Apuntes científicos desde el MIT

La semana pasada estaba ojeando la sección “libros que cualquier periodista científico debería leer” en la mini biblioteca que tenemos en la oficina del Knight Fellowship .
Entonces vino mi compañero Ivan Semeniuk y señaló uno en especial:
Ivan: “Chaos! que gran libro…”
Pere: “No lo conozco”
I: “No has leído Chaos??? Deberías hacerlo!”
P: “Pero es antiguo, no? Cuando se publicó?”
I: “En el 85 o 86…”
P: “No voy a leer un libro sobre física del Caos escrito hace más de 20 años… seguro que hay algo más actual”
I: “No importa. ¡Tienes que leer este libro! Es una obra de referencia. No habla sólo de ciencia; explica cómo nació la física del caos, la revolución que significó, el contexto histórico… es una obra excelente para entender el funcionamiento del mundo científico, y está extremadamente bien documentada.”

Estoy enganchado a “Chaos ”, de James Gleick. Luego cuento algo sobre él, pero se me ocurre que podríamos dedicar este post a citar libros que nos hayan impactado, explicando el porqué. Seguro que a todos nos interesará descubrir perlas que no conocíamos, como me ha pasado con Ivan.

¿Cuáles recomendaríais? Por divulgativos, por la idea poderosa que transmiten, por la historia que narran, por ser la mejor referencia de un tema concreto, por ofrecer una visión amplia de la ciencia, por su sencillez, por su profundidad, por inspiradores, por cómo han influido en vuestra forma de pensar, porque consideráis que son una de las obras maestras de la literatura científica… por lo que sea. Que nadie se inhiba.

“Chaos: La creación de una nueva ciencia"
Yo reconozco mi promiscuidad con los libros de ciencia. No los leo igual que una novela. Me salto páginas, a veces capítulos enteros, tengo varios empezados al mismo tiempo, y raramente los termino. Los maltrato con lápiz e incluso bolígrafo. Releo la introducción y el índice varias veces para intentar asimilar la idea principal que el autor quiere transmitir, pero luego, algunos fragmentos me aburren y los abandono, o busco las conclusiones al final de cada capítulo.
En ocasiones me he enamorado de un libro por la idea rompedora y contagiosa que exponen (por ejemplo El gen egoísta), pero una vez superado el “aha! moment”, si los capítulos se van haciendo cada vez más pesados, se repiten, y no logran mantener el nivel de placer, los aparco sin escrúpulos.

Quizás me pase lo mismo con “Chaos”, pero de momento es uno de esos libros que se lee lento, en los que subrayas frases casi en cada página. Me gusta porque entremezcla muchos campos científicos diferentes. Porque explica de manera exquisita el contexto social e histórico de las investigaciones, y el impacto filosófico que supuso el nacimiento de una nueva ciencia. La nueva ciencia que observaba la complejidad del mundo con otra mirada, y que rompía con tres cosas: las barreras entre disciplinas, la ilusión determinista de Laplace, y el reduccionismo como forma de comprender la naturaleza.

Pero si tengo que explicar algo concreto, me quedo con el descubrimiento del “efecto mariposa”. La semilla que dio origen a la física del Caos.

“El aleteo de una mariposa en Pekín puede generar un tornado en Nueva York"
Cuando en los años 50 Von Newman diseñó los primeros ordenadores, una de sus inmediatas aplicaciones fue el estudio de la meteorología. En esa época se pensaba que predecir el tiempo atmosférico con semanas de antelación era sólo cuestión de aplicar las leyes de Newton y tener muchísimo más poder de cálculo. Incluso algunos aventuraban que en el futuro íbamos a dominar el clima y conseguir que lloviera o no a voluntad.
Este planteamiento surgía de una visión determinista de los fenómenos físicos: Si conociéramos al detalle las posiciones y movimientos de todos los elementos que forman parte de un sistema, y las leyes que los afectan, podríamos predecir con exactitud su evolución futura.
Todo el mundo sabía que esto era materialmente imposible, pero el punto clave era considerar que un pequeño error en el cálculo inicial sólo implicaba un pequeño error en el resultado final. Dicho de otro modo: podemos predecir cuando regresará el cometa Halley sin necesidad de afinar a la décima de milímetro su posición actual. Los detalles minúsculos tienen poca relevancia: si un día invitas a café a un amigo, tu economía global futura no se verá muy afectada; a final de mes tendrás 1 euro menos.
La observación de que esta asunción era completamente errónea, y que en algunos sistemas un ligerísimo cambio puede desembocar en impredecibles consecuencias, fue la semilla que dio origen a la teoría del caos.

Edward Lorenz era uno de los científicos que a principio de los años 60 utilizaba ordenadores para intentar desentrañar los misterios de la meteorología. Construía modelos con ecuaciones en las que relacionaba temperatura, presión, velocidad del viento, humedad… y los testaba. Modificaba ciertos valores y observaba cómo afectaban al resultado final que la máquina precedía. Pero un día pasó algo inesperado. Decidió repetir una misma predicción, y por descuido introdujo en un parámetro 0.506 en lugar del 0.506127 que había escrito la primera vez. Parecía un detalle insignificante, pero Lorenz observó desconcertado cómo poco a poco las predicciones meteorológicas se iban diferenciando más y más, hasta hacerse completamente distintas a las pocas semanas. Lorenz acababa de destrozar el sueño determinista de sus colegas meteorólogos al demostrar que el ligerísimo cambio provocado por el aleteo de una mariposa en Pekin puede desembocar en un evento radicalmente imprevisible como un tornado en Nueva York.
Pero la contribución más importante de Lorenz no fue establecer que la naturaleza estaba rodeada de caos y desorden, sino continuar investigando hasta descubrir que en lo más profundo de los sistemas caóticos, en realidad se oculta un cierto tipo de orden. La complejidad tenía leyes internas, pero para descubrirlas, era necesario diseñar una nueva ciencia que intentara comprender el todo como mucho más que la suma de las partes.
Lorenz y muchos otros científicos construyeron ecuaciones y herramientas matemáticas inexistentes hasta el momento. Empezaron a encontrar patrones que se repetían en sistemas tan diferentes como la meteorología, la población de especies, el funcionamiento de las células cardíacas, los mercados bursátiles… sistemas aparentemente gobernados por el caos y el descontrol, pero que poseían una lógica interna y en los que emergían una serie de propiedades comunes. Éste fue en origen de la física de la complejidad, que desde entonces ha ido abarcando nuevos campos como Internet, las interacciones entre genes, el crecimiento de las ciudades, la gestión del tráfico, el desarrollo del lenguaje, la aparición de novedades en el proceso evolutivo, el funcionamiento del cerebro… una disciplina apasionante, con una cautivadora visión holística, cuyo objetivo es encontrar el orden que se oculta dentro el caos.

Disculpad por la extensión. Quizás os seguiré hablando de “Chaos”, -el tema da para un libro entero ;) -, pero insisto: de verdad me gustaría que este post quedara como un sitio donde ir compartiendo aquellos libros de ciencia a los que tengamos cariño, respeto, o admiración.

Edward Wilson empezó su charla con una idea poderosa: “de la misma manera que losfísicos están intentando conciliar la teoría cuántica con larelatividad, en biología debemos empezar a pensar en una unificación dela biología molecular con la ecología”.
Estaba preparando el terrenopara una posterior crítica al excesivo reduccionismo genético que segúnél impera en el estudio evolutivo de la conducta animal.

E. O. Wilson es posiblemente el científico más carismático de Harvard. Sin duda elmás inspirador. Representa la figura del naturalista por excelencia,alguien que al minuto te contagia su amor por la comprensión científicade la naturaleza y la necesidad de su conservación. Habla con pasión debiodiversidad, de que vivimos en un planeta todavía inexplorado, delproyecto “la enciclopedia de la vida”, de insectos sociales, de feromonas, y de nuestra relación con el mundo natural…pero en esta ocasión tocaba discutir sobre otra de sus grandesaportaciones: la sociobiología, es decir, el estudio de loscomportamientos sociales desde una perspectiva biológica.

Permitidme que contextualice, simplificando quizás demasiado, y cometiendo el grave pecado de saltarme toda la evolución a nivel de microorganismos.

Cómo actúa la selección natural

La idea fundamental de la teoría de la evolución por selección natural es conceptualmente sencilla: nacen muchos individuos, pero sólo los mejor adaptados al entorno en que se encuentren son capaces de sobrevivir y trasmitir sus características físicas a la siguiente generación. Las gacelas más rápidas son las que escapan de los felinos.

Pero avancemos un poco: llegar a viejo no es lo más importante. El propio Darwin observó algunos rasgos cuya función para la supervivencia no era evidente. Si la cabellera de los leones fuera imprescindible, también la tendrían las leonas, o ¿dónde va el pavo real macho con una cola tan tediosa, que le hace más vulnerable a sus depredadores? La conclusión es que el verdadero objetivo en la evolución no es sobrevivir sino dejar descendencia, y la selección sexual también diseña los cuerpos para ser atractivos.

Vayamos un poquito más lejos: no sólo el cuerpo se adorna y adapta al entorno, el comportamiento animal también está sujeto a las leyes de la selección natural. Si nos centramos en humanos, la psicología evolutiva estudia hasta qué punto el entorno en el que vivieron nuestros ancestros ha ido configurando genéticamente nuestras emociones para guiarnos hacia la supervivencia y el éxito reproductivo.

Permitidme que deje un artículo que publiqué hace tiempo, por si alguien quiere deteneros más en estos planteamientos.

Altruismo y sociobiología

Dando un nuevo paso nos encontramos con la sociobiología de Edward Wilson.
Las conductas altruistas observadas en ciertas especies, a priori no deberían estar favorecidas en el crudo mundo de la selección natural. Pero si en un grupo los individuos colaboran, tienen más posibilidades de sobrevivir que en otro en que sus miembros compitan.
El problema es que dicho de esta forma, parece que la selección natural pueda actuar en beneficio del grupo, y el consenso actual dice que sólo actúa si existe un beneficio genético asociado.

Aquí es donde se centró la conversación entre Edward Wilson y Marc Hauser , que representa uno de los puntos claves dentro del estudio de la evolución: ¿a qué nivel actúa la selección natural?

En los años 60 y sobretodo con la llegada de “el gen egoísta” de Richard Dawkins, se impuso la idea de que la evolución actúa siempre a nivel genético. Son los genes los que buscan reproducirse, el individuo es un mero portador. Aplicado a la sociobiología, el altruismo aparente de ciertos animales sociales es en el fondo un egoísmo genético encubierto: Un individuo ayuda a otro porque comparte parte de sus genes. Cuando una hormiga estéril arriesga su vida defendiendo a la colonia, está defendiendo sus genes de forma indirecta.

Edward Wilson defendió esta interpretación al principio. Pero ahora se revela. Durante la charla y en el artículo que acaba de publicar, aseguró que según sus últimos datos y modelos matemáticos, el egoísmo genético como única explicación de la conducta animal es una visión simplista. Con todo lo que sabemos de las leyes de la complejidad y la emergencia, debemos tener una concepción más holística de la biología. Wilson considera que hay evidencias suficientes para aceptar que las adaptaciones a nivel puramente de grupo también juegan un papel muy importante en la evolución del comportamiento social, y que es necesario reinterpretar los fundamentos teóricos de la sociobiología.

Posiblemente este es una discusión demasiado interna entre los evolucionistas, pero sin duda es una de las más activas. El otro gran debate es el interminable nature vs nurture, o si en nuestro comportamiento pesa más la carga genética con la que nacemos, o el entorno en el que vivimos. Es un debate que se puede terminar rápido diciendo que ambos influyen, o resultar infinito cuando se intenta afinar el peso relativo de genes y entorno en temas específicos como la inteligencia, la conducta violenta, la tendencia sexual o incluso las normas morales.
Quizás es materia para un futuro post, porque en enero entrevistaré a Marc Hauser sobre su interpretación de la moralidad desde el punto de vista biológico. Pero si queréis, podemos empezar a opinar.

¿Vosotros sois máquinas de supervivencia, autómatas programados a ciegas con el único fin de perpetuar los egoístas genes que albergáis en vuestras células?