el analandés: Ciencia

El ADN es una molécula enorme formada por dos cadenas lineales y antiparalelas en las que se repite constantemente un elemento (nucleótido) de entre cuatro piezas básicas posibles (A,C,G y T: las báses nucleotídicas). Cada molécula de ADN se organiza en una estructura concreta que se llama Cromosoma. Estas moléculas son fundamentales para el almacenamiento y la transmisión de la información.
Mediante las cuatro bases nucleotídicas se codifican todas las instrucciones necesarias para que un ser vivo se desarrolle desde una sola célula, para que las funciones básicas del organismo funcionen concertadamente, para que pueda relacionarse con otros individuos de su especie correctamente y para que el individuo ocupe así su lugar natural, en equilibrio con el resto del ecosistema donde vive.

Cuando una molécula de ADN se replica, ha de gastarse energía. La copia se realiza de tal forma que su información se perpetúa y su integridad molecular se conserva en el tiempo mediante la descendencia, a través de la jerarquía de las estirpes, lo que genera diferentes linajes. De cualquier otra forma, una molécula tan compleja como el ADN dejaría de existir en poco tiempo, desintegrándose rápidamente, como ocurre con toda la materia rica en energía cuando se encuentra disuelta libremente en un medio químico muy activo, como es la célula viva. O quizá duraría algo más, pero al fin moriría sin más. Esto lo sabemos por aplicación de la segunda ley de la termodinámica, especialmente si pensamos en el Universo como un sistema aislado.
La segunda ley, aunque compleja, se resume con facilidad en la siguiente sentencia: el orden en el Universo desaparece constantemente. Lo que en lengua vernácula significa algo tan evidente como: La energía tiende a agotarse constantemente y el Universo en algún momento futuro dejará de funcionar.

Desde el punto de vista matemático, la vida existe porque es capaz de replicarse a mayor velocidad de lo que desaparece. ¿Pero cómo surgió y cómo se perpetúa algo tan ordenado dentro de un sistema que tiende al desorden? El proceso químico no se conoce, pero la física termodinámica nos indica también aquí dos cosas:
1) Un ser vivo no es un sistema aislado, si no abierto, que intercambia materia y energía con el medio.
2) Mientras que el Universo se expande desde un punto casi infinitamente pequeño hasta un volumen casi infinito, la materia y la energía siguen un camino inhomogeneo, repleto de interacciones e intercambios entre ambas.
Este modelo es el planteado en teorías como la del Big-Bang y es muy diferente a otros modos de expansión que podría servirnos de analogía con el Universo: como la expansión de un gas en ausencia de colisiones moleculares, sin reacciones de ningún tipo.

Al tratarse de un camino que no es recto y ordenado, si no incierto y caótico, observamos que la materia de unas partes y otras del Universo en expansión interacciona sin cesar, ocurriendo intercambios de materia y energía entre sus diferentes objetos físicos. Estos objetos de estudio, son fundamentalmente los átomos y las moléculas cuando tratamos de ciencias como la química y la biología, pero pueden tratarse de sistemas planetarios enteros y de otros objetos de mayor cuando se estudian fenómenos astrofísicos, o de menor escala en el caso de la física cuántica.
Todos estos choques e intercamibios, como es lógico, modifican constantemente la estructura del Universo, cada vez más y más, desordenándolo y gastando su energía interna. Cabe suponer que no es infinita y terminará por agotarse. Sin embargo, es importante comprender que existen transformaciones de la materia que acopladas a una fuente constante de energía, que pueden conservar e incluso aumentar el orden de un sistema. Mediante, por ejemplo, ciclos repetitivos de nacimiento y muerte. La vida es uno de esos procesos. Otros procesos de éste tipo son los huracanes o las mareas. El ciclo repetitivo que mantiene la vida en nuestro planeta se centra en la capacidad del ADN para copiarse a si mismo. Para ello es necesario gastar materia y energía que se obtienen del medio.

Solo hace falta resolver un pequeño problema para comprender la vida en todo su misterio: ¿Por qué no desaparece la vida? ¿Por qué, incluso, su complejidad ha aumentado a lo largo del árbol de las especies? ¿No está todo esto aparentemente en contra de la segunda ley de la termodinámica? Primera respuesta, no esta en contra. El desorden aumenta en el Universo, pero localmente, hay estructuras ordenadas que se perpetuan, generando más desorden exterior a ellas, del que mantienen y aumentan en su interior. O dicho en palabras del gran químico Schrödinger: La vida es un cristal inhomogéneo que se alimenta de entropía negativa.

Segunda respuesta: Se basa en la duplicación de la información génica. En cuanto a la primera pregunta ¿Por qué no desaparece la vida? Basta con que la duplicación sea superior a la desaparición. Para ello es necesario conseguir la materia y la energía necesarias para que la duplicación se produzca. ¿De donde se obtienen la materia y la energía? Como apuntaba la abstracta primera respuesta, se obtienen del medio: del ecosistema.
Sabemos que la energía como tal no desaparecerá salvo al final, con la muerte térmica del Universo. Mientras tanto la materia se transforma y la evolución biológica no es más que esto. Para algunos es algo estravagante, porque este camino simple, lleva a la evolución de nuestra maravillosa especie que es precisamente la que se hace las preguntas, pero que como simple que es, hubiera preferido otras respuestas. Respuestas simples de algo que se desea. No verdades físicas del todo intrascendentes a nuestros intereses espirituales. Es lo mismo que decir que el espiritu es una masa de células y nada más. Y eso no se quiere aceptar como definición de espíritu, porque nos hace idénticos a cualquier otro animal. Pero esto es precisamente lo que es el ser humano, nos guste o no.

Otros ciclos termodinámicos diferentes al ciclo de la vida, desaparecen cuando su fuente de materia y/o energía se transforman, como los huracanes o las mareas antes mencionados, aunque al ser ciclos son muy sencillos, siempre vuelven a repetirse. La vida surgió una única vez en la Tierra y desde entonces no ha desaparecido. Su ciclo no ha dejado de funcionar. Su complejidad ha alcanzado cotas que la colocan entre los sistemas más complejos del Universo. ¿Por qué no ha desaparecido nunca?

La vida parece que no tiende a desaparecer. Tiende milagrosamente a sobrevivir. La Biología estudia fundamentalmente el porqué de todas las maravillas: Sencillamente la vida no desaparece porque, hasta ahora, ha sido capaz de transformarse antes de que lo haga por completo la fuente de energía que la sustenta. Agotando los recursos y encontrando múltiples y nuevos modos de acceder a estos o de preservarlos. E incluso generando sus propios recursos: generando ecosistemas robustos y sostenibles. La vida invade sin descanso el espacio físico y los estratos geológicos, allí donde sea posible mantener un ecosistema.
Todo este fenómeno se conoce como evolución biológica y se basa, aunque parezca simplista, en que cuando el ADN se duplica no lo hace de forma literal. Al duplicarse, el ADN sufre modificaciones al azar aquí y allá, suficientemente escasas como para seguir funcionando pero a la vez ser diferente y tener nuevas propiedades, con suerte útiles para evolucionar y generalmente inútiles o simplemente, neutrales.
Aquí esta el misterio resuelto: Cuando la fuente de energía se transforma, el ADN ya se esta transformado. Al menos lo suficiente o en suficientes especies como para adaptarse a la nueva situación. De este modo, al menos de momento, el ciclo de la vida nunca se ha parado.

La consecuencia más importante asociada a este hecho es que no existe la necesidad lógica de una inteligencia para explicar el origen y la evolución de los seres vivos, tan solo la duplicación y el azar. El ADN no ha creado el azar ni lo ha encontrado, siempre ha estado ahí. No existe una razón inteligente para el azar, por su propia definición. Se trata de un hecho imponderable, de naturaleza física simplista y no de un método planeado, ni de una herramienta progamable. Dado que el Universo es inhomogeneo, la perfección en la disipación y la transformación de la energía no existe y esta es la única razón para que exista el azar. Los seres vivos estamos gobernados únicamente por las mismas leyes que el resto de la materia y la energía, no hay otras realidades que estas. Por lo tanto el determinismo, caso de existir, no nos es propio, aunque podría pensarse lo contrario.

La primera persona en darse completa cuenta de que no podemos saber con completa seguridad que pasará, fue sin embargo un determinista convencido: Pierre-Simon Laplace. En consecuencia comenzó a formalizar una nueva teoría matemática: la teoría de la probabilidad. Si no podía predecir algo con exactitud, al menos mediría hasta que punto es probable que suceda.

Es posible que Laplace se equivocara al ser determinista pero con anterioridad a él la física matemática era prácticamente inexistente (de hecho sus teorías son fundamentales en física matemática). El principio de incertidumbre de Heisenberg se demostró experimentalmente y esto es prueba suficiente de la naturaleza indeterminista de la física.
Pero además, recientemente ha sido propuesto un límite computacional para el Universo (Krauss LM y Starkman GD, Universal limits on computation, Astrophysics 2004), que se basa en la entropía máxima del Universo, la velocidad de la luz y el tiempo mínimo para transmitir información a través de la longitud física mínima de Planck. El valor de dicho límite es 2^130 bits.

Para que una inteligencia pudiera diseñar los seres vivos tal y como los conocemos, debería cumplirse que la complejidad de tal diseño sea inferior al límite de computación. En efecto, incluso si fuera posible realizar medidas experimentales con exactitud total (Heisemberg demostró que no) y razonar en términos lógicos con la mayor potencia computacional del universo, aún resultaría necesario que la cantidad de información a procesar contenida en dicho diseño fuera inferior al limite computacional del Universo. Y resulta que la inmensa mayoría de los fenómenos biológicos superan este límite, y por mucho. Por lo tanto, no pueden haber sido computados o predichos por un ser inteligente que exista dentro del Universo.

De haber existido tal diseñador, entonces podemos afirmar sin lugar a dudas que éste jamás planeó la existencia del Hombre sobre la faz de la Tierra. Otra posibilidad es que el diseñador este fuera del Universo. Pero ha creado un universo indeterminista, por lo tanto, se quita a si mismo la posibilidad de diseñar.
Esta sumamente claro: Las especies son por lo tanto una serie de anécdotas puntuales, contingentes al azaroso camino de la evolución biológica. Y debemos aceptar como un hecho científico que el Hombre ha surgido por azar, con o sin Dios. Mediante una evolución biológica que es de naturaleza heurística y no mediante un diseño inteligentemente planeado. Cualquier interpretación contraria tendría que recurrir a la metafísica, y por lo tanto no sería una interpretación científica ni tendría una base esclarecedora, comparada con la confirmadísima Teoría de la Evolución. Por lo tanto la teoría del diseño inteligente, no solo no es una teoría, no solo no esta basada en realidades científicas, no solo es errónea y no solo es imposible. Sobre todo es reducible al absurdo. Sobre todo es absurda.

Y además, la Teoría de la Evolución no se la inventó Darwin. El postuló la existencia de la Selección Natural, y en base a ella explicó su visión personal de la Evolución, la cual es filosóficamente válida y finalmente ha sido científicamente comprobada. Pero existen escritos claramente evolucionistas desde mucho tiempo antes, que no se basan en la Selección Natural, de los cuales citaré solamente la interpretación Taoista del Universo de Lao Tse, hace más de dos mil años. No es una interpretación religiosa, si no puramente filosófica y se basa en la energía y sus transformaciones. Otra cosa es que luego se haya convertido en una religión oriental.

Aunque no sabemos el por qué de la existencia del Universo, si sabemos que la energía rige el destino de la materia. A saber, termodinámicamente, y que si existe. Podemos entender el Ki del taoismo en estas mismas dimensiones científicas. La energía se puede medir y también la utilizamos en algunas de sus formas más básicas y sencillas.
Pero la naturaleza profunda de la energía, no es precisamente algo sencillo de comprender. Debemos responder estas cuestiones fundamentales acerca de la energía: como surgió y por qué, como se maipula y cuales son todas las transformaciones entre sus formas.

Por lo tanto, el sentido de la energía en el Universo es justamente el gran misterio. No la existencia puntual del nuestra especie. Cual es la naturaleza de la energía es pues la gran pregunta. Y controlarla completamente el verdadero reto.
Los seres vivos somos nada más y nada menos que uno de los ejemplos más complejos de la existencia de tal energía. Estamos en sintonía con ella mediante la consciencia, la inteligencia y la capacidad de crear lenguajes. ¿Hasta donde llegaremos? ¿Cual será nuestro legado cuando inevitablemente desaparezcamos? ¿Hasta que punto somos energía?

Daniel Dennett es sin disputa uno de los grandes filósofos vivos. Ha hecho contribuciones decisivas a la filosofía de la mente y a la filosofía de la biología, e interesantes e internacionalmente apreciadas incursiones en la metafísica y aun en la teoría moral. El pasado noviembre publicó un demoledor artículo en el New York Times contra la derecha religiosa norteamericana y su campaña política –apoyada por Bush— en favor de la enseñanza del la llamada teoría del Diseño Inteligente, que trata de colar por la puerta trasera el creacionismo.

En el siguiente enlace se encuentra traducida al castellano una interesante entrevista que Dennett concedió al semanario alemán Der Spiegel el pasado 26 de diciembre.

Entrevista a Daniel Dennet

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¿Por qué ciencia?
Fundamentalmente porque es uno de mis intereses principales en este mundo. Desde niño he sido un científico, después estudié una carrera científica y después he trabajado como investigador en el campo de la Biología Molecualar y la Informática. Sin embargo cuando digo Ciencia, lo digo realmente con mayúsculas. También me interesa la física, las matemáticas, la psicología, la astronomía, la lingüistica... Las diferentes ramas de la ciencia son enormes.

En el escondite del Analandés, el propio Analandés debatirá sobre los temas científicos de más interes para la raza humana. Está y no otra es la intención del blog. ¿Qué conocimientos científicos nos son útiles para ser mejores seres humanos? ¿Cómo podemos comprender mejor nuestra naturaleza humana? ¿Cúales son nuestras fuerzas y nuestras debilidades, y su relación con el Universo? ¿De que manera nos comunicamos y como podemos mejorar nuestras técnicas de comunicación? Y en definitiva, la gran pregunta: ¿De donde venimos y a donde vamos?

Espero que a través de este blog, y sobre todo mediante el estudio profundo de los comentarios que envien los lectores, nuestros conocimientos aumenten y nos sirvan para encontrar juntos el camino correcto en la vía del conocimiento de la naturaleza y la comprensión de nuestro mundo.