martes, 8 de septiembre de 2009
"¡Obvio!": los fanáticos del sentido común
martes, 1 de septiembre de 2009
El gigante y el enano

Jaymie Matthews, astrofísico canadiense, llega al Liceo Samuel Sáenz de San José, Costa Rica, a las 10:50 de la mañana del sábado 29 de agosto bajo un cielo de nubes plomizas. Con algo de dificultad, extrae su considerable masa del interior de la camioneta que nos trajo desde nuestro hotel. Con él venimos Modesto Tamez, del museo de ciencias Exploratorium, de San Francisco, y yo. Los tres tenemos conferencias que dar en el Congreso Nacional de Ciencias y Estudios Sociales, que organiza la Fundación Cientec de Costa Rica.

martes, 25 de agosto de 2009
Teorías irrefutables
Cuando era niño, además de los coches, me gustaban los pianos (y me siguen gustando). Me encantaba averiguar detalles técnicos y comparar marcas. La marca más prestigiosa —el Rolls Royce de los pianos, digamos— era Steinway y siempre he soñado con tener uno de esos monstruos alados que son los pianos de concierto de esa marca.
En cierta ocasión alguien me contó (o lo leí) que para probar la calidad de los pianos Steinway los técnicos de la fábrica la emprendían a macanazos contra el teclado, curioso método de control que, hoy me doy cuenta, hubiera dejado hecho fosfatina a cualquier instrumento, fabricado por Steinway o no. Pero a los 14 años me lo creí a pie juntillas. ¡Qué máquinas tan maravillosas! Seguramente los pianos que sobrevivían a semejante azotaína debían de ser instrumentos de la mejor calidad. ¡Cómo ansiaba yo ponerle las manos encima a un Steinway!
Hay una tira cómica del caricaturista estadounidense Bill Waterson en la que Calvin, un niño de cinco años bastante precoz y latoso, le pregunta a su padre cómo hacen los ingenieros para determinar el peso máximo que soporta un puente. “Pues hacen pasar camiones cada vez más pesados”, contesta el padre, “hasta que el puente se cae. Luego lo vuelven a construir y ya está”. ¡Imagínense, si fuera cierto, el día en que probaron la resistencia del Golden Gate!
Estos dos métodos de control de calidad pueden parecer absurdos, pero no están muy alejados de los que emplean los científicos para probar sus ideas. Poner a prueba las ideas de uno no es usual en otras profesiones. Por ejemplo, no me imagino a un abogado ni a un político de los comunes y corrientes haciendo pasar camiones pesados por los puentes de sus convicciones. Los científicos, en cambio, le apuestan todo a los resultados reproducibles, los que sus colegas pueden ir a comprobar cuantas veces quieran. Los científicos, por lo general, no discuten sólo para ganar. Disfrutan la victoria como cualquiera, pero ganar no es lo más importante para la ciencia (aunque pueda serlo para la promoción del científico); lo importante es enfrentar ideas. En el debate científico sólo las ideas más aptas sobreviven. Los conceptos endebles perecen.
El filósofo de la ciencia Karl Popper escribió: “El que ansía tener la razón malinterpreta la ciencia, pues no es el poseer conocimiento ni verdades irrefutables lo que hace al hombre de ciencia, sino el buscar la verdad con persistencia y actitud crítica” [The Logic of Scientific Discovery, en The World Treasury of Physics, Astronomy, and Mathematics, p. 800]. Popper también escribió: “Quienes no están dispuestos a exponer sus ideas al peligro de la impugnación no participan en el juego de la ciencia” [p. 799]. Wolfgang Pauli, uno de los fundadores de la mecánica cuántica, contrató en cierta ocasión a un asistente cuyo trabajo consistía en rebatir constantemente las ideas de su patrón con los argumentos más sólidos. Lo mismo que los guerreros de antaño, el científico valora a un contrincante digno.
Un terremoto que deja en pie un edificio entre otros en ruinas demuestra la resistencia de éste. Los científicos someten constantemente sus teorías a terremotos conceptuales para probar su solidez. He aquí la opinión de Popper otra vez: “Jamás sostenemos nuestras hipótesis dogmáticamente. Nuestro método de investigación no consiste en defenderlas para demostrar cuanta razón tenemos. Al contrario, tratamos de echarlas por tierra” [p. 798].
Karl Popper es el padre intelectual de la idea de falsabilidad de las hipótesis científicas. Sostiene que, para que una proposición pueda considerarse como científica (aunque no por científica verdadera), debe formularse de tal manera que, si es falsa, se pueda demostrar que lo es. Esto contrasta con la idea tradicional de que las teorías científicas tienen que ser verificables, pero permite basar el edificio de la ciencia en fundamentos más sólidos. Por ejemplo, la proposición “la energía se conserva” es un enunciado científico válido según el criterio de Popper porque está expresado en una forma en que se puede rebatir. Un solo caso en que no se cumpla bastará para refutarla. El principio de conservación de la energía tiene más de 100 años de formulado. Hasta la fecha no hemos encontrado un solo caso en que no se cumpla. El concepto de falsabilidad de Popper permite construir principios científicos muy sólidos: la conservación de la energía se podría refutar, pero eso no ha sucedido. Cuantas más pruebas resiste, más seguros estamos de que la energía se conservará incluso en circunstancias en las que no hemos demostrado explícitamente que el principio se cumpla.
Los científicos invierten más que simple dinero en las ideas que aceptan. Lo que está en juego es su capacidad de hacer contribuciones útiles a la ciencia en el futuro, su visión del mundo y su equilibrio interior. El filósofo contemporáneo Daniel Dennett escribe: “Yo sólo puedo decir que amo suficientemente al mundo como para querer saber la verdad acerca de él” [Darwin’s Dangerous Idea, nota de la p. 82]. Igual que Dennett, los científicos, profesionales o aficionados, amamos tanto al mundo que no queremos verlo a través de cristales demasiado empañados, de modo que, a la hora de seleccionar nuestras verdades --nuestros pianos y puentes-- somos muy cautelosos. “Los verdaderos filósofos son como los elefantes, que al andar nunca ponen la segunda pata en el suelo sin que la primera esté firmemente apoyada”, escribió en 1686 Bernard de Fontenelle, uno de los primeros divulgadores de la ciencia, refiriéndose a los filósofos naturales, como se llamaba en su época a los científicos [Entretiens sur la pluralité des mondes, texto electrónico]. Ir con tiento por el mundo no es tarea fácil, pero en recompensa podemos tener la seguridad de que nuestros pianos son Steinway y nuestros puentes el Golden Gate.
martes, 11 de agosto de 2009
La revolución mamífera
martes, 4 de agosto de 2009
El verdadero pecado de Frankenstein
martes, 28 de julio de 2009
Ojo del cíclope: el Gran Telescopio Canarias

Encaramado en la dorsal de una sierra que se eleva 2400 metros sobre el terreno circundante, el Gran Telescopio Canarias destaca entre los otros domos del Observatorio del Roque de los Muchachos como un hongo gigante en un campo de champiñones con su cúpula plateada que espejea al sol de la isla española de La Palma, en el archipiélago de las Canarias.
La estructura, alta como una catedral, pero más espaciosa, alberga uno de los telescopios más grandes del mundo. El ojo ciclópeo del Gran Telescopio Canarias es un espejo de 10.4 metros de diámetro, dividido como un mosaico en 36 segmentos hexagonales de 470 kilos cada uno. Están hechos de Zerodur, cerámica vitrificada que resiste sin deformarse apreciablemente los cambios de temperatura. Sus superficies han sido aluminizadas y pulidas hasta un límite de error de 15 nanómetros, lo que significa que se desvían de la forma planeada en menos de un tresmilésimo del diámetro de un cabello. Construir el telescopio y el edificio les ha llevado nueve años –sin contar planeación y diseño—a los científicos y técnicos de cuatro instituciones: el Instituto de Astrofísica de Canarias (del Ministerio de Ciencia e Innovación de España), la Universidad de Florida, el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, de México, y el Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México.
De la luz de los objetos celestes que llega a la Tierra se puede extraer mucha información. Pero esa información se enreda y se hace difícil de leer cuando la luz atraviesa la atmósfera del planeta: las nubes, las corrientes y los continuos cambios de temperatura que agitan las capas de aire llenan de borrones las interesantes historias que vienen escritas en esa luz. Por eso los telescopios terrestres se construyen en tierras altas y sitios de buen clima, donde la turbulencia atmosférica es mínima. Las cimas áridas de los volcanes y calderas de las islas Canarias son una de las mejores ubicaciones del mundo para la astronomía. El texto llega a tierra con menos erratas y en una plana menos arrugada.
Pero arrugas sigue teniendo. Para corregirlas, los instrumentos del Gran Telescopio Canarias se equiparán con un sistema de óptica adaptativa. Una computadora analiza la imagen una estrella de referencia elegida entre las que se vean en el campo de observación. A partir de este análisis, la computadora calcula correcciones 700 veces por segundo y las transmite a un sistema de pistones, llamados actuadores, que aplican presión en distintos puntos de los espejos para deformarlos ligeramente, como un plano de agua erizado por el viento. La óptica adaptativa suprime las distorsiones de la atmósfera. Hoy en día, los telescopios terrestres equipados con esta tecnología novedosa no les piden nada a los telescopios espaciales, e incluso llegan a superarlos en algunas tareas.
Si el espejo primario del telescopio es como la pupila del ojo del cíclope –un verdadero abismo abierto a la luz del cosmos— los instrumentos de observación son la retina que capta la luz y la analiza para extraerle la información que se desee. El primer instrumento del Gran Telescopio Canarias es un aparato analizador de luz llamado OSIRIS, que desarrollaron en conjunto el Instituto de Astrofísica de Canarias y el Instituto de Astronomía de la UNAM. Con OSIRIS se puede leer en la luz datos como la composición química del objeto que la emitió, la distancia a la que éste se encuentra y la velocidad con la que se acerca o se aleja de la Tierra. Con estas capacidades, el tiempo de observación del Gran Telescopio Canarias –asignado a diversos grupos de investigación que sometieron propuestas para aprobación de un comité especial— estará dedicado a observar estrellas formándose entre la bruma de inmensas nubes de gas en otras galaxias, buscar planetas girando alrededor de otras estrellas de nuestra propia galaxia –sobre todo planetas parecidos al nuestro— analizar sus atmósferas para ver si pueden albergar vida, caracterizar esa misteriosa sustancia llamada materia oscura que moldea las galaxias y quizá la estructura misma del cosmos, y a explorar las regiones más remotas que se pueden ver con un telescopio terrestre, que son también las más antiguas, para reconstruir mejor la historia de la formación del universo.
Si quieres usar el GTC, tienes que ser de una institución española, mexicana, o de la Universidad de Florida. Luego tienes que presentar un proyecto de observación que diga qué quieres observar y para qué, así como instrucciones precisas para hacer la observación necesaria (que incluyan las condiciones en las que conviene llevarla a cabo). Un comité evalúa tu proyecto. Si lo acepta, se te asigna tiempo de telescopio, aunque no en fechas fijas: tu observación se va haciendo según se vayan presentando las condiciones adecuadas tanto de estado del tiempo, como de gestión del telescopio. Puedes viajar a Canarias para hacer tu observación. El GTC, como todo observatorio, tiene instalaciones para albergar investigadores --una especie de hotel astronómico. O bien, puedes dejar que los técnicos del observatorio hagan tu observación. Los datos se guardan en el servidor del GTC y los puedes usar exclusivamente durante cierto tiempo, al cabo del cual los datos pasan al dominio público. Eso sí: cuando publiques tu investigación, no debes olvidar dar crédito. Se recomienda que, en una nota, pongas "esta investigación se llevó a cabo con datos obtenidos por medio del Gran Telescopio Canarias".
Hace 400 años, en 1609, Galileo Galilei oyó hablar por primera vez de un aparato que se vendía en las ferias y mercados de Holanda. Era un tubo metálico con lentes en los extremos que servía para ver cercanas las cosas lejanas. Sin tener uno a mano, Galileo se puso a reflexionar y a hacer pruebas. Al cabo del tiempo construyó su propio anteojo, como se llamaba entonces el aparato. Luego lo fue perfeccionando y a principios de 1610 lo dirigió al cielo. Con esto, el telescopio dejó de ser un juguete con posibles aplicaciones militares y se convirtió en instrumento para la investigación científica. El Año Internacional de la Astronomía, que estamos celebrando en 2009, conmemora este acontecimiento.
Lo que vio Galileo en el cielo nocturno podría ser motivo de otra historia. La que contaremos hoy es la del más reciente heredero del instrumento de observación astronómica más avanzado del siglo XVII: el más avanzado de hoy, que se inauguró esta mañana con la presencia de los reyes de España, de representantes de la comunidad astronómica internacional, de los directores de las instituciones participantes, y en particular del rector, José Narro Robles, y del director del Instituto de Astronomía de la UNAM, José Franco. No me puedo imaginar mejor manera de celebrar el Año Internacional de la Astronomía y los 400 años de la introducción del telescopio como herramienta para el conocimiento.