La ciencia: una forma de lectura

La ciencia: una forma de lectura

José Luis Villaveces Cardoso

Quiero agradecer la oportunidad que se me da de intervenir en esta sesión solemne de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, que tiene lugar, además, en el hermoso y solemne paraninfo de la Academia Colombiana de la Lengua. Es una grata coincidencia el que estas dos academias se unan en tantos esfuerzos y quiero reflexionar un poco sobre la enorme cercanía que hay entre los propósitos de ellas dos: ciencia y lengua.

De hecho, lo que voy a afirmar es que la ciencia en general, pero sobre todo la ciencia moderna, puede ser vista como una forma de leer el mundo, es decir, como una forma de lenguaje. Tal vez, más estrictamente, es una forma de hablar sobre el mundo y eso hace de ella una lengua. Pero voy a concentrarme en la primera de mis afirmaciones: la ciencia puede ser vista como una forma de leer el mundo.

El pueblo del libro

Es notorio que el nacimiento de la ciencia moderna es más o menos contemporáneo de la invención de la imprenta de tipos móviles hecha por Johannes Gutenberg a mediados del Siglo XV en los albores de lo que llamamos Edad Moderna. Este invento favoreció la reproducción múltiple de los libros: en vez de ser laboriosamente copiados a mano había que escribirlos una sola vez colocando letra por letra en una caja. Esto era una labor ardua y que requería mucha paciencia pero, una vez hecha, la caja, adecuadamente entintada, se podía prensar repetidas veces sobre papel y hacer múltiples copias del mismo texto. Con ello, los libros se imprimieron más rápidamente, bajaron de precio y estuvieron a la disposición de muchas más personas.

Cuando Gutenberg imprimió masivamente la Biblia, la palabra del Señor comenzó a ser asequible a muchas personas que la conocieron y empezaron a meditar sobre ella y pronto se formó un “pueblo del libro”, una comunidad de la palabra escrita. La obra del Creador impresionó a las multitudes y grandes cantidades de personas empezaron a leerla sin necesidad de intermediarios, lo cual tuvo una importancia histórica fundamental.

Pronto se imprimieron muchos otros libros que comenzaron a llenar los hogares europeos. Esta presencia masiva de los libros tiene mucho que ver con una nueva manera de pensar y de concebir el mundo que los europeos llamaron el Renacimiento y la Modernidad.

Los siglos XVI y XVII fueron siglos de cambios importantes en Europa. Los europeos se maravillaron de esos cambios y se autoproclamaron “ilustrados”. A finales del siglo XVIII – al que llamaron, por las mismas razones, “Siglo de las Luces” - entronizaron a la “Diosa Razón”.

La razón y la ilustración abrieron el camino a la búsqueda de la libertad. La libertad de pensamiento y la libertad de expresión se volvieron derechos fundamentales y pronto los regímenes autoritarios comenzaron a tambalear y se dió paso a la búsqueda de la libertad política. Kant, a finales del siglo XVIII en un hermoso trabajo llamado “Respuesta a la pregunta ¿Qué es la Ilustración?” afirmó que la ilustración es la capacidad que tiene el ser humano de gobernarse a sí mismo sin depender de las decisiones de otros y, claramente por esta época, los seres humanos de aquende y allende el Atlántico empezaron a buscar la forma de gobernarse a sí mismos sin depender de las decisiones de otros y originaron las democracias modernas, que se fundamentarían sobre la posibilidad de que todos pudiesen participar en una discusión racional acerca de lo que conviene al bien público, cosa que puede hacerse sólo si todos tienen acceso a la información escrita completa o si todos pueden elegir a algunos representantes que participen activamente en esta discusión. De hecho, el órgano en el cual se reunirán estos representantes a discutir activamente se llamará el Parlamento, el lugar donde se parla o se habla.

«La Ilustración significa el movimiento del hombre al salir de una puerilidad mental de la que él mismo es culpable. Puerilidad es la incapacidad de usar la propia razón sin la guía de otra persona. Esta puerilidad es culpable cuando su causa no es la falta de inteligencia, sino la falta de decisión o de valor para pensar sin ayuda ajena. Sapere aude ¡Ten valor de servirte de tu propio entendimiento! He aquí la divisa de la Ilustración.»

Immanuel Kant, ¿Qué es la Ilustración?

Leer es crear con el autor

La presencia de un pueblo del libro, de un pueblo capaz de leer abrió así el paso a cambios fundamentales que dieron origen al mundo moderno. Un aspecto muy importante resulta del hecho de que la lectura no sea algo pasivo, sino algo activo. Al leer, las ideas no se presentan espontáneamente. El lector debe descifrar y abstraer, debe generar paisajes mentales. El lector participa con el autor en la creación. Y es simbólico que una obra cumbre de la literatura universal que es considerada como la primera novela de la historia y anuncia el nacimiento de la modernidad sea precisamente la historia de un lector que se dedica a crear con los mismos personajes de las obras de caballería que lee, confundiéndose con ellos, y sale a re-crear las mismas aventuras por los campos de La Mancha.

En donde se ve esto de manera más bella es en la poesía. De hecho, la palabra poesía viene del griego ПОІЛЅІЅ: crear. La lectura de la poesía es un acto de creación total junto al autor. Se crean los personajes y los sentimientos. Se crean las ilusiones y las desilusiones. Se co-labora en la creación. Por eso al leer poesía se siente con el autor, se viven los enamoramientos, las tristezas, las alegrías y las desilusiones y la buena poesía con-mueve al lector tanto como conmovió al autor.

La universalización de la lectura tuvo un efecto muy importante. El “pueblo del libro” fue una comunidad que comenzó a hacer uso de la razón de manera colectiva para tomar las decisiones que interesan. De esta comunidad del libro surgieron las reformas a la religión dominante y surgieron las reformas al orden político dominante que se cristalizarían en la revolución norteamericana y la revolución francesa al terminar el siglo XVIII y en las revoluciones de los pueblos hispanoamericanos con las que comenzó el siglo XIX.

Un resultado muy importante de esta nueva disposición de los europeos fue, como ya lo dijimos, la creación de lo que conocemos como ciencia moderna.

Leer el libro de la naturaleza

El nacimiento de la ciencia moderna puede vincularse con el esfuerzo hecho por Nicolás Copérnico de releer el orden de los cielos. Él llegó a la conclusión de que era más fácil interpretar y calcular el movimiento de los planetas si se colocaba al sol en el centro de coordenadas que si se ponía a la Tierra en este centro como había sido la costumbre. Para llegar a esta conclusión necesitó una gran cantidad de observaciones de los movimientos estelares y planetarios y muchos conocimientos de matemáticas. Y casi un siglo después, Galileo Galilei fue el encargado de divulgar y desarrollar las ideas de Copérnico.

En 1623 publica Galileo un libro fundamental “Il saggiatore” (El ensayador) en el cual declara:

“forse stima che la filosofia sia un libro e una fantasia d'un uomo, come l'Iliade e l'Orlando furioso, libri ne' quali la meno importante cosa é che quello che vi é scritto sia vero. Signor Sarsi, la cosa non istá cosí. La filosofia é scritta in questo grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi agli occhi (io dico l'universo), ma non si puó intendere se prima non s'impara a intender la lingua, e conoscer i caratteri, ne' quali é scritto. Egli é scritto in lingua matematica, e i caratteri son triangoli, cerchi, ed altre figure geometriche, senza i quali mezi é impossibile a intenderne umanamente parola; senza questi é un aggirarsi vanamente per un oscuro laberinto.”

Galileo Galilei, Il Saggiatore, (1623)

Y traducimos libremente: “tal vez piensa que la filosofía sea un libro y una fantasía de un hombre como la Ilíada o el Orlando Furioso, libros en los cuales la cosa menos importante es que aquello que está escrito sea verdadero. Señor Sarsi, la cosa no es así.

La filosofía está escrita en este grandísimo libro que continuamente está abierto frente a los ojos (quiero decir, el universo), pero no se puede entender si primero no se aprende a entender la lengua y a conocer los caracteres en los cuales está escrito. Está escrito en lengua matemática y sus caracteres son los triángulos, los círculos y otras figuras geométricas, sin cuyos medios es imposible entender humanamente palabra; sin estos es agitarse vanamente por un oscuro laberinto”.

Lo interesante es que Galileo plantea aquí la posibilidad que tenemos de leer directamente el libro de la naturaleza y nos dice en qué idioma está escrito dicho libro: en el idioma de las matemáticas. El esfuerzo de leer este libro y de matematizar el conocimiento abre la puerta a la ciencia moderna. Kepler y Newton avanzarán en esta dirección y comenzarán a descifrar las leyes fundamentales del movimiento de los planetas y de los astros. Cuando Kepler afirma, en la segunda década del siglo XVII, que “el cuadrado del período de la órbita de un planeta es proporcional al cubo de su eje semimayor”

está descifrando el texto que, según Galileo, colocó el Creador frente a nuestros ojos.

Newton desarrollará una matemática más adecuada que la geometría para la lectura del libro de la naturaleza: el cálculo infinitésimal. Aún está abierta la disputa sobre si fue Newton o si fue Leibniz quien desarrolló este cálculo. Lo cierto es que ambos hicieron alguna contribución y que, en todo caso, fue Leibniz quien hizo las publicaciones seminales sobre este tema. En ciencia se atribuyen las ideas a quien las publica primero y esta es otra vinculación fuerte entre ciencia y lenguaje, en este caso, lenguaje escrito.

Entre los resultados más importantes de la Ilustración estuvo la publicación de L'Encyclopédie (iniciada en 1751) y el estallido de la Revolución Francesa (1789). Entre estas dos fechas transcurrió la vida de Antoine Laurent Lavoisier (1743- 1794) quien publicó, precisamente en 1789, el libro que puede considerarse que dió nacimiento a la química moderna como ciencia, el “Traité élémentaire de chimie”, en cuyo discurso preliminar expresa con claridad la forma en que veía el vínculo que existe entre la ciencia y el lenguaje:

“Cuando emprendí esta obra sólo me propuse desarrollar algo más la Memoria que leí en la sesión pública de la Academia de Ciencias del mes de abril de 1787, sobre la necesidad de reformar y perfeccionar la nomenclatura química.

Pero comprendí mejor al ocuparme de este trabajo, que hasta entonces no había evidenciado los principios establecidos por el abate Condillac en su Lógica y en algunas otras de sus obras. El sentó que no pensamos más que con el auxilio de las palabras; que las lenguas son verdaderos métodos analíticos; que el álgebra más sencilla, más exacta y más adecuada en la forma de expresar su objeto, es a la vez una lengua y un método analítico; en fin, que el arte de razonar no es más que una lengua bien hecha. Y en efecto, mientras que sólo creía ocuparme de la nomenclatura, mientras que mi único objeto era perfeccionar la lengua química, el trabajo se transformó insensiblemente en mis manos, y sin poderlo evitar, en un tratado elemental de química.”¹

Hemos escuchado así a uno de los creadores de la física y a uno de los creadores de la química enunciar explícitamente la relación entre ciencia y lengua.

El mismo Gottfried Wilhelm Leibniz, a quien ya mencionamos, postuló que debía ser posible crear una lengua hábil para expresar con ella todas las verdades: la lingua philosophica. En sus propias palabras, este arte de las combinaciones permitiría encontrar nuevas verdades por procedimientos puramente matemáticos: “Ya que todas las cosas que existen o en las que se pueda pensar están compuestas de partes reales o conceptuales, es necesario que aquellas cosas que difieren lo hagan porque tienen partes diferentes o porque las tienen en disposición diferente”. En esta lengua, si se tuvieran unos cuantos enunciados verdaderos, entonces después, combinándolos adecuadamente, se podrían generar nuevos enunciados verdaderos. La construcción de nuevas verdades podría automatizarse.

Lo interesante es que esto se parece mucho a lo que se desarrolla en química a partir del siglo XIX: teniendo algunas moléculas estables se las puede combinar adecuadamente para generar nuevas moléculas estables. Un ejemplo interesante lo tenemos en los polímeros, esa creación del siglo XIX que ha transformado en tantos sentidos nuestra vida cotidiana. Si tenemos un etileno, tenemos una molécula estable. Podemos unir dos etilenos para formar el dietileno, otra molécula estable. Si unimos tres etilenos tenemos el trietileno, que de nuevo es estable y podemos continuar así hasta tener muchos etilenos unidos, que también nos dan una nueva molécula estable cuyo nombre es, precisamente, el mucho etileno o, mejor, tomando la raiz griega, el polietileno. Sustancia familiar hoy a todos que no existía antes del siglo XIX.

Otro tanto puede hacerse uniendo uno, dos, tres, estirenos, y continuar hasta unir muchos estirenos, para obtener el poliestireno, nueva obra de la creación humana.

Polímeros como el Teflón, la Lycra, el Cloruro de Polivinilo o PVC, por su sigla en inglés, el nylon o poliacrilamida y muchos más, son obtenidos de manera similar, uniendo muchas fracciones de un monómero estable. Son obras de creación de la industria química o, estrictamente, son poesía química, que ha transformado nuestra vida cotidiana.

La lectura del libro de la vida²

La vida es un fenómeno natural sumamente importante. Desde tiempos inmemoriales se ha tratado de entenderla y explicarla. Los químicos de mediados del siglo XIX encontraron en los seres vivos multitud de sustancias que se escapaban al esquema racional que había forjado Lavoisier y propusieron la necesidad de una fuerza vital especial para crear esas sustancias, las que aún hoy llamamos sustancias orgánicas. Sin embargo, un paso fundamental fue la síntesis total de la urea lograda por Wöhler en 1828. Lo fundamental de este resultado es que logró la síntesis de una sustancia típicamente orgánica a partir de sustancias claramente inorgánicas con lo cual se echaba por tierra la idea de que eso sólo podía hacerse mediante la intervención de la fuerza vital.

A lo largo del siglo XIX se fue desarrollando la rama de la química que estudia las sustancias presentes en los seres vivos y así nacieron la química orgánica primero y luego la bioquímica, rama de la química propia del siglo XX. Al comenzar este siglo ya se aceptaba comunmente que el funcionamiento de los seres vivos debería poder explicarse mediante las leyes de la física y la química. Un problema hermoso se planteaba: ¿Cómo explicar las leyes de la herencia y la admirable capacidad de los seres vivos de pasar a su descendencia la información sobre cómo organizarse? Si no hay fuerza vital a la cual achacar esta habilidad, ¿podría explicarse enteramente mediante las propiedades de las moléculas que conforman a los seres vivos? Y era un problema de lectura típico, puesto que había información de los padres que debía ser leída por los hijos para sobrevivir. ¿Cómo entender esto?

Las leyes de la genética habían sido enunciadas por Mendel hacia 1865 y redescubiertas en 1900 de manera que al comenzar el siglo XX captaron la atención de los científicos. Se supo entonces que la información genética estaba empacada en entidades llamadas cromosomas (“cuerpos coloreados”) que se rompían y se volvían a unir en nuevos arreglos cuando se producían las células sexuales. Los genes eran secciones de los cromosomas y era un cambio en un gen lo que producía cambios en los miembros de las especies.

La primera mitad del siglo XX vió la unión de la física, la química y la biología, para explicar el mundo de los átomos, las moléculas y las células. Max Delbrück, nacido en Berlin en 1906, fue uno de los primeros físicos en pasar, a través de la química, hacia la biología. En 1932 asistió a una conferencia dada por Niels Bohr en Copenhague cuyo texto fue publicado en Nature al año siguiente y en la que Bohr afirmó que no había necesidad de invocar una misteriosa “fuerza vital” para explicar la diferencia entre las cosas vivas y las no vivas. De ahí surgió un fuerte interés de Delbrück por estudiar la genética que lo llevó a publicar un texto titulado “Atomphysicalisches Modell der Mutation” (Modelo de mutación basado en la física atómica).

El pensaba que los genes debían ser moléculas muy estables para transmitir con tanta exactitud la información de una generación a la siguiente y, dado el tamaño que mostraban al microscopio, debían ser moléculas muy grandes, probablemente polímeros.

En 1939, el creador de la Mecánica Ondulatoria, Erwin Schrödinger, tuvo que huir de su Viena natal y llegó a Dublin, donde fue cordialmente acogido y comenzó a dictar clases de Física teórica en el University College en noviembre de ese año. Sus primeros dos años como refugiado fueron de tranquilidad aunque se concentró en estudiar los últimos adelantos de la Física. El Trinity College Dublin (TCD) le confirió un doctorado honoris causa y Schrödinger participó en debates, algunos de los cuales le trajeron ciertos problemas por parte de quienes se sentían ofendidos en sus pensamientos religiosos.

El TCD requería que se dieran conferencias públicas anualmente y, en febrero de 1943, Schrödinger decidió dar una serie de tres conferencias con el provocativo título de “What is Life?”. Esas tres conferencias fueron recogidas en un libro con el mismo título publicado por la Cambridge University Press en 1944.

La relevancia del tema para los fines de este texto está en que en esas conferencias y en ese libro, Schrödinger se preocupó explícitamente por el problema de la lectura a nivel molecular. El conocía el trabajo de Delbrúck que hemos mencionado y aceptaba que los cromosomas debían ser polímeros dada su alta estabilidad, pero se preguntaba cómo podía un polímero contener una información tan detallada como la que se necesita para pasar a un individuo de la siguiente generación las instrucciones completas de cómo producir un ser vivo.

Él recordaba que muchos se habían preguntado cómo en ese material tan pequeño que es un huevo fertilizado se podía contener un código que precisara todo el desarrollo futuro del organismo y su respuesta fue que el número de átomos presentes en tal estructura no tiene que ser muy grande para producir un número casi ilimitado de posibles arreglos. Es decir, no es en la cantidad de átomos sino en la cantidad de maneras de ordenarlos donde reside la capacidad de transmitir enormes cantidades de información. Algo parecido a lo que sucede con el lenguaje con el cual escribimos, en el cual con un centenar de signos escribimos prácticamente un número ilimitado de ideas. Y concluía que un gen debe ser un cristal para ser estable, pero un “cristal aperiódico” para poder transmitir información.

En un cristal periódico no se transmite información. Por ejemplo, la línea de texto que sigue es estable pero porta muy poca información:

A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-

Pero la siguiente sí la porta:

M-U-C-H-O-S---A-Ñ-O-S---D-E-S-P-U-E-S-,--F-R-E-N-T-E---A-L---P-E-L-O-T-O-N---D-E---F-U-S-I-L-A-M-I-E-N-

T-O...

Las dos líneas son una sucesión estable de letras, pero la primera, por ser periódica, porta muy poca información. La segunda, por ser aperiódica, sí la porta.

Schrödinger lo puso muy claramente en su libro:

“In calling the structure of the chromosome fibres a code-script we mean that the all penetrating mind, once conceived by Laplace, to which every causal connection lay inmediately open, could tell from their structure whether the egg would develop, under suitable conditions, into a black cock or a speckled hen, into a fly or a maize plant, a rhododendron, a beetle, a mouse or a woman. To which we may add, that the appearances of the egg cells are very often remarkably similar;...”

El libro tuvo un efecto enorme, al plantear la posibilidad de contener una enorme cantidad de información a nivel molecular.

Es especialmente trascendente el efecto que tuvo en un físico, Francis Crick, cuyo interés en la biología fue despertado por la lectura del libro de Schrödinger. James Watson, un biofísico dijo en 1984, que desde el momento en que leyó el libro What is Life? se sintió polarizado hacia encontrar el secreto del gen. En 1951, Watson y Crick se conocieron en Cambridge y se interesaron en la estructura cristalográfica del DNA y, en 1953, usando los resultados cristalográficos de Rosalind Franklin, pudieron construir su modelo de la doble hélice en el que está implícita la idea de la estabilidad de los genes, así como el mecanismo por el cual se replican en la herencia, pero también está la manera en que las bases nitrogenadas pueden ordenarse en una cantidad enorme de formas, que posiblemente carga toda la información necesaria para la vida.

El modelo de la doble hélice y la forma en que está contenido en él el código genético y la posibilidad de replicarse es suficientemente conocido como para que no tengamos necesidad de abundar en él en este texto. Lo que hemos querido subrayar es que es claramente un tema de lectura: hay unas moléculas que contienen una información que es indispensable para la vida, la mantienen con estabilidad suficiente como para que pase inalterada de una generación a la siguiente y se puede replicar sin que se altere. ¿Cómo lograr esto? Esta fue la pregunta que llevó a la conferencia de 1943 en Dublín dada por el creador de la Mecánica Ondulatoria y publicada en un librito que concentró el interés de Wattson y Crick que los llevó a descubrir cómo está escrito el libro de la vida en las moléculas que forman los genes. De esta profunda reflexión sobre la lectura de un fenómeno natural nació nuestra comprensión de la genética molecular que detonó una carrera enorme en la segunda mitad del siglo XX para entender, decodificar y replicar los genes.

Transcribo directamente los siguientes párrafos del libro ya citado de Mukherjee, de las páginas 378 y 379 de la edición en castellano:

“Los días 15 y 16 de febrero de 2001, el consorcio para el Proyecto Genoma Humano y Celera publicaron sus artículos en Nature y Science respectivamente. Ambos eran estudios enormes que casi ocupaban por entero las dos revistas (con sus sesenta y seis mil palabras, el artículo del Proyecto Genoma Humano fue el estudio más extenso publicado en la historia de Nature). Todo gran artículo científico es una conversación con su propia historia, y los párrafos iniciales del artículo de Nature fueron escritos con plena conciencia de la hora de la verdad:

<<El descubrimiento de las leyes de la herencia de Mendel en las primeras semanas del siglo XX desató una búsqueda científica de cuanto pudiera aclarar la naturaleza y el contenido de la información genética, una búsqueda que ha impulsado la biología de los últimos cien años. El progreso científico acaecido [desde entonces] pasó de forma natural por cuatro fases principales, que corresponden aproximadamente a los cuatro cuartos del siglo.

En la primera se establecieron las bases celulares de la herencia, los cromosomas. En la segunda se definieron las bases moleculares de la herencia, la doble hélice de ADN. En la tercera se desveló la base de información de la herencia [es decir, el código genético] con el descubrimiento del mecanismo biológico que permite a las células leer la información contenida en los genes y con la invención de las tecnologías del ADN recombinante, que, aplicadas a la clonación y secuenciación, permiten a los científicos hacer lo mismo.>>

La secuenciación del genoma humano, afirmaba el proyecto, marcó el comienzo de la <<cuarta fase>> de la genética, esto es, la era de la <<genómica>> ( el desvelamiento de genomas enteros de organismos, incluído el de los seres humanos). Hay un viejo enigma filosófico encerrado en la pregunta de si una máquina inteligente podría descifrar su propio manual de instrucciones. En el caso de los seres humanos, el manual ya ha sido completado. Otra cosa es descifrarlo, leerlo y comprenderlo.”

Colofón

El siglo XXI comienza así con la tarea de descifrar, leer y comprender el manual de instrucciones para hacer seres humanos que ya está a nuestra disposición: una tarea de lectura, claramente, que complementa la hermosa aventura comenzada por Galileo cuando nos invitó a leer el libro de los cielos escrito en caracteres geométricos y continuada por Lavoisier cuando creó la ciencia química a partir del esfuerzo de perfeccionar la lengua química. Astronomía, física, química y biología son formas de leer el mundo, que era lo que quería argumentar yo en este breve escrito.

1 El texto está tomado de la versión castellana del libro de Lavoisier “Tratado elemental de química” con introducción, traducción y notas de Ramón Gago Bohórquez, publicado por Ediciones Alfaguara en 1982. Los subrayados son míos. (N del A).

2 Una buena parte de lo expuesto en este apartado está tomado del libro “Erwin Schrödinger and the quantum revolution” de John Gribbin, publicado en 2013 por John Wiley & Sons. Y del libro “The Gene. An Intimate History” de Siddhartha Mukherhjee, publicado en 2016 por Penguin Random House, o de su traducción al castellano “El Gen. Una historia personal” publicada en 2017 por la misma editorial en Bogotá, Colombia.