la física).

Postdata
Por supuesto, esa no es la única respuesta.

De hecho, hay quienes la critican, como el neurocientífico Daniel Toker quien señaló en un artículo que "estrictamente hablando, la hipótesis atómica resulta ser falsa", pues según la teoría del campo cuántico, "una disciplina en la que Feynman tuvo un papel clave en el desarrollo, (...) las partículas subatómicas no son en realidad partículas, sino simplemente excitaciones locales de campos cuánticos".

Afortunadamente, la ciencia no es dogma y al desarrollarse arroja constantemente nuevas posibilidades.

Seis décadas después, la pregunta sigue siendo intrigante. Y el espíritu de la segunda parte de la respuesta de Feynman, eterno.

Siempre será urgente legarle a las nuevas generaciones pistas para que, con un poco de imaginación y pensamiento, puedan descubrir el mundo.

martes, 14 de julio de 2020

Dos científicos nazis pierden sus cráteres en la cara oculta de la Luna. La Unión Astronómica Internacional considera "inapropiado" mantener el homenaje a dos físicos que se distinguieron por apoyar a Hitler e impulsar el antisemitismo en la ciencia.

“Voy a cortarle la garganta a ese sucio judío”. Esta fue una de las amenazas que tuvo que escuchar Albert Einstein por parte de un joven antisemita antes de suspender una conferencia en Berlín en la década de 1920, mientras físicos compatriotas como Philipp Lenard y Johannes Stark despreciaban su trabajo por no ajustarse a la “pureza germana” y considerarlo “física judía”. Con la llegada de Adolf Hitler al poder, Lenard y Stark impulsaron un proyecto para sustituir a los profesores universitarios con “físicos arios”. En aquellos días, Lenard, Stark y Einstein ya habían recibido el Nobel de Física y décadas después los tres obtuvieron un homenaje astronómico por sus méritos científicos: un cráter de la Luna con su nombre. Hasta ahora. El satélite de la Tierra no cargará con el homenaje a estos dos científicos profundamente antisemitas. La ciencia, como ha hecho el movimiento Black Lives Matter en todo el mundo, también reflexiona sobre la historia de sus monumentos.

La Unión Astronómica Internacional (IAU, por sus siglas en inglés) anuncia a EL PAÍS que va a reemplazar en 10 días a los científicos nazis que dan nombre a los cráteres Lenard y Stark en la cara oculta de la Luna. “Tan pronto como nos enteramos del problema, el presidente del Grupo de Trabajo para la Nomenclatura Lunar inició el proceso de eliminación de estos nombres y preparó una propuesta para renombrar estos dos cráteres”, asegura la astrónoma alemana Rita Schulz, presidenta del grupo encargado de dar nombre a los objetos planetarios. Para Schulz, experta en cometas, Lenard y Stark son “dos nombres inapropiados”.

“Tan pronto como nos enteramos del problema, se inició el proceso de eliminación de estos nombres y se preparó una propuesta para renombrar estos dos cráteres”

No se trata de dos científicos que tuvieron que someterse al régimen en el que vivían, como hicieron otros, sino que abrazaron desde muy temprano las ideas nazis y fueron decisivos en la difusión del antisemitismo en la ciencia. Ya en agosto de 1930, cuando el Partido Nazi estaba punto de convertirse en la segunda fuerza electoral del país, Lenard organizó junto a su colega Stark la primera reunión del grupo de Científicos Alemanes por la Preservación de la Pureza de la Ciencia. Allí se despreció la relatividad como “física judía” y se acusó a Einstein de plagiario y charlatán, según se narra en La era de la radiación (The Age of Radiance, de Craig Nelson). En su feroz antisemitismo, Lenard y Stark continuaron acosando a sus colegas durante el régimen nazi. Por ejemplo, despreciaban la física cuántica de Werner Heisenberg, al que acusaron de “judío blanco” y “peón judío”. Heisenberg no era judío, pero se servía de la mejor ciencia disponible, no solo de la aria.

En 1937, Stark escribió en la revista de las SS que no bastaba con imponer la raza aria y excluir a los judíos, sino que había que “erradicar el espíritu judío” y sus ideas. En 1947, fue juzgado y condenado a cuatro años de cárcel (que no tuvo que cumplir) como “criminal de primer orden”. Había ganado el Nobel en 1919 por descubrir cómo los campos eléctricos afectan la luz emitida por los átomos, el llamado efecto Stark. En 1905 le concedieron el Nobel a Lenard por su trabajo con los rayos catódicos. Húngaro de nacimiento, Lenard fue asesor de Hitler y el Partido Nazi le recompensó nombrándolo Jefe de la Física Aria. Cuando los aliados llegaron a Alemania en 1945, Lenard fue expulsado como profesor emérito de la Universidad de Heidelberg y se retiró su nombre a las instituciones académicas que llevaban su nombre porque no se podía seguir celebrando a un nazi.

La propuesta para renombrar los dos cráteres está lista y ahora el grupo de Schulz lo revisará (incluyendo información en profundidad sobre estas personas) y si todo está en orden, se aprobará por votación en los próximos días. “Los dos cráteres no pueden permanecer sin nombre, porque deben ser claramente identificables para estudios y publicaciones científicas”, aclara Schulz. No es la primera vez que se quita un cráter a un científico nazi: en 2002 se retiró el homenaje al doctor Hans Eppinger, que torturó en sus experimentos a los gitanos de Dachau al darles para beber únicamente agua salada. En los últimos meses, la IAU, que engloba a astrónomos, ha revisado su política contra el acoso y ha manifestado su compromiso con la inclusión y contra el racismo y la discriminación.

La actual retirada de los nombres se debe al físico cuántico Mario Krenn, de la Universidad de Toronto, tras leer sobre Stark y Lenard en el libro Al servicio del Reich. La física en tiempos de Hitler, del científico y divulgador Philip Ball. Como cuenta Ball en un artículo, Krenn le contactó para advertirle sobre ese homenaje a los físicos antisemitas y este le puso en contacto con la IAU. El responsable de la Luna en esta organización de astrónomos, Charles Wood, le explicó que los nombres se pusieron porque en la documentación de apoyo a sus candidaturas, planteadas en la década de 1970, no se incluían referencias a su ferviente nazismo. “No se menciona el pasado nazi de Stark en su biografía de la Fundación Premio Nobel”, afirma Wood. En la de Lenard sí se cita ese vínculo nazi, pero la referencia que se usó fue un diccionario biográfico de 1968 que obvió ese importante aspecto del personaje.

“Rita Schultz y yo creemos que estos nombres, Philipp Lenard y Johannes Stark, deberían reemplazarse rápidamente”, respondió Wood a Krenn, que celebra la decisión de la IAU por “rápida, decisiva y ejemplar”. En su artículo, Ball asegura que el episodio de los cráteres nazis refuerza su idea de que los monumentos no son una protección frente a la amnesia histórica, sino que en realidad son consecuencia de esa amnesia. Y se pregunta: “¿Y si estuviéramos discutiendo estatuas de nazis? ¿Realmente queremos verlos conmemorados en nuestros espacios públicos en aras de ‘preservar la historia’?”.

Stark tiene en realidad cuatro cráteres a su nombre: uno de 47,7 kilómetros de diámetro y otros tres más pequeños justo en su contorno, denominados Stark Y, R y V. El de Lenard tiene 47,6 kilómetros y su nombre fue revisado en 2005 para añadirle otro pequeño cráter, según explica Schultz. En ese momento, tampoco nadie se acordó de que Lenard escribió junto a Stark estas palabras sobre Hitler y los nazis: “Nos aparecen como regalos de Dios de tiempos antiguos, cuando las razas eran más puras, las personas eran más grandes y las mentes estaban menos engañadas... Él está aquí. Se ha revelado como el Führer de lo sincero. Le seguiremos”. Lo escribieron en 1924 y la amnesia ha durado hasta hoy.

https://elpais.com/ciencia/2020-07-01/dos-cientificos-nazis-pierden-sus-crateres-en-la-cara-oculta-de-la-luna.html

P.D.: Algo no encaja, Mientras en Europa y occidente se baja del pedestal a personajes que se mostraron afines al nazismo, aquí bajo una ideología análoga se presentan a las elecciones valiéndose falsamente de la invocación a la democracia (Un claro fraude de ley. Democracia en la que no creen y que pretenden destruir) y hay quién le vota, como si esos regímenes que fueron máquinas de matar no hubiesen existido y los crímenes y guerras sucedidos en Europa y España no hubiese tenido lugar.

Y digo, algo no encaja, porque la democracia tiene derecho a defenderse, y esos partidos de extrema derecha van directamente contra la democracia. Lo que han hecho sus diputados en el cogreso es votar siempre contra cualquier propuesta para combatir el covid-19, y por por aquellas propuestas que procuran ingresos para las familias y dinero para las empresas a fin de que el tejido empresarial no desaparezca y la crisis económica cause menores males a nuestra sociedad. ¿Esas son sus políticas y objetivos? Es la marcha directa al mayor desastre posible. O sea, que la democracia fracase y después la sociedad admita una dictadura.

miércoles, 24 de junio de 2020

El misterio sobre Werner Heisenberg, el físico que ganó el Nobel por la creación de la mecánica cuántica

Ahora ya estamos todos muertos, es cierto, y el mundo se acuerda de mí sólo por dos cosas: por el principio de incertidumbre y por mi misteriosa visita a Niels Bohr en Copenhague en 1941. Todos entienden de qué se trata la incertidumbre. O eso creen. Nadie entiende por qué fui a Copenhague".

Con estas palabras entra en escena Werner Heisenberg en la aclamada obra "Copenhague" del dramaturgo inglés Michael Frayn, que imagina lo que pudo haber pasado en uno de los encuentros más controvertidos de la historia de la ciencia.

Sabemos que tuvo lugar y cuándo: en septiembre de 1941, cuando Alemania estaba en la cima de su período de éxito militar, habiendo ocupado la mayor parte de Europa, derrotado a Francia y expulsado al ejército británico del continente, y cuando Estados Unidos seguía siendo técnicamente neutral.

Sabemos dónde tuvo lugar: en Copenhague, cuando Dinamarca estaba bajo la ocupación nazi.

Sabemos quiénes estuvieron presentes: dos físicos que habían cartografiado y explorado el universo cuántico dentro del átomo y que, juntos, habían revolucionado el mundo de la física.

Dos galardonados con el premio Nobel de Física: Niels Bohr, en 1922, "en reconocimiento por su trabajo sobre la estructura de los átomos" y Heisenberg, en 1932, por "la creación de la mecánica cuántica".

Un danés de ascendencia judía y un luterano alemán, separados en edad por 16 años, cuyas vidas estaban profundamente entrelazadas a nivel personal, intelectual y profesional, hasta aquel día de 1941.

Sabemos que el encuentro terminó abruptamente, y que Bohr quedó muy enfadado.

Lo que no sabemos es qué ocurrió, no porque no hayan hablado de ello, sino porque hay más de una versión.

E importa porque Heisenberg fue el físico que le dejó al mundo el principio de incertidumbre, pero también un mundo de incertidumbres sobre sus principios.

La duda sin resolver es si fue un villano que quiso aprovecharse de su cercana relación con el danés en beneficio del proyecto de la bomba atómica nazi o un héroe que quiso evitar que tanto los Aliados de la Segunda Guerra Mundial como las Potencias del Eje obtuvieran tal arma.

El principio
Bohr había habitado ese mundo idílico de la ciencia de principios de siglo XX, en el que las ideas fluían atravesando fronteras en una misión conjunta para superar los límites del conocimiento.

Era una atmósfera repleta de luminarias -desde el padre de la física nuclear Ernest Rutherford y el originador de la teoría cuántica Max Planck, hasta la estrella más brillante: Albert Einstein- que fue sacudida por la Primera Guerra Mundial, cuando la ciencia se usó como un arma ofensiva.

Pero sobrevivió por un rato más.

Una de las muestras más dicientes fue el contrabando de copias del artículo sobre la teoría general de la relatividad que Einstein presentó en 1915 en Berlín a científicos aliados. Y el hecho de que, para probar la teoría del científico alemán, el gobierno británico financió durante la guerra una expedición para fotografiar un eclipse solar en 1919, a instancias del astrónomo Arthur Eddington.

Cuando, en 1924, Heisenberg aceptó la invitación de Bohr para trabajar en Copenhague, heredó los beneficios de esa atmósfera y entre ellos se forjó una relación que fue más allá de la de un mentor y un estudiante talentoso.

A nivel personal, el alumno se fue convirtiendo en parte de la familia del profesor.

En el plano profesional, aunque hicieron sus descubrimientos por separado, su trabajo conjunto fue imprescindible para alcanzar sus logros.

Los principios
El resultado fue brillante: en 1927, Heisenberg publicó su "Principio de incertidumbre", que afirmaba que la posición exacta de un electrón dentro de un núcleo atómico en un momento dado no podía conocerse con certeza, sino que solo se calculaba estadísticamente dentro de una probabilidad.

Su descubrimiento fue fundamental para la física cuántica.

Para entonces, Bohr había desarrollado su principio de complementariedad, en el que incorporó la física de Heisenberg dentro de la suya, y propuso que el aparente caos del mundo cuántico y el orden del universo basado en la física clásica no eran excluyentes sino complementarios entre sí de una manera que aún teníamos que comprender y explicar.

En opinión del físico teórico estadounidense John Wheeler, era "el concepto científico más revolucionario de este siglo".

Pero no todos lo recibieron de esa manera.

Como recordó el físico alemán Max Born en su discurso de aceptación de su premio Nobel de física en 1954, hubo una dramática división entre famosos físicos cuánticos, con algunos en profundo desacuerdo.

"El mismo Max Planck estuvo entre los escépticos hasta su muerte y Albert Einstein, Louis-Victor de Broglie (Nobel de Física de 1929) y Erwin Schrödinger (Nobel de Física de 1933) no dejaron de subrayar los aspectos insatisfactorios de la teoría...".

El desacuerdo no era sólo respecto al principio de complementariedad, sino también al de incertidumbre de Heisenberg.

Ante esa descripción del mundo cuántico en el que las certezas habían sido reemplazadas por probabilidades, Einstein famosamente protestó diciendo: "Dios no juega a los dados". Y Bohr, menos famosamente, le respondió: "Einstein, deja de decirle a Dios qué hacer".

Una disputa entre titanes que, en el albor del siglo XX, le dieron un vuelco al universo, mostrándolo primero como algo relativo y luego, como algo confuso.

Sus principios
Pero mientras que en el universo intelectual los ataques que ponen a prueba las teorías son necesarios, los golpes que reciben las ideas por razones políticas rara vez traen consecuencias benéficas.

El principio de incertidumbre de Heisenberg sobrevivió a las críticas y finalmente fue adoptado por casi todos en la comunidad de física.

Sin embargo, el surgimiento del "archinacionalista" (mejor nazi) Adolf Hitler en Alemania marcó el comienzo de una impactante supresión de la investigación científica y el conocimiento.

Incluso desde antes de que llegara al poder, la "nueva física", aquella de la relatividad y la incertidumbre, fue vinculada a la impureza y el judaísmo, y los científicos alemanes hostiles a ella exigían una física "aria".

Como explica el Bohr imaginado por Frayn...

"Los alemanes se opusieron sistemáticamente a la física teórica. ¿Por qué? Porque la mayoría de los que trabajaban en ese campo eran judíos.

"¿Y por qué tantos eran judíos? Porque la física teórica, la física que le interesaba a Einstein, a Schrödinger, a Pauli y a nosotros dos, siempre fue considerada inferior a la física experimental en Alemania, y las cátedras teóricas eran las únicas a las que podían acceder los judíos".

Efectivamente, el antisemitismo europeo no empezó con Hitler, ni lo esperó para manifestarse en el mundo científico, pero cuando empezó a amasar poder y, más aún, cuando lo alcanzó, en 1933, aprovechó ese terreno ya arado.

Los nazis pronto le prohibieron a todos los judíos trabajar para el Estado alemán (y, más tarde, los ocupados) o en capacidades profesionales como profesores universitarios, provocando un éxodo del mayor talento científico del mundo hacia naciones receptivas.

Heisenberg no se unió al partido nazi, y fue inicialmente calificado de simpatizante judío por su adhesión a la "física judía" de Einstein y Niels Bohr.

Sin embargo, era un nacionalista alemán dedicado. Participó en los ejercicios militares de su unidad de reserva.

Patriótico, se aferró a la idea de que podía ayudar a su tierra natal. Y creyó que Hitler podría no ser tan malo como parecía.

Por eso se negó a abandonar Alemania como una protesta simbólica contra el régimen nazi y su actitud hacia la investigación científica, desoyendo las súplicas de sus colegas internacionales.

El fin
Irónicamente, con el estallido de la Segunda Guerra Mundial, el régimen nazi empezó a valorar los posibles usos de esa física que tanto despreciaba por encima de la ideología.

Lise Meitner, una de las judías que tuvieron que huir de los nazis, siguió colaborando a distancia con el químico Otto Hahn, quien le enviaba información sobre sus experimentos con el elemento uranio.

En la Navidad de 1938, mientras estaba en Suecia, Meitner y su sobrino Otto Frisch analizaron los datos y confirmaron que se había producido una fisión nuclear.

Le entregaron la información a Niels Bohr, quien la llevó a Estados Unidos, y en enero de 1939, en una conferencia de física en la Universidad George Washington, se anunció públicamente que la posibilidad de dividir el átomo y liberar cantidades incalculables de energía a través de la fisión nuclear estaba ahora al alcance.

Teóricamente era posible construir una bomba atómica.
En abril de 1939 se estableció el primer "Uranverein" o "Club de Uranio" alemán, y el día que Alemania lanzó la invasión de Polonia, la Oficina de Artillería del ejército alemán se hizo cargo del proyecto de energía nuclear para explorar posibles aplicaciones militares.

Ese segundo Uranverein era un secreto militar y de Estado. Su principal teórico era Heisenberg. Y lo seguía siendo cuando visitó a Bohr en 1941.

Cuál era su fin es algo que hasta el día de hoy, físicos e historiadores de la física siguen debatiendo, a pesar de que se han escrito miles de páginas acerca del tema.

Durante muchos años, se consideró como una de las mejores fuentes una carta que Heisenberg le escribió al autor Robert Jungk, de la cual aparecen fragmentos en el libro "Más brillante que mil soles: una historia personal de los científicos atómicos".

Heisenberg explicaba que su intención era convencer a los científicos nucleares de ambos lados en guerra de impedir el desarrollo de una bomba atómica diciéndole a los dirigentes de sus países que las dificultades técnicas y económicas hacían que fuera imposible en el futuro inmediato.

Según el físico alemán, lo que pretendía era informarle a Bohr que los nazis sabían que la fisión nuclear era posible, pero que él estaba en posición de neutralizar ese esfuerzo. Afirmó que lo que quería era que Bohr convenciera a los científicos aliados de que hicieran lo mismo.

Con un acuerdo tácito, la comunidad internacional de física podía cooperar para salvar al mundo de esta arma horrible.

Niels Bohr siempre contradijo esa versión de la reunión.

Y en 2002, reaccionando a una nueva ronda de debates académicos sobre la misteriosa reunión desencadenada por la presentación de la obra de Frayn en 1998, la familia de Bohr publicó varias cartas que él le había escrito, pero no enviado, a Heisenberg.

En ellas, Bohr contaba una historia diferente: durante toda la visita de Heisenberg había sentido que el hombre más joven se jactaba no solo de la próxima victoria de Alemania, sino también de su capacidad para construir una bomba atómica en el futuro cercano.

Afirmó que la intención de Heisenberg era convencerlo de ayudar a los alemanes, enfatizando la probabilidad de la victoria alemana. Peor aún, que había tratado de deshonrarlo intentando que divulgara información sobre el esfuerzo nuclear aliado.

Una versión pinta a Heisenberg como un héroe que trató de salvar al mundo de la pesadilla atómica; la otra, un villano que quiso aprovecharse de un amigo para garantizar la victoria de la Alemania hitleriana.

¿Malentendió Bohr a Heisenberg? ¿O cometió Heisenberg un grave error y luego mintió para reivindicarse?

¿Será que los nazis no lograron hacer una bomba atómica porque Heisenberg frustró deliberadamente el proyecto o porque sencillamente, a pesar de sus esfuerzos, él no supo cómo completarlo?

Nunca lo sabremos.

https://www.bbc.com/mundo/noticias-52374330

miércoles, 1 de agosto de 2018

Olimpiada Internacional de Física

Veo las noticias y entre pachangas de pretemporada y la eterna sorpresa del calor en verano, no hay mención para el mayor logro español del pasado fin de semana. El sábado, en Lisboa, Alejandro Epelde Blanco se alzaba con una medalla de oro en la Olimpiada Internacional de Física. Esta competición reúne anualmente a los mejores estudiantes preuniversitarios de 90 países para enfrentarlos a dos duros exámenes (práctico y teórico) en los que resuelven problemas de muy alto nivel. Entre estos 450 alumnos, Alejandro ha conseguido la primera medalla de oro en la historia de la delegación española —que ha vuelto con otras dos medallas de bronce y una mención de honor— después de 40 años participando. Si hubiera conseguido ese resultado con pasaporte estadounidense, o chino, las puertas de las mejores Universidades de su país se abrirían gratuitamente para recibirle; y las instituciones educativas a las que ha representado se harían eco de su éxito. Alejandro es español y nuestras preocupaciones y las de nuestras instituciones no son ni la ciencia ni la educación. Es hora de replantearnos lo que de verdad nos importa como sociedad, pues esto condicionará nuestro futuro.— Jaime Redondo Yuste. Leganés (Madrid).

domingo, 8 de julio de 2018

Caida Libre

Nicole Oresme, en el siglo XIV, descubrió la forma en que caen las cosas por el influjo de la gravedad. Todo genio crea sus precedentes, dijo Borges en alguna parte, y Galileo le dio la razón creando a Nicole Oresme, el erudito francés del siglo XIV que descubrió la forma en que caen las cosas por el influjo de la gravedad. No caen a velocidad constante, como un coche que avanza tranquilo por la carretera, sino con una velocidad que aumenta de forma constante, como un coche en el carril de aceleración para entrar en la autovía. Su velocidad crece en proporción al tiempo, y la distancia que recorre crece con el cuadrado del tiempo. Pero Oresme solo es conocido porque, dos siglos después, Galileo no solo redescubrió esa simple ley matemática, sino que demostró que así es exactamente como caen las cosas. Todas las cosas: una piedra de un kilo y otra de una tonelada. También caería así una pluma de no ser por la resistencia del aire, como demostró en la Luna el astronauta David Scott, del Apolo 15, cuatro siglos después.

La cosmología moderna proviene de una idea repentina que asaltó a Einstein en 1906, mientras aún trabajaba en la oficina de patentes de Berna: una persona en caída libre no sentirá su propio peso. 

 “La idea más feliz de mi vida”, la llamó Einstein. Tiene gracia que, tras 100.000 años de existencia de nuestra especie, hubiera que esperar a Einstein para que nos diéramos cuenta de eso. Seguramente, la gran mayoría de la gente que había experimentado la caída libre no pudo vivir para contarlo. Pero hoy cualquier visitante de un parque de atracciones puede descubrir la idea más feliz de Einstein. Los astronautas, de hecho, se entrenan para la ingravidez del espacio en un avión que sube muy alto, apaga los motores y se precipita en caída libre hacia la Tierra. Stephen Hawking no quiso morir sin vivir esa experiencia.

La teoría gravitatoria de Einstein, la relatividad general, se fundamenta por entero en la percepción repentina que le iluminó en la oficina de patentes de Berna: que una persona en caída libre no sentirá su propio peso, y que estar acelerando en un coche o en un ascensor es indistinguible de estar quieto y sometido a un campo gravitatorio, como el de la Tierra. Es una teoría de espíritu galileano, porque Galileo usó un argumento similar para mostrar que los humanos no tenemos por qué sentir que nuestro planeta está girando a toda pastilla alrededor del Sol. En la época, ésa era la principal crítica a la teoría copernicana.

Anne Archibald y sus colegas del instituto holandés de radioastronomía demuestran hoy en Nature que las percepciones de Galileo y Einstein son exactas con un montón de decimales de aval. La moraleja queda para el lector.

Fuente: El País, Javier Sampedro

Más: https://www.fisicalab.com/apartado/caida-libre#contenidos

http://www.areaciencias.com/Caida-libre.htm

lunes, 25 de junio de 2018

La batalla interior de los físicos del nazismo ¿Cómo estudiar la relatividad despreciando a Einstein? Philip Ball indaga en la compleja relación entre ciencia y política bajo el Tercer Reich.

La batalla interior de los físicos del nazismo
La física fue la gran ciencia de la primera mitad del siglo pasado, la especialidad capaz de los mayores honores y los peores horrores. También fue el campo de acción de los mayores héroes y villanos, del desarrollo de usos de las radiaciones para curar y para matar. ¿Dónde estaba cada uno? ¿Cómo sobrevivieron al nazismo los que se quedaron en Alemania? ¿Cómo hablaban de relatividad sin Einstein? ¿Era posible asomarse al nuevo mundo despreciando la ciencia judía,teniendo en cuenta que una cuarta parte de los físicos alemanes eran, en 1933, oficialmente “no arios”?

Philip Ball indaga en este libro sobre la batalla en el alma de los físicos alemanes bajo el Tercer Reich, al menos según el título original. Y lo hace con profundidad pero sin sesgos, sin apriorismo y con un análisis riguroso y equilibrado. Dejando claro, también, que no hay ciencia sin política. Es el retrato de un momento científico apasionante —es poco probable que veamos nunca nada igual, el descubrimiento, literalmente, de un universo desconocido— y de un momento político excepcional.

Y no es fácil, desde luego, mantener el equilibrio cuando se conoce, por ejemplo, el trato que recibió Lise Meitner, judía, mujer, ninguneada por su jefe —ni siquiera la mencionó cuando recogió el Nobel que ella merecía— y que pudo escapar de Alemania gracias a Peter Debye, uno de los personajes clave para el autor. Precisamente Ball, divulgador científico y editor durante veinte años de la revista  Nature, rescata del lugar de los apestados en el que han colocado algunos biógrafos a Debye y, de hecho, este es en cierta medida el hilo conductor, pese a haber sido considerado “un premio Nobel con las manos sucias”.

La batalla interior de los físicos del nazismo Peter Debye, que trabajó “en una de las áreas menos glamurosas de la ciencia: la fisicoquímica”, fue acusado (en enero de 2006) de connivencia con los nazis, pese a que nunca quiso adoptar la nacionalidad alemana, lo que hubiera supuesto perder la holandesa, y que fue, de hecho, quien hizo posible la huida de Meitner. Pero se movió en una zona gris en algunas ocasiones, entre el fervor por el conocimiento y el acatamiento de normas claramente racistas. Precisamente en esa zona gris es donde Ball trata de explicar, y de entender, los comportamientos de los protagonistas de esta historia, el gran Planck, Heisenberg y todas las lumbreras del momento.

En el proceso de nazificación de Alemania distingue Ball a los convencidos y a quienes viven lo que pasa viendo un país deshecho que comienza a levantarse y ven con buenos ojos que se restaure “el honor nacional. Eso no significa que Heisenberg recibiera con beneplácito el ascenso de Hitler, pero, como a muchos alemanes de familias de clase media alta, lo predispuso favorablemente hacia algunos aspectos de las políticas nacionalsocialistas, entre ellos su truculencia militarista”.

Se trata, en fin, de entender cómo los físicos alemanes se comportaron, en palabras de Planck, “como un árbol frente al viento”. O, dicho de otra manera, cómo unas personas tan inteligentes se acomodaron a una situación en la que “lo que antes había sido impensable se volvió de repente factible”.

Al servicio del Reich. La física en tiempos de Hitler. Philip Ball. Traducción de José Adrián Vitier. Turner. Madrid, 2014. 354 páginas. 24 euros.

https://ep00.epimg.net/descargables/2015/02/10/c0dd1114dbcb147926675e72705ee8be.pdf?rel=mas

https://elpais.com/cultura/2015/02/10/babelia/1423567411_709762.html

viernes, 6 de octubre de 2017

Einstein (una vez más) tenía razón: la detección de la cuarta onda gravitacional que confirma uno de los postulados fundamentales de la Teoría de la Relatividad

Fue por mucho tiempo uno de los mayores misterios de la ciencia.

Albert Einstein estaba seguro de que existían: de hecho, las ondas gravitacionales, como las llamó, fueron una de las bases de su Teoría General de la Relatividad, uno de los postulados más innovadores y revolucionarios de la física teórica en el siglo XX.

Y este miércoles, el Observatorio Europeo de la Gravedad (EGO) en Cascina, Italia, anunció la detección, por cuarta vez, de estas ondas, generadas por la fusión de dos agujeros negros gigantes que tenían una masa alrededor de 53 veces la del Sol.
Albert Einstein
Las ondas llegaron a la Tierra en agosto pasado y se generaron a unos 1.800 millones de años luz de distancia.

La onda fue registrada casi al mismo tiempo por tres instrumentos denominados interferómetros, en el detector Virgo, un equipo subterráneo en forma de L que fue reparado recientemente.

Es la primera onda que se detecta fuera de territorio de Estados Unidos y por tres instrumentos casi al mismo tiempo.
"Si bien este nuevo evento es de relevancia astrofísica, su detección viene con un activo adicional: esta es la primera onda gravitacional significativa registrada por el detector Virgo", asegura un comunicado de los científicos de dicho laboratorio.

Otras ondas
No es la primera vez que "el sonido del universo" llega hasta la Tierra.

Por qué Einstein tuvo que esperar a que un eclipse confirmara su teoría de la relatividad

En 2015, casi un siglo después de las predicciones de Einstein, los científicos las detectaron por primera vez: un raro "sonido" proveniente del espacio era el resultado de la colisión de dos inmensos agujeros negros a unos 3.000 millones de años luz de la Tierra.

Luego, en 2016, el Observatorio Gravitacional de Interferometría Láser LIGO, en Hanford, Estados Unidos, lo detectó nuevamente, por tercera vez.

Sheila Rowan de la Universidad de Glasgow, Reino Unido, aseguró a la BBC que, tras este hallazgo, los científicos están en el umbral de una nueva comprensión de los agujeros negros.

"Es tentador ver esta nueva historia de cómo los agujeros negros se formaron y evolucionaron a través de la historia del cosmos. Esta información está casi a nuestro alcance, pero todavía no hemos llegado a ella", aseguró.

Los agujeros negros se forman al final de la vida de las supernovas, una estrellas de gran masa que implosionan, es decir, estallan hacia adentro y generan un campo magnético tan fuerte que puede incluso absorber la luz.

Qué son las ondas gravitacionales
Según Einstein, todos los cuerpos en movimiento en el espacio se "hunden" por su peso en la malla del espacio-tiempo y generan ondas, como cuando una piedra cae en un río.

Su detección se considera uno de los avances en física más importantes de las últimas décadas.

Percibir las distorsiones en el espacio-tiempo representa un cambio fundamental en el estudio del Universo, ya que permite observar antiguos eventos invisibles a los radiotelescopios o a los telescopios ópticos.

Mientras que la luz se dispersa al atravesar distintos medios -como por ejemplo, cuando llueve y se forma el arcoíris-, esto no ocurre con las ondas gravitacionales cuando se desplazan por el espacio desde su lugar de origen hacia la Tierra.

Esto permite a los científicos tener una certeza más profunda sobre lo que ocurrió en estrellas ubicadas a millones de años luz de nuestro planeta.

Fuente: http://www.bbc.com/mundo/noticias-41422417

lunes, 11 de septiembre de 2017

Del jazz al universo y más allá. Un libro de Stephon Alexander, físico y saxo tenor, revela la relación profunda de la música con el cosmos, y el inmenso poder creativo de la metáfora

Para un enamorado de la física un libro titulado El jazz de la física ejerce la atracción gravitatoria de un agujero negro y hace volar la mente por los confines del cosmos. Los que solo aman una de esas dos materias, o ninguna, pueden leer esta obra y dejarse arrastrar por el influjo de las relaciones ocultas entre disciplinas dispares, por el inmenso poder creativo de la metáfora.

Imagina dos peces que hablan entre sí en un río, cerca del precipicio de una cascada. Sus mensajes viajan a la velocidad del sonido en el agua, lo que no está mal para el espeso discurso que podemos esperar de esa especie acuática. El pez más afortunado se queda varado entre las raíces de un nenúfar, mientras el otro deriva de manera fatal hacia la cascada. Pese a ello pueden seguir hablando sin problemas; la voz del pez varado viaja ayudada por la corriente, y la del pez condenado viaja contra corriente y tarda más en llegar a su interlocutor, pero la charla sigue.

De pronto, en el mismo momento en que el segundo pez cruza el borde del precipicio, la situación cambia radicalmente. El pez que cae por la cascada sigue recibiendo el sonido del otro, pero sus gritos de auxilio ya no llegan a su interlocutor. La velocidad con que el agua cae por la cascada es mayor que la del sonido, y el pobre pez ha desaparecido de su mundo a todos los efectos.

Cambiando el sonido por la luz, esta pequeña historia es la metáfora perfecta de un agujero negro, el objeto más exótico y enigmático que ha descubierto la ciencia. El borde de la cascada representa el “horizonte de sucesos” del agujero negro, la frontera a partir de la que cualquier cosa, pez o astronauta, materia o energía, cae con tal velocidad hacia la atracción gravitatoria fatal del agujero negro que no puede escapar de él. Ni siquiera la luz puede escapar, de ahí que se llame negro.

Es solo una de las mil metáforas que plantea  Stephon Alexander, físico y saxo tenor, en su libro El jazz de la física, recién publicado en la colección Metatemas de Tusquets. El ejemplo de los peces no tiene relación con el jazz —solo la tiene con el sonido—, pero hay un motivo sólido para mencionarla: que la razón última del libro es mostrar el poder de la analogía y la metáfora para el pensamiento, también el pensamiento científico. Y porque explica con transparencia el horizonte de sucesos de un agujero negro, uno de los conceptos más radicales y complejos de la ciencia.

Pero El jazz de la física no es solo un título con gancho. El libro responde a las expectativas. Alexander es un buen físico teórico, formado con los mejores científicos y profesor en la Universidad de Brown, y también un solvente saxofonista de jazz. Su pasión, y sus estudios de media vida, se reparten a partes iguales entre  John Coltrane y Albert Einstein.
Y, cuando una mente creativa se sumerge a fondo en dos campos distintos, no es infrecuente que emerja una metáfora, un nexo recóndito y penetrante entre dos conocimientos previamente percibidos como incompatibles. Así trabajaban Coltrane, Einstein y los demás genios de la historia. Ese es el truco para innovar, para descubrir, para crear pensamiento. Cocerse en el dominio de una sola disciplina es la trampa para creadores por antonomasia, el pasaporte hacia la esterilidad.

En ese sentido, la vida de Stephon Alexander, que es la fuente de su pensamiento abarcador, tiene mucho interés, y no es sorprendente que su libro tenga una fuerte componente autobiográfica (como tal vez la tenga toda novela). Stephon, afroamericano hijo de emigrantes de Trinidad, creció en el Bronx neoyorquino, donde un chaval negro tenía mucho más fácil dedicarse a vender coca que estudiar física. Mientras se sumergía en los arcanos del saxo y del lenguaje musical del jazz, sin embargo, el adolescente encontró tiempo para leer a Stephen Hawking (Historia del tiempo) y a Richard Feynman (¿Está usted de broma, mister Feyman?), y esos libros abrieron un nuevo continente a su mente inquieta.

“Leer todo lo que caía en mis manos sobre física”, confiesa, “me proporcionaba una evasión perfecta mientras crecía en una parte del Bronx donde la realidad, para muchos, era deprimente; buena parte de mis años de estudiante los pasé sintiéndome un negado fuera de lugar, un rastafari de Trinidad criado en el Bronx”. Es bien curioso que, en el centro puntual de ese ambiente marginal, el joven Stephon dedicara buena parte del tiempo que no tenía a plantearse la madre de todas las preguntas: ¿por qué hay algo en vez de nada?

Una pregunta que, como cada vez más cosas, era parte de la filosofía y ahora ha emigrado a la física, la madre de todas las ciencias.

LA LEY DE HAWKING
El físico Stephen Hawking, una de las inspiraciones de Stephon Alexander, formuló hace años lo que algunos han denominado ley de Hawking sobre la divulgación científica: cada ecuación que pones en un libro reduce las ventas a la mitad. No pretendía ser más que un sarcasmo, pero tiene un átomo de verdad. La mala educación matemática en los colegios de todo el mundo ha causado que la mera visión de una fórmula induzca rechazo, temblores y sudores fríos en la población lectora. Y eso es un verdadero problema, porque la física no se puede entender a fondo sin las matemáticas que la fundamentan y la hacen avanzar. Las ecuaciones, como dice Alexander, son el sexto sentido del físico, un sentido que le permite ver conceptos que ni hubiera imaginado sin ellas.

A Alexander, sin embargo, no le dan miedo las ecuaciones. No cree en la ley de Hawking. Su enfoque, más bien, es sumergir al lector en ellas, y explicárselas paso a paso, desde los fundamentos que todos entendemos. Las matemáticas no pueden ser incomprensibles: son la base del entendimiento de la naturaleza. Los malos profesores son otra cuestión.

https://elpais.com/cultura/2017/03/10/actualidad/1489161469_986954.html

¿Qué le hace la música a nuestro cerebro?

miércoles, 30 de agosto de 2017

_- El ascensor de Einstein. Los experimentos mentales han desempeñado un papel importante en el desarrollo de la ciencia. Pero, ¿cuáles son sus límites?

_- La relación entre el cine y los sueños, planteada la semana pasada, ha dado lugar a interesantes comentarios, en los que, como era de esperar, se repiten los nombres de algunos grandes realizadores, entre los que destacan Alfred Hitchcock y Akira Kurosawa (cabría añadir a Federico Fellini), que no solo mostraron en la pantalla los sueños de algunos de sus personajes más enigmáticos, sino que hicieron un cine marcadamente onírico. Sin olvidar algunos clásicos -como Mujeres soñadas, de René Clair, o La vida secreta de Walter Mitty, de Norman McLeod- articulados alrededor de los sueños y ensoñaciones diurnas de los protagonistas.

Queda pendiente (y es de suponer que lo estará durante mucho tiempo) la doble cuestión de los límites de la imaginación y de si los sueños son reducibles a productos audiovisuales. Desde muy antiguo (probablemente desde los albores de la humanidad), los sueños se han considerado material interpretable y se han formulado diferentes teorías sobre su significado (la más famosa e influyente es la que Sigmund Freud propone en La interpretación de los sueños), pero su estudio científico entraña grandes dificultades.

Los experimentos mentales
El estudio de los sueños no es el único campo en el que la imaginación va por delante de la experimentación. Incluso se podría decir que continuamente, sin casi darnos cuenta, en nuestra vida cotidiana efectuamos “experimentos mentales” para intentar anticipar el resultado de determinadas conductas o decisiones, y en la mayoría de las ciencias desempeñan un papel fundamental (por no hablar de las matemáticas, donde todos los experimentos son mentales).

En estas mismas páginas hemos hablado del diablillo de Maxwell, la habitación china de Searle, el gato de Schrödinger y otros famosos experimentos mentales; pero sin duda el máximo exponente de esta sutil técnica es Albert Einstein, que, dando un nuevo e inusitado impulso al concepto de Gedankenexperiment de su maestro Ernst Mach, se dedicó a perseguir un rayo de luz con su imaginación hasta alcanzar la teoría de la relatividad especial, y luego se encerró en un ascensor en caída libre o en acelerada ascensión hasta dar con la teoría de la relatividad general. (Por cierto, ¿de dónde procede la ilustración que encabeza este artículo y qué tiene que ver con todo esto?).

En la actualidad, la física ha llegado a un punto en el que algunos experimentos y comprobaciones requieren la construcción de gigantescos telescopios, enormes aceleradores de partículas o costosísimas sondas espaciales, y otros (como los relacionados con los agujeros negros) son sencillamente inviables, por lo que los experimentos mentales están a la orden del día. El problema es que, al igual que algunas teorías, como la de cuerdas en sus distintas versiones, algunos de estos Gedankenexperiment están tan lejos de nuestras posibilidades de comprobación que, por el momento (y puede que por mucho tiempo), son entelequias equiparables a las de la ciencia ficción (de hecho, algunos científicos recurren a los relatos futuristas para exponer sus teorías).

Propongo a mis sagaces lectoras y lectores que planteen sus propios experimentos mentales, o que comenten algunos de los que aún no hemos abordado, como el de la Tierra Gemela de Putnam, el del violinista de Thompson, el de las personas que se dividen como amebas de Parfit…

Carlo Frabetti es escritor y matemático, miembro de la Academia de Ciencias de Nueva York. Ha publicado más de 50 obras de divulgación científica para adultos, niños y jóvenes, entre ellos Maldita física, Malditas matemáticas o El gran juego. Fue guionista de La bola de cristal.

https://elpais.com/elpais/2016/10/13/ciencia/1476349426_540772.html

miércoles, 1 de febrero de 2017

Jorge Riechmann un poquito de física, un poquito de matemáticas, un poquito de economía política1. Para entender el mundo en que vivimos. El fracaso de una sociedad basada en el crecimiento y en su destrucción de los sistemas vivos de la Tierra

“El fracaso inescapable de una sociedad basada en el crecimiento y en su destrucción de los sistemas vivos de la Tierra son los hechos apabullantes de nuestra existencia. Como resultado, casi no son mencionados en ninguna parte.

Constituyen el gran tabú del Siglo XXI, los temas garantizados para enajenar a amigos y vecinos. Vivimos como si estuviésemos atrapados dentro de un suplemento dominical: obsesionados por la fama, la moda y los tres elementos básicos aburridos de la conversación de clase media: recetas culinarias, innovaciones tecnológicas y centros turísticos.” 2 George Monbiot

Pero cómo puede ser, nos preguntamos una y otra vez, que en esta sociedad pomposamente autobautizada “del conocimiento”, donde ciertamente hemos acumulado más saber científico que en ningún momento anterior de la historia de la humanidad, toda esa masa de información y conocimiento no parezca servir de nada a la hora de evitar el colapso socioecológico hacia el que nos encaminamos…

Quizá habría que comenzar aquí con un chiste, el de Groucho Marx en Sopa de ganso: “Claro que lo entiendo, incluso un niño de cuatro años podría entenderlo. ¡Que traigan a un niño de cuatro años: a mí esto me parece chino!”3

¿Entendemos lo que deberíamos entender como niños de cuatro o diez años? Necesitamos entender tres cosas

Creo que para entender el mundo en que vivimos (y donde probablemente moriremos la mayor parte de los seres humanos, por hambre, falta de asistencia sanitaria y violencia armada, consecuencias de la crisis ecológico-social, antes de que acabe el siglo XXI) hacen falta esencialmente tres conocimientos básicos.

Un poquito de física, un poquito de matemáticas, un poquito de economía política.

El primero de estos conocimientos es la termodinámica básica, y especialmente el significado de la entropía (codificado en el segundo principio de la termodinámica).

El segundo es la dinámica de los crecimientos exponenciales (particularmente cuando se dan dentro de ambientes finitos: esto es matemática sencilla, pero habría que enmarcarla dentro de unas nociones básicas de teoría de sistemas).

El tercero de los conocimientos lo recogen las fórmulas de la reproducción ampliada del capital (D - M - D+ΔD) que Marx explica al comienzo del libro primero del Capital.

Si falta alguna de las tres piezas, no entenderemos casi nada (al propio Marx le faltó comprensión de lo que significaban las piezas uno y dos funcionando dentro de un planeta finito; pero no podemos reprochárselo demasiado, los angustiosos problemas evidentes en la segunda mitad del siglo XX sólo eran perceptibles por indicios en la segunda mitad del siglo XIX). Si entendemos cabalmente las tres piezas en su conexión recíproca, yo diría que habremos dado pasos importantes para saber en qué tipo de mundo, de verdad, estamos viviendo. Habremos encajado tres piezas de conocimiento en el mosaico que hoy nos hace falta –en esa “ecología de los saberes” que preconiza Boaventura de Sousa Santos— para tratar de hacer frente a la crisis ecológico-social.

Un poquito de física: termodinámica básica 4

Si –por la primera ley de la termodinámica-- la materia-energía no se pierde, sino que solamente se transforma, ¿no desaparecen como por ensalmo todos los problemas de límites al crecimiento económico que preocupan a los ecologistas?

Pues no, a causa del segundo principio (o la segunda ley) de la termodinámica – entre otras razones--. Los diversos tipos de energía no son igualmente convertibles en trabajo útil. Si se quiere decir de otra forma: existen formas de energía de “buena” y “mala” calidad para nosotros. La segunda ley establece que, en un sistema aislado, la entropía (desorden atómico o molecular) aumenta inevitablemente.5

DOS CANTARES DE ANTONIO MACHADO PARA EXPLICAR TERMODINÁMICA 
[Primer principio de la termodinámica] [Segundo principio de la termodinámica]

¿Dices que nada se crea? No te importe, con el barro de la tierra, haz una copa para que beba tu hermano.

¿Dices que nada se pierde? Si esta copa de cristal se me rompe, nunca en ella beberé, nunca jamás.

Antonio Machado: Proverbios y cantares, EL PAÍS/ Clásicos del siglo XX, Madrid 2003, p. 19 y 21.

La entropía es una medida de la disponibilidad de la energía: mide la cantidad de energía que ya no se puede aprovechar transformándola en trabajo. Un aumento de la entropía supone una disminución de la energía disponible: ni el carbón ni el petróleo pueden quemarse dos veces. Podemos vincular la idea de entropía con los recursos naturales que empleamos para nuestra subsistencia de la siguiente forma: el recurso natural más básico y fundamental es la materia-energía de baja entropía (vale decir: materia-energía con alto grado de orden y disponibilidad). 

El mineral de hierro con alta concentración de metal es un recurso precioso para nosotros, mientras que el hierro disuelto en el océano es prácticamente inutilizable.

En la Tierra existen de forma natural “depósitos de baja entropía”, islas de entropía negativa o “neguentropía” que desde los comienzos de la Revolución Industrial hemos ido agotando rápidamente: se trata de las reservas de combustibles fósiles, los yacimientos minerales, etc. Dilapidar de forma irresponsable la riqueza natural que constituyen estos “depósitos de baja entropía” restringe cada vez más las opciones vitales de los seres humanos que nos sucederán. En cierto sentido, el imperativo de una sociedad ecológicamente sustentable podría formularse como un imperativo de minimización de entropía.

5 La tercera ley de la termodinámica viene a decir, más o menos, que nada puede enfriarse hasta el cero absoluto. “Si, para un jugador, la primera ley equivaldría a no puedes ganar, la segunda ley sería no puedes no perder y la tercera no puedes abandonar el juego” (Eric D. Schneider y Dorion Sagan, La termodinámica de la vida, Tusquets, Barcelona 2008, p. 73).

La economía convencional ha tenido en cuenta, más o menos, la primera ley de la termodinámica (conservación de la materia-energía); pero no la segunda, que es incomparablemente más importante que la primera a efectos prácticos. Si uno observa la representación clásica del proceso económico en los manuales al uso, verá que en realidad se trata de una máquina de movimiento perpetuo, o sea, un objeto imposible. La termodinámica enseña que esos diagramas circulares, ese movimiento pendular entre producción y consumo en un sistema completamente autárquico, no corresponde a la realidad. El hecho de que el sistema económico se halle inserto dentro de sistemas biofísicos que forman una biosfera altamente compleja, y que dependa para su funcionamiento de fuentes de materiales de baja entropía y de sumideros para los desechos de alta entropía producidos; el hecho de que el principio de entropía gobierna todos los procesos del mundo material, sencillamente se ignora en la economía convencional.

En cierta ocasión, en una audiencia ante el Congreso estadounidense en 1973, el economista Kenneth E. Boulding (1910-1993) afirmó que “quien crea que el crecimiento exponencial puede durar eternamente en un mundo finito, o es un loco o es un economista”. 6

Podríamos parafrasear la humorada del modo siguiente: quien crea que se puede violar la ley de la entropía, o es un loco o es un economista convencional. Pues, en efecto, los economistas convencionales tienen tantos problemas con la ley de la entropía como con los fenómenos de crecimiento exponencial en sistemas cerrados (y por razones parecidas).

La economía ecológica, por el contrario, sitúa la segunda ley de la termodinámica en el centro de sus reflexiones. Parte de la premisa de que el proceso económico es entrópico en todas sus etapas materiales. 7

La segunda ley de la termodinámica tiene importantes implicaciones económico-ecológicas. Lo que muestra es esencialmente que la actividad económica está constreñida por ciertos límites insuperables:

(I) Límites al reciclado: el reciclado perfecto es imposible. Sólo se puede recuperar una parte; siempre hay un resto que se pierde irrecuperablemente. Los neumáticos pueden reciclarse; las partículas de neumático adheridas al asfalto no. El plomo de las baterías puede recuperarse en un alto porcentaje; el plomo

6 Se atribuye este dicho a Boulding en United States Congress House (1973), Energy reorganization act of 1973: Hearings, Ninety-third Congress, first session, on H.R. 11510. p. 248.

7 El hombre a quien se debe el mayor esfuerzo por integrar termodinámica y economía en una reflexión unitaria es el economista rumano exiliado a EEUU Nicholas Georgescu-Roegen (1906-1994). Una breve introducción a su vida y obra es “La economía ecológica de Nicholas Georgescu-Roegen” de Joan Martínez Alier, capítulo 1 de su libro De la economía ecológica al ecologismo popular (Icaria, Barcelona 1992). Óscar Carpintero nos brindó el soberbio estudio La bioeconomía de Georgescu-Roegen (Montesinos, Barcelona 2006) y preparó la edición de Ensayos bioeconómicos de Nicholas Georgescu-Roegen (Catarata, Madrid 2007).

emitido a la atmósfera junto con los gases de escape de los automóviles no. El cierre total de los ciclos es imposible, y las pérdidas de materia inevitables.

Por lo demás, el problema se desplaza pronto al terreno de la entropía energética (reciclar exige siempre utilizar energía, en cantidades que pueden ser muy grandes, inabordables); y a menudo lo que hacemos es “infraciclar” más que reciclar, como cuando rompemos en mil pedazos valiosos recipientes de vidrio (en vez de reutilizarlos), con la pérdida estructural y energética en que incurrimos entonces…

Algún optimista tecnológico insuficientemente consciente de los límites que las leyes de la termodinámica imponen a la ecologización de la economía ha postulado que “los elementos químicos que constituyen los recursos del planeta pueden ser reciclados y reutilizados indefinidamente, siempre y cuando la energía necesaria para recogerlos y refinarlos esté disponible”.

8 Ahora bien: sin entrar en otros problemas que plantearía la extremosidad de este planteamiento, el reciclado perfecto es un imposible termodinámico, y por eso esta supuesta solución falla. Un ejemplo aducido a veces en este contexto prueba en realidad lo contrario de lo que se supone que tendría que probar. “A pesar de su enorme dispersión, más de la mitad del oro extraído hasta ahora sigue controlado hasta hoy día, siendo reunido cuando es necesario gastando energía”.

" 9 El ejemplo se vuelve contra la intención de quien lo propuso: a pesar de que el oro ha sido un metal valiosísimo para todas las civilizaciones, y de que los seres humanos lo han reunido, atesorado y conservado (o sea, reciclado) como ningún otro material en toda la historia humana, sólo algo más de la mitad de todo el oro extraído en toda la historia humana está hoy disponible. ¡Piénsese lo que ha ocurrido y ocurrirá con materiales menos preciados! Y no vale replicar que, con las escaseces crecientes o con los nuevos impuestos ecológicos, el latón o el papel llegarán a ser tan valiosos como el oro: sería una salida por la tangente fraudulenta, que no tendría en cuenta hechos termodinámicos básicos, por no hablar de los supuestos irreales sobre la organización social y la psique humana. 10

8 Aunque esto lo dice mi admirado Barry Commoner (En paz con el planeta, Crítica, Barcelona 1992, p. 142), en esta ocasión yerra…

9 Commoner, En paz con el planeta, p. 142.

10 El ejemplo anterior muestra que lo valioso desaparece de donde debía estar, pero la entropía crea igualmente problemas de signo contrario: lo dañino aparece donde no debía estar. Así, un estudio de la FDA estadounidense (Agencia Alimentaria y del Medicamento) hecho público en marzo de 2004 muestra que la acrilamida –un potente cancerígeno— está presente en el 27’7% de los alimentos en la cesta de la compra promedio en EE.UU. (en cantidades superiores a 10 microgramos por kilo de alimento). Véase Emilio de Benito, “Hallada acrilamida en el 27% de los alimentos de EE.UU.”, El País, 27 de marzo de 2004.

En definitiva, el reciclado perfecto es imposible; y precisamente podríamos enunciar el segundo principio de la termodinámica también de la siguiente forma: la energía no puede reciclarse, y la materia no puede reciclarse nunca al 100%. 11

(II) Límites al aprovechamiento de los recursos naturales. Detrás de las distintas leyes de rendimientos decrecientes con que tropieza el género humano se halla por lo general la estructura entrópica de nuestro mundo. Por ejemplo, en lo que se refiere a los recursos naturales: a medida que consumimos los mejores yacimientos minerales, los depósitos de combustibles fósiles más accesibles, sólo nos van quedando (en una corteza terrestre progresivamente más desorganizada) depósitos de materia-energía con mayor entropía, y por ello menos disponibles, menos útiles, menos aprovechables y cada vez más caros de explotar. “Cada vez nos acercamos más al momento en que la obtención de una tonelada de petróleo implique el consumo de tanta energía como la que contiene ese petróleo. En esa tesitura de nada sirve ya la sabiduría del economista, según la cual todo es sólo una cuestión de precios, pues el precio debe ser pagado en la única divisa fuerte de este mundo, a saber, en energía”.12 Si la civilización minera que ha desarrollado el capitalismo fosilista prosigue su loca huida hacia adelante, y seguimos desorganizando la corteza terrestre de nuestro planeta y único hogar cósmico, cada vez nos acercaremos más al estadio de ese “puré póstumo” o crepuscular que con humor negro ha evocado en más de una ocasión José Manuel Naredo.13

PRODUCCION Y CONSUMO A LA LUZ DE LA TERMODINAMICA
"Producir es para los economistas [convencionales] llevar a cabo actividades que generen ingresos o valor añadido; se habla de producir petróleo como se habla de producir trigo sin tener en cuenta que las dos actividades son totalmente diferentes respecto a la periodicidad, es decir, a su relación con la naturaleza, a la relación entre el tiempo biogeoquímico y el tiempo económico. Una consiste en extraer una parte de un stock, de un fondo ya existente, mientras que la otra consiste básicamente, en el caso de la agricultura tradicional, en captar energía solar, que llega como un flujo renovable, y transformarla en la energía de los alimentos. O se afirma que la agricultura de los EE.UU. es más productiva que la de México, aunque utilice mucho los recursos energéticos no renovables, y a pesar de que la agricultura del sur de México --en peligro por culpa del NAFTA-- es energéticamente más eficiente y además ha conservado mucha más biodiversidad.

(...) [Para los economistas convencionales] todo es escaso únicamente a corto plazo, porque a largo plazo se cree ciegamente en el cambio técnico, en la posibilidad de la sustitución sin límites: de apropiarse cada vez de nuevos recursos naturales, de utilizarlos sin crear problemas ambientales, y además de sustituir recursos naturales por capital --sin tener en cuenta el hecho elemental de que el capital es también fruto del trabajo y los recursos naturales.

El concepto de consumo como destino final de los bienes producidos también puede cuestionarse si tenemos en cuenta que, por la ley de conservación de la materia, todo lo utilizado por las empresas y los consumidores, antes o después, o bien es reciclado o bien vuelve a la naturaleza.

(...) Por consiguiente no se justifica la distinción habitual de los economistas entre los bienes producidos, que tienen un valor de cambio, y los bienes que se suponen libres --como el aire que respiramos-- de los que se considera que se dispone de una cantidad determinada independientemente de cuál sea la actividad económica. En realidad, los bienes considerados libres se ven afectados a menudo --y a veces de forma irreversible-- por las actividades de extracción, de producción, de consumo y de generación de residuos, aunque las externalidades o costes ecológicos y sociales de estas actividades no entran dentro de la contabilidad de las empresas y de los consumidores."14

(III) Límites al crecimiento. Los productivistas suelen argumentar que la preocupación por el medio ambiente más bien refuerza que debilita la necesidad de crecimiento económico, pues --según ellos-- la protección y la restauración del medio ambiente exigen recursos económicos que previamente deben conseguirse mediante más crecimiento. (Obsérvese que todas las políticas ecokeynesianas y socialdemócratas salpimentadas de verde presuponen este argumento.) Pero este argumento, en primer lugar, encierra una petición de principio, pues el medio ambiente no sólo puede conservarse mediante la reparación del daño causado, sino evitando las actividades que ocasionan el daño.

El ecólogo Antoni Farràs equiparaba el proceder del productivista con el de un hombre que se deja cortar un dedo a cambio de dinero para pagar con ese dinero los trabajos de un cirujano y un ortopedista fabricante de dedos artificiales, que le implantan la prótesis correspondiente: prótesis que naturalmente nunca hubiese necesitado si no se hubiese dejado cortar el dedo.

Y en segundo lugar, se trata de un completo contrasentido cuando nos hallamos ya –como es el caso— en situación de overshoot o extralimitación. Podemos fechar, con cierta exactitud, el momento en que las demandas colectivas de la humanidad superaron por vez primera la capacidad regenerativa de la Tierra: según un grupo de científicos dirigidos por Mathis Wackernagel –uno de los creadores del concepto de “huella ecológica”— eso sucedió hacia 1980, y ya treinta años más tarde nuestras demandas excedían esa biocapacidad de la Tierra en un 50% aproximadamente.15 Usar los recursos y las capacidades regenerativas de una Tierra y media es vivir de manera abismalmente nihilista, como si no hubiera un mañana.

Pretender que para proteger el medio ambiente lo que necesitamos es más crecimiento económico constituye un absurdo que sólo se mantiene mientras se mantenga la desconexión entre la economía monetaria (el “cajón de sastre de la producción de valor”, lo llama José Manuel Naredo) y su soporte biofísico.

Desde la perspectiva de una economía ecológica consciente de los rudimentos de la termodinámica es un disparate: equivale, directamente, a negar el principio de entropía. 16

“La fórmula mágica 'necesitamos crecimiento económico para poder pagar la protección del medio ambiente' es una manifestación fundamental de la ignorancia de la entropía. Las consecuencias negativas para el medio ambiente de la correspondiente adición al crecimiento serían superiores a los beneficios derivados de esa protección técnica del medio ambiente, aun cuando esa adición se dedicase en su integridad a protección técnica. Así lo determina el segundo principio de la termodinámica.”17

Aquí topamos, de nuevo, con una ley de rendimientos decrecientes de fundamento entrópico. Podemos verlo bien con un ejemplo: la eliminación de contaminantes atmosféricos como los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre.

18 Es relativamente barato eliminar hasta el 75% de las emisiones por medio de tecnologías “de final de tubería”: a partir de ahí los costes se disparan exponencialmente, hasta hacerse literalmente impagables, y es imposible eliminar el 100% de la contaminación. Queda siempre, por tanto, un resto ineliminable por razones económicas en primer término y entrópicas en última instancia (puede ser entre un 5 y un 15% en el ejemplo que nos ocupa); en un nivel alto de emisiones, este 5-15% puede estar por encima de los niveles asumibles. Más crecimiento económico no puede mejorar el problema, sino sólo empeorarlo.

Por otro lado, es sencillamente falso que todos los efectos perniciosos del crecimiento económico sean reversibles: no lo son la erosión del suelo, ni la eliminación de especies vivas, ni la concentración de tóxicos organoclorados en las cadenas tróficas, ni el agotamiento del petróleo u otros recursos energéticos; ninguna cantidad adicional de recursos permitirá convertir los desechos radiactivos en isótopos fisionables. Siendo la contaminación en lo esencial un amasijo de elementos en intrincada mixtura, su reversión resulta muchas veces desesperadamente costosa o simplemente imposible: pues vivimos en un mundo en el que tiene vigencia el principio de entropía.

(IV) Límites al progreso técnico. Algunos adictos al crecimiento económico reaccionaron a las malas noticias contenidas en el informe al Club de Roma Los límites del crecimiento (1972) y otros estudios semejantes postulando un hipotético crecimiento exponencial de la tecnología que nos sacaría siempre las castañas del fuego. Pero se trata de una ilusión. Las leyes de la termodinámica también imponen límites inflexibles a la eficiencia de nuestra tecnología.

El teorema de Carnot --bautizado con el nombre del descubridor de la termodinámica, el ingeniero francés Sadi Carnot-- impone límites últimos a la eficiencia de los motores. En esencia, lo que afirma este importantísimo resultado es que el rendimiento de una máquina 19 es igual a la unidad menos el cociente entre la temperatura de la fuente fría y la temperatura de la fuente caliente. Es decir, hay una fracción máxima de energía térmica que se puede transformar en energía mecánica, y esta fracción sólo depende de la diferencia de temperaturas entre la fuente caliente y la fuente fría (entre el estado inicial y el estado final), con independencia del tipo de motor que consideremos y del tipo de sustancia con que opere. Cuanto menor sea la diferencia de temperaturas entre el estado inicial y el final, menor será la eficiencia del motor.

“La mayoría de las modernas centrales eléctricas utilizan vapor a temperaturas de aproximadamente 800 K (527 grados centígrados) y fuentes frías de aproximadamente 373 K (100 grados centígrados). Su rendimiento límite se sitúa por tanto alrededor del 54%, aunque otras pérdidas lo reducen hasta el 40%. Los rendimientos mejorarían si se usaran temperaturas más altas en la fuente caliente, pero esto introduciría nuevos problemas, ya que los materiales empezarían a fallar. Por razones de seguridad, los reactores nucleares operan con temperaturas de la fuente caliente más bajas (unos 620 K, 350 grados centígrados) que limitan su rendimiento teórico al 40%, e incluso al 32% si contamos las pérdidas. Por citar ejemplos de otros sistemas relacionados con la vida cotidiana, el motor de automóvil funciona con una temperatura de entrada de más de 3300 K (alrededor de 3000 grados centígrados) mantenida durante un tiempo muy corto, y expulsa los gases a una temperatura de alrededor de 1400 K (1000 grados centígrados) con un rendimiento teórico del 56%. En realidad, los motores de automóvil siguen un diseño ligero para conseguir buenas prestaciones de facilidad de respuesta y movilidad, por cuya razón alcanzan un rendimiento de menos del 25%”.20

La importancia del teorema de Carnot es que establece un límite absoluto para el rendimiento de las máquinas, un límite independiente de la inventiva de nuestros científicos e ingenieros.

“Una ilustración de la fuerza de las leyes de la termodinámica es que en muchas situaciones se pueden usar para predecir la eficiencia máxima que se puede lograr con una máquina perfecta, sin especificar detalle alguno de ella. (La eficiencia se puede definir en este caso como la proporción entre el trabajo útil y el flujo total de energía.) Así, se puede especificar, por ejemplo, la cantidad mínima de energía necesaria para separar la sal del agua marina, los metales de sus minerales y los contaminantes de los escapes de los automóviles sin conocer detalles de lo que se podría inventar en el futuro para lograr estos propósitos. De manera similar, si se conoce la temperatura de una fuente de energía termal (como, por ejemplo, una roca caliente en las profundidades de la corteza terrestre) se puede calcular fácilmente la eficiencia máxima con que esta energía térmica se puede convertir en trabajo aplicado, independientemente de la habilidad de los inventores futuros. En otras palabras, existen límites fijos a la innovación tecnológica, colocados allí por las leyes fundamentales de la naturaleza”.21

Es hora de ir concluyendo este apartado. En buena medida, la crisis ecológica actual puede interpretarse como un salto en el aumento de entropía dentro de la biosfera, y un debilitamiento de los mecanismos de reducción de entropía de la propia biosfera (que proceden, esencialmente, de la capacidad de conversión de energía solar en energía bioquímica que todos los habitantes de la biosfera debemos a los organismos fotosintetizadores); salto y debilitamiento producidos por la actividad humana. Como ha sintetizado magistralmente Daly:
“Una característica de la Revolución Industrial cuyas implicaciones no se aprecian suficientemente es el cambio al uso de los combustibles fósiles y los materiales minerales. Este es un cambio de la explotación de la superficie de la Tierra a la explotación del subsuelo; o como dice Georgescu-Roegen (1971), es un cambio de la dependencia de la energía proveniente a cada momento del sol a la energía almacenada en la Tierra. (...) La Revolución Industrial ha cambiado la dependencia, de un fuente relativamente abundante [la luz solar] a otra relativamente escasa del recurso final: la materia-energía de baja entropía.”22

Para superar la crisis ecológica y reconstruir nuestras sociedades de forma que resulten sustentables (es decir, ecológicamente compatibles con la biosfera en el largo plazo) es necesario un gran esfuerzo colectivo para invertir la tendencia al desbordamiento de entropía que hoy impera. Esquemáticamente, se trataría de aprovechar la energía disponible de la luz solar para reducir la entropía material de nuestro mundo. Para ello es necesario conservar o regenerar la productividad natural de la biosfera, basada en la fotosíntesis de las plantas verdes, la preservación de la biodiversidad y el correcto funcionamiento de los ciclos biogeoquímicos del planeta; realizar la transición desde el sistema energético actual (basado en los combustibles fósiles y la energía nuclear) a un sistema energético basado en las energías renovables; y “cerrar los ciclos” de la producción industrial y agrícola, alimentándola con energías renovables.

Finalmente, una observación general: un aspecto de mucho interés en relación con la entropía es que no deberíamos verla sólo como factor limitante, sino también capacitante.

23 La entropía no es sólo, o esencialmente, una fuerza destructiva: también es creativa. “La naturaleza aborrece los gradientes”, vale decir las diferencias naturales de temperatura, presión y concentración química: así reza el que quizá sea el lema principal de la comprensión de la “termodinámica de la vida” que se desarrolló en la segunda mitad del siglo XX.

La reducción de los gradientes energéticos es lo que crea diversas clases de sistemas complejos en el universo y, a la postre, la vida; por eso la segunda ley no es sinónimo de movimiento inexorable hacia la muerte térmica o el equilibrio (contra las metáforas que empleó la termodinámica del siglo XIX). “La vida, como el universo, fluye termodinámicamente corriente abajo. Somos remolinos en un mar termodinámico, parte del proceso de un universo lleno de energía vivificadora”.24 O como dice animosamente Carlos de Castro: “El universo aborrece los gradientes energéticos, la desigualdad. Lo importante no es la meta, lo importante es el largo y creativo camino hacia esa muerte térmica en el lejanísimo futuro (una vez más física y Tao parecen conectar)”.25

Un poquito de matemáticas: Crecimientos exponenciales en ambientes finitos 
Se supone que el comportamiento de las funciones exponenciales se aprende en las matemáticas del bachillerato, ¿verdad? O a lo más tardar en un primer curso universitario de análisis matemático… Pero entonces ¿es posible que nuestras sociedades productivistas/ consumistas avancen con la decisión con que lo hacen hacia la catástrofe preprogramada porque no acaban de entender lo que es una función exponencial? ¿Tan mal andamos de matemática básica?

En lo que hace a nuestro mundo de las muchas crisis, hemos de recordar algunos hechos básicos sobre crecimientos exponenciales en ambientes finitos. Nos servirá un apólogo francés que ya se usó, en su momento, en los primeros informes del Club de Roma: hay un estanque con nenúfar que tiene una sola hoja.

Cada día se duplica el número de hojas, o sea, dos hojas el segundo día, cuatro el tercero, ocho el cuarto, y así sucesivamente. Ahora, si el estanque está lleno el día treinta, podemos preguntar, ¿en qué momento está lleno hasta la mitad?

Respuesta: el día veintinueve. Reparemos además en que en el día 26 apenas 1/16 de la superficie del lago (poco más del 6%) está cubierto de nenúfares… El colapso parece lejano, y sin embargo la rapidísima dinámica de crecimiento lo ha situado ya muy cerca de nosotros. Y lo terrible es que hoy, en realidad, nosotros ya estamos en el día treinta y uno... aunque mayoritariamente nos seguimos negando a reconocerlo. Los psicólogos han mostrado que la gente tiende a subestimar en gran medida las dinámicas de crecimiento exponencial. 26

Veamos un ejemplo, que George Monbiot toma del banquero de inversiones Jeremy Grantham.27 Imaginemos que en 3030 a. de C.28 las posesiones totales del pueblo de Egipto llenaban un metro cúbico; no es gran cosa, en realidad podríamos pensar en las propiedades de un solo egipcio… Propongamos que esas posesiones crecieron al 4,5% por año.

“¿Qué tamaño hubiera tenido esa pila al llegar la Batalla de Actium en 30 a. de C.? (La trayectoria de la tasa de crecimiento compuesto muestra que la erosión del planeta solo acaba de comenzar. Simplemente no podemos seguir por el mismo camino.) Continuemos, adivina.


¿Diez veces el tamaño de las pirámides? ¿Toda la arena del Sahara? ¿El Océano Atlántico? ¿El volumen del planeta? ¿Un poco más? Es 2.500 trillones (1018) de sistemas solares. No se precisa mucho tiempo, al considerar ese resultado, para llegar a la paradójica posición de que la salvación reside en el colapso. Tener éxito sería destruirnos. Fracasar es destruirnos. Es el atolladero que hemos creado. (…) La trayectoria del crecimiento [según tasas de interés] compuesto muestra que la erosión del planeta acaba sólo de comenzar. A medida que el volumen de la economía global se expande, todo sitio que contenga algo concentrado, poco usual, precioso, será buscado y explotado, sus recursos extraídos y dispersados, las diversas y diferenciadas maravillas del mundo reducidas al mismo rastrojo gris.” 29

El “tema de nuestro tiempo”, no me canso de repetirlo, 30 es el choque de las sociedades industriales contra los límites biofísicos del planeta. Crecimientos exponenciales en el uso de los recursos naturales y de los servicios ecosistémicos son imposibles de mantener, pero las políticas dominantes –al servicio de la reproducción ampliada del capital-- se empecinan en ello 31…

LA IRRACIONALIDAD DEL CRECIMIENTO PERMANENTE DE CUALQUIER MAGNITUD RELACIONADA CON EL MUNDO FÍSICO

(A) Si la población humana siguiera creciendo a una tasa cercana al 2% actual, en menos de dos milenios alcanzaría una masa similar a la de la Tierra. De continuar el crecimiento exponencial, en pocos milenios más su masa se aproximaría a la estimada para el conjunto del universo. 32

(B) Como planteaba elocuentemente George Monbiot en 2002: “El capitalismo es un culto milenarista, elevado al rango de religión mundial. (...) Igual que los cristianos imaginan que su Dios los salvará de la muerte, los capitalistas creen que los suyos los librarán de la finitud. A los recursos del mundo, aseveran, les ha sido garantizada la vida eterna. Basta una reflexión breve para mostrar que esto no puede ser verdad. Las leyes de la termodinámica imponen límites intrínsecos a la producción biológica. Incluso la devolución de la deuda, el pre-requisito del capitalismo, resulta matemáticamente posible sólo a corto plazo.

Heinrich Haussmann ha calculado que un simple pfennig invertido al 5% de interés compuesto en el año cero de nuestra era sumaría hoy un volumen de oro de 134.000 millones de veces el peso del planeta. El capitalismo persigue un valor de producción conmensurable con el reembolso de la deuda…”33 La producción material no puede crecer al ritmo del interés compuesto con que se acumulan las deudas (o los retornos de las inversiones):
pero ese imposible es un supuesto básico del capitalismo.

(C) Si el consumo de energía siguiese creciendo al 2’3% anual (eso supone un incremento de “factor diez” cada cien años), ¿Cuánto tardaríamos en alcanzar el máximo posible de captación de energía solar, por ejemplo con células fotovoltaicas? Suponiendo para éstas un rendimiento del 20% (actualmente no supera el 15%), y teniendo en cuenta que las tierras emergidas suponen el 28% de la superficie del planeta, se podría aspirar a captar un máximo de 7.000 terawatios (Tw; esto es, unas 600 veces el consumo actual de unos 12 Tw).

Parece un margen grande… pero creciendo el consumo al 2’3% anual, ¡se alcanzaría en apenas 275 años! Y eso ¡cubriendo cada metro cuadrado de tierra con paneles fotovoltaicos –suponiendo implausiblemente que existiesen en el planeta suficientes materiales para fabricarlos! No quedaría tierra disponible para cultivar alimentos o construir viviendas, ni aunque se tratase apenas de minipisos para minieuristas…34

D) Otro cálculo sobre energía. “Todo científico afirmará que el crecimiento indefinido de cualquier parámetro físico es imposible. La utilización de energía en todo el mundo ha aumentado aproximadamente un 3% anual durante los dos últimos siglos. A este ritmo, las actuales 16 teravatios (TW) de demanda energética global se dispararían hasta igualar la producción total del sol en unos mil años, y en el plazo de dos mil años igualarían la energía de los 100.000 millones de estrellas que existen en nuestra galaxia. Pero mucho antes de eso –en los próximos cuatrocientos años- el calor directo generado en la Tierra sería suficiente para incrementar su temperatura superficial hasta los cien grados centígrados, la del agua hirviendo. Se podrían hacer cálculos parecidos sobre incremento de la población, consumo de recursos o cualquier otro parámetro que haya experimentado un crecimiento sostenido durante los últimos siglos. Evidentemente, el mundo ‘normal’ del crecimiento es una anomalía pasajera condenada a autodestruirse de forma natural.”35

Entre 1950 y 2000 la economía mundial se multiplicó aproximadamente por cinco. Pero si continuase creciendo al mismo ritmo ¡en 2100 sería ochenta veces mayor que en 1950! Como señala Tim Jackson, “esta extraordinaria aceleración de la actividad económica no tiene ningún precedente histórico, y está completamente reñida con nuestro conocimiento científico relativo a la base finita de recursos y a la frágil ecología de la que depende nuestra supervivencia”.

36 Como en otras dimensiones de la crisis socioecológica, en lo referente al calentamiento climático se nos escapa la rapidez de los cambios movidos por dinámicas de crecimiento exponencial: nuestra intuición no está a la altura. No nos damos cuenta de lo que está pasando… y además hay poderosos grupos de interés que hacen cuanto pueden para que sigamos sin darnos cuenta.

“En los últimos treinta años [1980-2010, aproximadamente] se ha emitido a la atmósfera una cantidad de GEI equivalente a la mitad de la emitida en toda la historia de la humanidad. Es muy probable que, veinte o treinta años antes del final del siglo pasado, hubiéramos estado a tiempo de encontrar una trayectoria colectiva en términos de emisiones que hubiera impedido llegar hasta aquí, cuando las respuestas ya no pueden ser incrementales y no se producirán, en su caso, sin severos sacrificios. (…) Que todo esto podía ocurrir se sabe desde hace más de cincuenta años, pues ya el presidente Lyndon B. Johnson advirtió del peligro en el Congreso de los EEUU en los años sesenta [del siglo XX]. Sin embargo, décadas de negacionismo sofisticadamente organizado y de freno al pensamiento sistémico como elementos de la expansión ultraliberal programada nos han llevado hasta aquí.”37

La reducción en el uso de energía y materiales necesaria para que las economías de los países ricos fuesen más o menos sostenibles (paliando las desigualdades Norte/ Sur) está alrededor del 90% (según los cálculos del proyecto Towards Sustainable Europe en 1993-1996). Si esto se quisiera lograr con medidas de ecoeficiencia, sería posible –comenta Joachim Spangenberg— en medio siglo, operando con un “factor 10”. Pero si en este tiempo la economía siguiera creciendo al 2% necesitaríamos un “factor 27”, y si creciera al 3% --¡el umbral que suele aducirse para la creación neta de empleo en una economía como la española!— un “factor 45”… El crecimiento exponencial dentro de ambientes finitos plantea problemas que sencillamente no tienen solución. En un planeta finito, con seres finitos como somos los humanos, la sustentabilidad es incompatible con un sistema económico que necesita vender cantidades siempre crecientes de mercancías –sin límite—para subsistir. Puedes tener sustentabilidad, o puedes tener capitalismo, pero no puedes tener ambos a la vez. Para terminar de entender esto, nos hace falta asomarnos a la economía política.

Un poquito de economía política: reproducción ampliada del capital 
Numerosos filósofos, a lo largo de la historia del pensamiento, alabaron las virtudes del comercio como práctica pacificadora y civilizadora de las relaciones humanas. Para llegar a tales conclusiones se centraban en el intercambio de bienes equivalentes, donde cada una de las dos partes remediaba una carencia con el bien que recibía de la otra parte, y ambas anudaban así un vínculo social.

Pero importa aquí subrayar que los intercambios comerciales que no buscan satisfacer necesidades, sino amasar capital, no conducirán a esa socialidad enriquecida. Aquí hay que recordar el clásico análisis de Marx al comienzo del libro primero del Capital: el trueque (intercambio de un bien por otro diferente) representa el método más simple y antiguo de intercambio (podemos simbolizarlo así: M-M*).

El uso del dinero como medio de intercambio supera las limitaciones del trueque, dando lugar a la producción simple de mercancías (“vender para comprar”): MD-M*.

Aquí la suma de dinero D es instrumental para lograr una mejora en la satisfacción que procuran los valores de uso. 38

Pero el cambio crítico ocurre con el siguiente paso histórico, que Marx llama circulación mercantil capitalista (“comprar para vender”): D-M-D*, donde D* representa una suma de dinero mayor que D (es decir, D* = D+ΔD).

39 Aquí el objetivo no es lograr mejor valor de uso, sino la expansión del valor monetario de cambio. La dinámica ya no es la satisfacción de necesidades humanas, sino la valorización del valor –que en su esencia carece de todo límite. “El dinero que con su movimiento se ajusta a ese último tipo de circulación se transforma en capital” (p. 180). Y comenta el economista Herman Daly:
“La desviación del enfoque del valor de uso al valor de cambio [que acontece con la circulación mercantil D-M-D*] es crucial. La acumulación de bienes y valores de uso es autolimitante. (...) [Pero] el valor de cambio de los bienes en general, abstraído en forma de dinero, se torna el centro de la acumulación. No hay nada que limite el valor de cambio abstracto que se puede tener. A diferencia de los valores de uso concretos, que se arruinan o se deterioran cuando se acaparan (debido a la entropía), el valor de cambio abstracto se puede acumular indefinidamente sin costes de deterioro o de almacenamiento. De hecho, el valor de intercambio abstracto crece por sí mismo, dando intereses, y luego intereses sobre los intereses. Marx, y Aristóteles antes que él, señalaron el peligro de este fetichismo del dinero.

(...) En nuestra época este proceso histórico de abstraerse cada vez más del valor de uso ha sido llevado quizás al límite en la así llamada ‘economía de papel’ [o de apuntes electrónicos, más bien: J.R.], que puede ser simbolizada como D-D*, la conversión directa de dinero en más dinero sin referencia a los bienes ni siquiera como un paso intermedio.”40

En los mercados capitalistas se produce, vende e invierte con el objetivo de maximizar los beneficios, y la rueda de la acumulación de capital no cesa de girar. (En una economía ecosocialista se perseguiría, por el contrario, el equilibrio: habría que pensar en algo así como una economía de subsistencia modernizada, con producción industrial pero sin crecimiento constante de la misma.) 41

La ciega dinámica valorización del valor es la fuerza que hoy nos está impulsando con tanta fuerza hacia el colapso socio-ecológico. El capitalismo es la civilización de la hybris. Su dinámica lleva a la destrucción de cualquier clase de barreras que pongan trabas a la generación de beneficios y la acumulación de capital. Si las características fisiológicas de los organismos vivos obstaculizan las estrategias de maximización que se valen de la ingeniería genética, el capital aliado con la tecnociencia tratará de dar el salto a la biología sintética (construyendo organismos nuevos desde su misma base molecular). Si el carácter finito de la biosfera terrestre limita la expansión económica, tratarán de dar el salto al cosmos, escapando del planeta Tierra. Si las capacidades físicas y psíquicas del ser humano son factores limitantes, tratarán de dar el salto más allá de Homo sapiens, promocionando un “transhumanismo” que se valdrá de herramientas cibernéticas, informáticas, biotecnológicas, nanotecnológicas… La cultura capitalista es un grito de guerra contra los límites. La sabiduría de la autocontención le resulta por completo ajena.

La conclusión de este mínimo apunte de “ecología de saberes” podría ser entonces: 
I) hemos de asimilar de verdad la dimensión entrópica de los procesos económicos. 
II) Necesitamos con urgencia transitar hacia formas de economía que no precisen el crecimiento constante, y no sólo eso: ha de decrecer el “transumo” o flujo metabólico (la materia-energía de baja entropía) que estamos empleando para generar bienes y servicios. 
III) Para ello resulta imperativo superar el capitalismo.

Mínimo apunte sobre teoría de sistemas
Los seres humanos somos (igual que los demás seres vivos) interdependientes y ecodependientes. Formamos parte de sistemas complejos adaptativos (ecosistemas)42 y del “sistema de ecosistemas” que es la biosfera, con múltiples bucles de retroacción. ¿Qué son estos?
Una noción básica y central en teoría de sistemas es la de los bucles de retroalimentación o retroacción o realimentación (feedback loops). La idea viene de la cibernética...
“Estamos acostumbrados por la experiencia de la vida a aceptar que existe una relación entre causa y efecto. Algo menos familiar es la idea de que un efecto puede, directa o indirectamente, ejercer influencia sobre su causa. Cuando esto sucede, se llama realimentación (feedback). Este vínculo es a menudo tan tenue que pasa desapercibido.

La causa-efecto-causa, sin embargo, es un bucle sin fin que se da, virtualmente, en cada aspecto de nuestras vidas, desde la homeostasis o autorregulación, que controla [entre otros parámetros] la temperatura de nuestro cuerpo, hasta el funcionamiento de la economía de mercado.” 43

Si son bucles positivos, tienden a hacer crecer un sistema y desestabilizarlo (en esa medida, y si se me permite la broma, los bucles positivos resultan negativos).

Si se trata de bucles negativos tienden a mantener la integridad de un sistema y estabilizarlo. Los primeros son “revolucionarios” y los segundos “conservadores”.

“La realimentación positiva sin límite, al igual que el cáncer, contiene siempre las semillas del desastre en algún momento del futuro. [Por ejemplo: una bomba atómica, una población de roedores sin depredadores...] Pero en todos los sistemas, tarde o temprano, se enfrenta con lo que se denomina realimentación negativa. Un ejemplo es la reacción del cuerpo a la deshidratación. (...) En el corazón de todos los sistemas estables existen en funcionamiento uno o más bucles de realimentación negativa.” 44

Al estar inmersos en estas clase sistemas complejos donde “todo está conectado con todo” (o casi) mediante bucles de realimentación, sucede que --como intuyeron muchas sabidurías tradicionales-- los efectos de nuestras acciones acaban por volver sobre nosotros mismos (aquí cabría evocar incluso la noción hindú de karma). Por lo demás, es la misma dinámica de los sistemas complejos adaptativos la que conduce a las ideas de autolimitación y suficiencia:
“Los sistemas autoorganizados existen en situaciones en las que consiguen suficiente energía, pero no demasiada. Si no consiguen suficiente energía de suficiente calidad (por debajo de un umbral mínimo), las estructuras organizadas no tienen base y no se da auto-organización. Si se suministra demasiada energía, el caos se adueña del sistema, pues la energía sobrepasa la capacidad disipativa de las estructuras y éstas se derrumban. De forma que los sistemas autoorganizados existen en el terreno intermedio entre lo suficiente y lo no demasiado.”45

Ay… cuatro gatos “Primero hay que dar de comer a la gente, luego ya nos ocuparemos del medio ambiente”. Esta manera de razonar ya era falaz hace siete decenios, cuando escribía Aldo Leopold su Sand County Almanac; y hace cuatro decenios, en los debates mundiales que siguieron a la publicación de The Limits to Growth. Pues, amigos y amigas, nos pongamos como nos pongamos ¡somos interdependientes y ecodependientes!
(Por lo demás, para la mayoría de quienes así argumentan lo que de verdad está en juego no es dar de comer a la gente, sino vender mercancías obteniendo su buena tajada de beneficio.)

La mayor parte del (muy minoritario) movimiento ecologista/ ambientalista no es anticapitalista. La mayor parte del (muy minoritario) movimiento anticapitalista no es ecologista.

A unos les falta comprensión de lo que es la acumulación de capital, y cómo condiciona casi todo. A otros les falta comprensión de lo que es el cenit del petróleo, el calentamiento climático y la Sexta Gran Extinción, y cómo condicionan casi todo. En la intersección de esas dos pequeñas minorías tenemos un minúsculo grupo de ecologistas anticapitalistas (que deberían ser también feministas y animalistas) con una comprensión más o menos adecuada de dónde estamos en realidad, de en qué mundo vivimos de verdad. Los llamamos, para abreviar, ecosocialistas.

Somos cuatro gatos. Entre la realidad y la anestesia prefiero la anestesia, sigue diciendo la mayoría.
Anejo: nociones básicas de teoría de sistemas46
En el decenio de los años cuarenta del siglo XX emerge un nuevo punto de vista o "paradigma" (si empleamos este término en sentido laxo) dentro de las ciencias: el enfoque sistémico. Frente al talante analítico y reductivo de la ciencia clásica, el enfoque sistémico pone a la orden del día el estudio de las totalidades complejas.

"La ciencia clásica procuraba aislar los elementos del universo observado --compuestos químicos, enzimas, células, sensaciones elementales, individuos en libre competencia y tantas cosas más--, con la esperanza de que volviéndolos a juntar, conceptual o experimentalmente, resultaría el sistema o totalidad --célula, mente, sociedad-- y sería inteligible. Ahora hemos aprendido que para comprender no se requieren sólo los elementos sino las relaciones entre ellos --digamos, la interacción enzimática en una célula, el juego de muchos procesos mentales conscientes e inconscientes, la estructura y dinámica de los sistemas sociales, etc. (...) La teoría general de los sistemas es la exploración científica de 'todos' y 'totalidades' que no hace tanto se consideraban nociones metafísicas que salían de las lindes de la ciencia"47 .

Frente a la concepción mecanicista del mundo como caos dominante en la ciencia del siglo XIX y de los primeros decenios del siglo XX (según la cual la vida es un producto accidental de procesos físico-químicos, y la mente mero epifenómeno; se trata del paradigma analítico, positivista, mecanicista y unidireccionalmente causal de la ciencia clásica), surge desde este enfoque sistémico una interpretación del mundo como gran organización: como una jerarquía de niveles complejamente organizados. En suma, una interpretación en términos de sistemas. ¿Pero qué son sistemas?

Como primera aproximación, y si se quiere una definición muy sencilla pero no trivial, sistema es un conjunto de elementos en interacción 48

 Explicitemos:
Sistema es una totalidad, compuesta por elementos y relaciones entre estos elementos, en la que las relaciones entre los elementos son más importantes que los elementos mismos. Precisamente éste es el punto de vista que adopta la ciencia ecológica. Así, Ramón Margalef señala que en el estudio de los ecosistemas "interesa más el conocimiento de las relaciones entre los elementos interactuantes que la naturaleza exacta de estos elementos, los cuales son estudiados por alguna otra ciencia que explica sus características en función de las relaciones entre componentes de un orden inferior.

En ecología no hay que preocuparse demasiado por la organización de los seres que forman los ecosistemas y la biosfera entera, y si se desea saber sobre ellos suele acudirse a la información que proporcionan las ciencias que los estudian expresamente como la botánica, la zoología o la bacteriología."49

Por todo ello, podrían enunciarse las siguientes tres propiedades definitorias de un sistema:
(I) está constituido por elementos que mantienen entre sí relaciones de interdependencia, y estos elementos son potencialmente sustituibles por otros de naturaleza similar (sin que cambie por ello la naturaleza del sistema);
(II) la totalidad formada por el conjunto de los elementos no es reducible a la suma de esos elementos (expresado con la vaguedad tradicional, "el todo es más que la suma de las partes");
(III) las relaciones de interdependencia entre los elementos, y la totalidad resultante, son regidos por reglas susceptibles de ser expresadas en términos lógicos, es decir: las relaciones son interpretables bajo un modelo igualmente aplicable a otros sistemas. Se dan isomorfismos entre sistemas que pertenecen a ámbitos a veces muy distintos de la realidad, y por ello los sistemas son esencialmente modelizables (es posible una formulación matemático-axiomática de la teoría general de sistemas). 50

Esta definición es equivalente a la siguiente, ofrecida por el conocido filósofo argentino Mario Bunge:
"Un sistema es un todo complejo cuyas partes o componentes están relacionadas de tal modo que el objeto se comporta en ciertos respectos como una unidad y no como un mero conjunto de elementos. Y un sistema concreto es un sistema cuyos componentes son objetos concretos o cosas. Cada uno de los componentes de un sistema concreto influye sobre algunos otros componentes del sistema."51

Bunge prosigue distinguiendo diversos géneros de sistemas concretos, cada uno de los cuales constituye un nivel de organización de la realidad:

(A) FISIOSISTEMAS como una roca y un campo magnético;
(B) QUIMIOSISTEMAS como una hoguera y una batería eléctrica;
(C) BIOSISTEMAS tales como una bacteria y un banco de coral (recordemos la definición de ecosistema que ofrecimos antes, y la de biosfera como el sistema de los ecosistemas);
(D) PSICOSISTEMAS tales como un pájaro y un mamífero;
(E) SOCIOSISTEMAS tales como una tropa de macacos y una comunidad humana (podemos definir la sociosfera como el conjunto de los sociosistemas);
(F) TECNOSISTEMAS tales como una fábrica y un hospital (y podemos definir la tecnosfera como el conjunto de los tecnosistemas). 52
En ecología suele emplearse la noción de ecosistema más que la de biosistema. Un ecosistema es el conjunto formado por comunidades vivientes de muchas plantas y animales que interactúan en un ambiente físico, el cual proporciona un escenario de características definibles. Todo ecosistema puede interpretarse en términos de la superposición de un ciclo y un flujo: un ciclo cerrado de materia y un flujo abierto de energía, ambos regulados por los organismos vivos a través de los eslabones tróficos (productores, consumidores y descomponedores). El conjunto de los ecosistemas forman la biosfera. Al conjunto de los sociosistemas humanos podemos llamarlo sociosfera. El conjunto de los tecnosistemas humanos es la tecnosfera.

Bunge sugiere dos criterios para reconocer si una cosa u objeto concreto es un sistema:
"Para reconocer si una cosa u objeto concreto es un ente simple, o bien un mero agregado (o conglomerado), o bien un sistema, se puede recurrir a uno u otro de los criterios siguientes.
Primer criterio: una cosa es un sistema si y sólo si se comporta como un todo en ciertos respectos, o sea, si tiene leyes propias en cuanto totalidad.
Segundo criterio: una cosa es un sistema si y sólo si su comportamiento cambia apreciablemente cuando se quita uno de sus componentes o se reemplaza por otro de clase diferente."53
Muy característico de los sistemas es la aparición de propiedades emergentes. Podemos definirlas del siguiente modo:
P es una propiedad resultante o hereditaria de x si y sólo si también algunos componentes de x poseen P; P es una propiedad emergente o colectiva de x si y sólo si ningún componente de x posee P54

 Lo que importa resaltar aquí es que algunas de las propiedades de cualquier sistema son emergentes. Así, por ejemplo, los seres vivos son emergentes respecto de los sistemas bioquímicos, éstos respecto de los químicos, y a su vez éstos lo son respecto de los físicos.
No hay que pensar que la perspectiva o el análisis sistémico se limite a las ciencias llamadas naturales. En sociología, por ejemplo, cabe denominar análisis sistémico a toda investigación, teórica o empírica, que, partiendo del postulado según el cual la realidad social ofrece las características de un sistema, interprete y explique los fenómenos sociales por los lazos de interdependencia y que hacen de ellos una totalidad. 55

En ciencias sociales, el enfoque sistémico conduce a descartar un atomismo que descuida el estudio de las relaciones, o la "física social" que desprecia la especificidad de los sistemas.
"El análisis sistémico (...) ha sido objeto de una importante crítica, formulada por varios autores. Se le ha reprochado --y se le reprocha aún-- el hecho de ser demasiado exclusivamente estático, de situarse fuera del tiempo, de no tener en cuenta el cambio social, las contradicciones y los conflictos inherentes a la vida social; en resumen, de ignorar la dialéctica social. Es cierto que buen número de sociólogos y antropólogos han utilizado el análisis sistémico de una manera susceptible de ser criticada. En sus investigaciones, muchos sociólogos y antropólogos han subrayado harto exclusivamente las relaciones de interdependencia 'armoniosas', las complementariedades entre los diferentes elementos de la sociedad. Pero, como han precisado no pocos autores, no debe achacarse esto al análisis sistémico en sí mismo, sino al uso demasiado restringido que haya podido hacerse del mismo."56
La teoría de sistemas arroja luz sobre objetos de distintas ciencias, y se nutre de resultados alcanzados en diversas ciencias: cibernética, teoría de la información y de la comunicación, diversas disciplinas matemáticas (como por ejemplo la teoría de juegos, la topología, la teoría de grafos, etc), ciencias de la computación, investigación operativa, teoría de la decisión, ciertas ramas de la física, biología, psicología. La ambición es muy grande: se trataría de aplicar el mismo tipo de análisis científico a todos los niveles de la realidad, desde la célula orgánica hasta el universo sociocultural; conseguir la unidad del saber científico sobre la base de un mismo método en todo el ámbito de las ciencias (tanto las ciencias naturales como las ciencias sociales). Esta unificación se derivaría del principio heurístico según el cual encontramos organización en todos los niveles de la realidad.

Como señalé al principio, la teoría de sistemas tiende a generar un punto de vista particular, un punto de vista sistémico: se concibe al mundo como un haz de pautas de comportamiento interrelacionadas que se desarrollan dinámicamente.

La atención del investigador familiarizado con la teoría de sistemas se dirige a las interconexiones, las causaciones y los vínculos recíprocos, las retroalimentaciones. Un desarrollo de la teoría de sistemas que seguramente resultará familiar a cualquier lector o lectora preocupados por cuestiones ecológicas es la dinámica de sistemas creada por Jay W. Forrester y otros investigadores a partir de los años cincuenta del siglo XX: su trabajo está en la base del modelo Mundo 3 que sirvió para elaborar el primer informe al Club de Roma, Los límites del crecimiento (1972).57