25GRANDES

IDEAS

LA CIENCIA QUE ESTACAMBIANDO NUESTRO MUNDO

ROBERT MATTHEWS

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Traduccion deMaria Jose Hernandez

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ESPASA (c) FORUMEdicion original: 25 Big Ideas, de Robert MatthewsTraduccion del ingles: Maria Jose HernandezRevision cientifica: Jordi Mur PetitScan, edicion y conversion a EPUB: (c) 2013 NGP, Nacho Garcia. (c) Robert Matthews, 2005(c) Espasa Calpe, S. A., 2007Diseno de coleccion y cubierta: TasmaniasIlustracion de cubierta: Getty Images/D. S. RobbinsRealizacion de cubierta: Angel Sanz MartinDeposito legal: M. 10.207-2007ISBN: 978-84-670-2414-2Liberados todos los derechos. Se permite reproducir, almacenar ensistemas de recuperacion de la informacion y transmitir algunaparte de esta publicacion, cualquiera que sea el medio empleado —electronico, mecanico, fotocopia, grabacion, etc.—, aun sin elpermiso previo de los titulares de los derechos de la propiedadintelectual.Espasa, en su deseo de mejorar sus publicaciones, agradeceracualquier sugerencia que los lectores hagan al departamentoeditorial por correo electronico: sugerencias@espasa.es Impreso en Espana / Printed in Spain Impresion: Huertas, S. A.Editorial Espasa Calpe, S. A. Complejo Atica - Edificio 4 Via de lasDos Castillas, 33 28224 Pozuelo de Alarcon (Madrid)

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Para Auriol, Ben y Theo

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Indice

IntroduccionNOSOTROS Y LOS OTROS1 - Conciencia2 - Teoria del pequeno mundo3 - Teoria del juegoHACER LO IMPOSIBLE4 - Inteligencia artificial5 - Teoria de la informacion6 - Vegetales modificados geneticamenteVIDA7 - Out of Africa (Nuestro origen africano8 - Naturaleza versus cultura9 - El gen egoista10 - Catastrofismo11 - Tectonica de placasMATEMATICAS QUE CUENTAN12 - El teorema de Bayes

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13 - Caos14 - Automatas celulares15 - Teoria del valor extremoEN LA SALUD Y EN LA ENFERMEDAD16 - Medicina basada en pruebascientificas17 - EpidemiologiaLA FISICA DE LA REALIDAD18 - Relatividad especial19 - Entrelazamiento cuantico20 - El modelo estandar21 - La teoria del todoEL UNIVERSO Y NUESTRO LUGAR ENEL22 - El Big Bang23 - Energia oscura24 - Universos paralelos25 - El principio antropicoY despues, ?que?GlosarioReferencias bibliograficas

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Indice onomastico

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Introduccion

Mientras terminaba este libro, algunos cientificoshabian iniciado una campana para advertir a lagente de una pelicula estadounidense de bajopresupuesto sobre la vida, el Universo y todo. Lapelicula se llamaba What the Bleep Do We Know?(?!Y tu que sabes!?, en la version espanola), ymezclaba documental y ficcion para transmitir elmensaje de que desconocemos mucho denuestro Universo.

?Algun cientifico podria discutir esto? A vecespueden ser algo arrogantes, pero ni siquiera elfisico mas exaltado afirmaria que posee todas las

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claves del cosmos. Aun asi, algunos de ellos sesintieron impulsados a publicar advertenciaspublicas sobre la pelicula, calificandola de muydiversas maneras, desde pretenciosa(<<<atroz>>>) hasta oscuramente alarmante(<<<Es una obra muy peligrosa>>>).

Evidentemente, era una pelicula que habia quever. Sin embargo, en los veinte primeros minutosno pude hallar la razon de tanto alboroto. Varioscientificos hacian declaraciones bastante inocuassobre la manera en que los nuevosdescubrimientos estaban revelando que elUniverso era mucho mas extrano de lo que sehabia supuesto.

Cuando la pelicula empezo a describir algunos deestos descubrimientos, comence a ver a que sedebia tanto escandalo; por ejemplo,descubrimientos como la capacidad de lasmoleculas de agua de ser afectadas por el

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pensamiento. Con anterioridad habia oidorumores al respecto: al parecer, un investigadorjapones habia demostrado que la propia formade una molecula de agua podia ser alterada demanera radical simplemente con lospensamientos de las personas que estaban a sualrededor. Sin embargo, cuando la peliculadescribia este descubrimiento asombroso, todo loque daba como pruebas eran unas cuantasimagenes de cristales de hielo que tenian unaspecto hermoso despues de haber sidobendecidos por un monje budista y adoptabanuna apariencia fea despues de haberlos expuestoa una persona con mal humor.

A mucha gente este tipo de pruebas le parecianbastante convincentes. Son inmediatas, claras ycapaces de suscitar amplias sonrisas yexclamaciones como: <<<!Es alucinante!>>>.Sin embargo, entre los cientificos la respuestatipica era: <<<!A otro perro con ese

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hueso!>>>. Se a que se refieren. Ciertamente,la idea de que el agua sea afectada por lospensamientos es una afirmacion asombrosa conenormes implicaciones. Sin una explicacion obvia,tambien suscita la posibilidad de que nuevasfuerzas radicales esten actuando en el cosmos.Pero antes de entusiasmarnos, estaria biencontar con algunas pruebas aceptables de que elefecto es real. Y unas bonitas imagenes decristales, indudablemente bellos, distan mucho deser una prueba.

En la pelicula aparecian muchas otrasafirmaciones igual de estramboticas, junto conpruebas debiles para respaldarlas. Pero aunquepuedo entender por que tantos cientificos seindignaron con la pelicula, creo que en realidad noentendieron. El problema real es que susafirmaciones no eran suficientemente singulares.

?Moleculas de agua afectadas por fuerzas

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misteriosas? Olvide a los monjes budistas ypiense en esto: las moleculas de agua deben suspropiedades a una forma de energia que apareceliteralmente de la nada, que parece estarrelacionada con una fuerza que ahora impulsa laexpansion de todo el Universo. Y las pruebas sonalgo mas que unas cuantas imagenes bellas: sonel fruto de decadas de investigaciones en loslaboratorios y observatorios de todo el mundo.

La verdad es que ahora se estan haciendodescubrimientos que prueban sin lugar a dudasque, como afirma la pelicula, el Universo esmucho mas extrano de lo que se haya podidopensar. Los astronomos han encontrado que elUniverso esta constituido por un tipo de materiadesconocida, y es impulsado por una fuerzamisteriosa a la que se conoce solo como<<<energia oscura>>>. Mientras tanto, losfisicos han descubierto un fenomeno singulardenominado <<<entrelazamiento>>>, en el que

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los atomos se mantienen en contacto intimo einstantaneo con los demas, incluso aunque estenseparados por miles de millones de anos luz.Muchos fisicos teoricos creen ahora que nuestrovasto Universo es solo una minuscula parte deun multiverso infinito. Algunos piensan incluso quela presencia de universos paralelos ya se hadetectado en el laboratorio.

Los descubrimientos a una escala mas humanano son menos sorprendentes. Losneurocientificos han hallado pruebas de quenuestra percepcion consciente de losacontecimientos tiene un retraso de mediosegundo aproximadamente respecto a larealidad; retraso que no percibimos porque escorregido a proposito por nuestro cerebro. Losantropologos creen ahora que han identificado losorigenes de los seres humanos modernos, ycomo —y por que— dejaron su tierra natal parapoblar el mundo. Completando el circulo cosmico,

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algunos teoricos afirman haber encontradorelaciones entre la existencia de los sereshumanos —y de toda la vida en la Tierra— y eldiseno fundamental del Universo.

Este libro describe todos estos descubrimientos ymuchos mas. Cada uno de los veinticincocapitulos es independiente, y pueden leerse encualquier orden. Mi proposito no era solo llevar alos lectores a los propios limites del conocimientocientifico. Tambien pretendia dar ciertas pistassobre la forma en que se esta desarrollando laciencia, describiendo el camino, a veces tortuoso,que ha llevado a realizar descubrimientos clave.Con demasiada frecuencia, el proceso cientificose interpreta como cierto tipo de maquina en laque se vuelcan las observaciones objetivas y dela que surgen verdades infalibles. Los siguientescapitulos dejan claro que la realidad es muydiferente. Pese a lo que algunos de susmiembros mas distinguidos nos hayan querido

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hacer creer, la ciencia es un esfuerzo humano,salpicado —y esto es lo mas fascinante— deincertidumbre y subjetividad.

De nuevo, pese a lo que nos quieren hacercreer, la ciencia no muestra signos de llegar a sufin. Por el contrario, parecemos estar mas lejosque nunca de la omnisciencia. Ahora esta claroque muchos fenomenos naturales, si no lamayoria, nunca podran ser conocidos con laprofundidad que se considero posible. Laaparicion de los conceptos de caos y deincertidumbre cuantica han establecido limitesineluctables a lo que se puede conocer. Muchosde los siguientes capitulos destacan tecnicas —como la inferencia bayesiana y la teoria de losvalores extremos— que nos permiten sacar elmaximo partido a lo que podemos conocer sobreel mundo.

Sin embargo, tales tecnicas tienen aplicaciones

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que van mas alla de la busqueda delconocimiento definitivo: la inferencia bayesiana,por ejemplo, permite obtener pruebasaparentemente impresionantes de alguna nuevaamenaza de cancer que hay que contextualizar,mientras que la Teoria de los Valores Extremosconstituye la base del diseno de las defensasmaritimas que actualmente protegen a losdieciseis millones de personas que viven en losPaises Bajos. Uno de los capitulos de este librodescribe los esfuerzos de algunos de losprincipales fisicos teoricos del mundo por crear ladenominada Teoria del Todo, que reunira todaslas fuerzas y particulas del Universo en una solaecuacion.

Mi objetivo con este libro es confirmar lassospechas de todos los que creen que elUniverso se sintetiza mejor en una sola palabra:magico.

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NOSOTROSY LOS OTROS

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1Conciencia

En pocas palabras

La conciencia es algo que todos creemos poseer. Sinembargo, definir exactamente lo que es ha supuestodurante mucho tiempo un reto para los filosofos. A partirde mediados del siglo XIX, los cientificos encontraronformas de probar la existencia de actividad cerebral y derelacionarla con caracteristicas que consideramos vitalespara la conciencia, como el libre albedrio y la respuesta alos estimulos. Los estudios en este campo indican que laconciencia constituye una parte muy pequena de laactividad cerebral, pero una parte que se crea a partir dela informacion sensorial solo despues de realizar unesfuerzo colosal. Los experimentos indican que,aproximadamente, hace falta medio segundo para que elcerebro nos haga conscientes del estimulo externo,aunque parece ser que el cerebro <<<elimina>>> esteretraso para que no seamos conscientes de el. El resultadoes una mente consciente con un modelo de realidad quenos permite hacer algo mas que simplemente reaccionar a

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los estimulos o a los envites de nuestros instintosinconscientes, y nos convierte en seres sofisticados.

La sala esta llena de gente, aunque en un silenciototal. Estan sentados en cojines, con los ojoscerrados y sin expresion alguna en la cara.Parecen estar totalmente absorbidos por algo —dentro de lo que cabe, porque estan intentandodominar uno de los mas profundos misterios dela ciencia: la naturaleza de la conciencia.

Como practicantes de la meditacion budista,utilizan tecnicas de observacion de la mentedesarrolladas hace 2500 anos por el filosofo indioSiddartha Gautama, mas conocido como Buda.La intencion de estas tecnicas es dirigir la menteconsciente hacia si misma y observarla enaccion.

Segun los budistas, esta introspeccion puedeayudar a comprender la naturaleza de la mente,

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la realidad y el misterio de la conciencia.Tradicionalmente, tales afirmaciones han tenidopoca importancia para los cientificos, que insistensiempre en las pruebas objetivas. No obstante,em la actualidad monjes budistas muyadiestrados estan trabajando con cientificos paraprobar la naturaleza de la conciencia. Al alcanzarestados mentales mientras se someten a unescaner cerebral, estan abriendo una nueva via alo que los investigadores de la concienciadenominan el <<<gran problema>>>: ?de quemanera la actividad cerebral produce laexperiencia de ser consciente?

Para ser algo que la mayoria de nosotros creeposeer, la conciencia ha demostrado sertremendamente dificil de definir. El filosofo delsiglo XVII Rene Descartes pensaba que habialogrado un gran avance usando un argumentologico para llegar a la conclusion de que la menteconsciente debe estar hecha de una sustancia

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diferente al cerebro y al cuerpo; esta distincion seconoce como dualismo cartesiano. Incluso enesa epoca, criticos como Baruch de Spinozasenalaban que tal distincion suscita importantesproblemas sobre la forma en que interactuan lamente y el cerebro.

En 1690, el filosofo ingles John Locke propuso laprimera definicion de conciencia: <<<lapercepcion de lo que pasa en la propia mente delhombre>>>. Aunque esto implicaba que laconciencia no era mucho mas que el resultado deciertos procesos, Locke no pudo decir en queconsistian estos.

Los cientificos no estuvieron en disposicion deenfrentarse al misterio de la conciencia hastafinales del siglo XIX. El descubrimiento de laanestesia habia revelado que existia unaconexion intima entre cuerpo y mente,contradiciendo claramente las afirmaciones de

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Descartes. Posteriormente los investigadoresintentaron resolver el <<<gran problema>>>buscando vias para salvar la distancia entre lasexperiencias subjetivas de la mente y el estudioobjetivo de la actividad cerebral.

En la decada de 1860, Wilhelm Wundt, de laUniversidad de Heidelberg, considerado el padrede la psicologia experimental, dio los primerospasos vacilantes. Impresionado por el punto devista de Spinoza de que la mente consciente esel fruto directo de efectos fisiologicos, Wundtintento averiguar mas sobre estos efectos. Latecnica que utilizo fue la introspeccion. Entreno alos estudiantes en esta tecnica para queobservaran y describieran su respuestaconsciente a estimulos externos.

La investigacion de Wundt destacaba laimportancia de comprender los qualia, lasexperiencias subjetivas del mundo que nos

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rodea: la <<<rojez>>> del rojo o la<<<dulzura>>> del azucar. Aunque Wundttrabajo mucho para que su trabajo fueraobjetivo, era dificil evaluar si la experiencia de unapersona era la misma en cada momento o si seasemejaba a la experiencia de cualquier otrapersona. Tambien carecia de medios para hacerdeterminaciones objetivas fiables de la actividadcerebral que pudiera correlacionar con laexperiencia subjetiva.

A finales del siglo XIX, la investigacion de Wundthabia convencido a importantes figuras —comoel influyente psicologo estadounidense WilliamJames— de que la conciencia era el resultadodirecto de la actividad cerebral y, por tanto,merecia un estudio cientifico. Sin embargo,muchos especialistas consideraban que lastecnicas existentes simplemente no eranapropiadas para dicha tarea. Frustrados por laausencia de resultados solidos, la mayoria se

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dedicaron a problemas mas concretos, y elestudio de la conciencia se convirtio en unparamo academico.

No obstante, no llego a secarse por completo ydurante los cinco decenios siguientes loscientificos desarrollaron diversos metodos paraabordar el <<<gran problema>>>. En 1929, elpsiquiatra austriaco Hans Berger logro el primergran avance encontrando una forma de detectarla actividad electrica del cerebro. La tecnica,denominada electroencefalografia (EEG), permitioque Berger descubriera dos tipos de actividadelectrica —las ondas alfa y las ondas beta— queparecian estar relacionadas con aspectos clavede la conciencia. Las ondas alfa, con unafrecuencia de unos diez ciclos por segundo,parecian reflejar el estado de conciencia,haciendose mas debiles durante el sueno o laanestesia. Por otra parte, las ondas beta eranaproximadamente tres veces mas rapidas y

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reflejaban el grado de concentracion y lasrespuestas inconscientes, como el reflejo desobresalto.

El descubrimiento de Berger inicio el estudio de loque ahora conocemos como correlatos neuralesde la conciencia: tipos de actividad cerebralasociados a la experiencia consciente. Ahoraconstituyen uno de los principales focos de lainvestigacion de los cientificos, muchos de loscuales creen que comprender la concienciaimplica saber de que manera el cerebro reuneuna gran cantidad de correlatos neurales de laconciencia en un todo unico y unificado.

Se trata de una creencia alentada por undescubrimiento sorprendente que se hizo en ladecada de 1960: que nuestra conciencia suponeuna diminuta fraccion de toda la actividad delcerebro. Un equipo dirigido por el neurologoestadounidense Benjamin Libet aplico estimulos

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muy pequenos a la piel de pacientes sometidos aneurocirugia cerebral. Los registros electroen-cefalograficos revelaron que los cerebros habiandetectado los estimulos, aunque los pacientesdijeran que no podian sentir nada. Lo mismoocurrio con estimulos mas intensos que duraronmenos de 0,5 segundos: aunque los cerebros losdetectaron, los pacientes no sintieron nadaconscientemente.

Desde entonces se han obtenido resultadossimilares en los estudios de los correlatosneurales de la conciencia, como la vision y losqualia resultantes (como la <<<rojez>>> delrojo). Los ojos abarcan un torrente deinformacion a una velocidad aproximada de unmegabyte por segundo, aunque la concienciaparezca ignorar todo salvo un diminutoporcentaje de esta informacion.

Esta enorme disparidad indica que el cerebro

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realiza una gran cantidad de procesamientoinconsciente de la informacion sensorial,cribandola antes de que seamos conscientes deella. Se necesita suficiente tiempo para realizareste procesamiento, lo que sugiere que debe dehaber un retraso entre el momento en que elcerebro detecta un estimulo y el instante en quela persona lo registra conscientemente. Losesfuerzos por medir este retraso han conducidoal que quiza sea uno de los mas sorprendentesdescubrimientos sobre la naturaleza de laconciencia.

En 1976, un equipo de investigadores dirigido porel neurologo aleman Hans Kornhuber diseno unexperimento para medir el retraso entre laactividad cerebral necesaria para mover un dedoy la ejecucion real del movimiento. La velocidadde los impulsos nerviosos indicaba que el retrasoseria de unos 200 milise-gundos, similar al retrasode los actos reflejos. Sin embargo, los

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investigadores observaron que el retraso eramucho mayor. Esto al menos era coherente conla idea de que cualquier cosa en la queintervenga la mente consciente implica muchoprocesamiento. No obstante, los investigadoresencontraron algo mas: la actividad cerebralcomenzaba unos 800 milisegundos antes de quela persona llegara realmente a mover el dedo. Setrataba de un descubrimiento sorprendente, conimplicaciones alarmantes en lo que respecta a hnocion de libre albedrio que se habia tenidodurante mucho tiempo. La mera magnitud delretraso sugeria que las acciones no sondesencadenadas en absoluto por la menteconsciente, sino por la actividad inconsciente delcerebro que se desarrolla al margen de lapercepcion.

Libet y sus colaboradores realizaron en 1979 undescubrimiento aun mas asombroso durante losestudios del efecto de la aplicacion de estimulos

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directos en el cerebro1. De nuevo, el sentidocomun indicaba un breve retraso entre laaplicacion del estimulo y la deteccion consciente,aunque nuevamente los investigadoresencontraron un retraso sustancial de 500milisegundos, aproximadamente. Tambienhallaron algo mas: que el cerebro parece<<<antedatar>>> la respuesta consciente,creando asi la impresion de que no hay apenasningun retraso.

Estos dos descubrimientos no solo arrojaronnueva luz sobre la relacion entre la actividadcerebral y la conciencia, sino que tambienaportaron algunos indicios sobre el proposito realde que exista la conciencia. En primer lugar,aunque la mente consciente no ponga enmarcha en absoluto nuestros actos, nuestraconciencia puede al menos vetar cualquier actogenerado por la mente inconsciente que seconsidere inaceptable. Por tanto, el libre albedrio

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no consiste en elegir conscientemente actuar decierta forma, sino elegir conscientemente noactuar.

En segundo lugar, los experimentos de Libetsenalan la razon por la que el cerebro hace tantoesfuerzo en crear la conciencia: reune lainformacion sensorial del mundo exterior paraproducir un modelo coherente y fiable de lo queocurre <<<afuera>>>.

Esta nocion de conciencia como modelo de larealidad se ajusta bien a la sensacion quetenemos de que nuestro cerebro crea un tipo de<<<teatro mental>>>. En 1988, el psicologoholandes Bernard Baars tomo esta idea paracrear la denominada Teoria del Espacio Global deTrabajo de la conciencia. Segun esta teoria, losprocesos conscientes son los que en el momentopresente estan <<<bajo los focos>>> de laatencion mental, mientras que otros se

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mantienen alejados de los focos, almacenadosen la memoria para acceder a ellos de inmediato.Mientras tanto, los procesos inconscientes actuantras bastidores y tambien forman el publicomental, que responde a lo que esta actualmentebajo los focos.

La Teoria del Espacio Global de Trabajo pareceser mas que una simple metafora: se basa enresultados que ahora surgen del mayor avanceque se haya hecho en el estudio objetivo de losprocesos conscientes: las tecnicas de diagnosticopor imagenes cerebrales. Tecnicas como laresonancia magnetica nuclear funcional brindan alos investigadores mapas detallados, en tiemporeal, de la actividad cerebral, que permitenrelacionarlos con los procesos conscientes. Estoha supuesto una explosion en los estudios de loscorrelatos neurales de la conciencia; se hanidentificado partes especificas del cerebro comoelementos clave en los procesos conscientes. Por

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ejemplo, una region central, el talamo, pareceser crucial para poner bajo el <<<foco>>> de laatencion consciente la informacion sensorial,mientras que la denominada cortezaventromedial, situada cerca de la parte frontal delcerebro, parece crear nuestra sensacion de quela vida tiene un proposito.

Al mismo tiempo, los investigadores estancomenzando a prestar de nuevo atencion a losmetodos de Wundt para abordar el aspectosubjetivo, notoriamente dificil, de la conciencia.Estan re-clutando gente que tiene decadas deexperiencia en el examen de sus estadosconscientes y en el relato de su experiencia: losmonjes budistas. Los resultados iniciales de losestudios de los monjes sometidos a pruebas dediagnostico por imagenes indican que sus anosde meditacion intensiva les permiten crearestados mentales estables para ordenar, dandoa los investigadores la coherencia necesaria para

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tener una comprension fiable de la experienciasubjetiva de la conciencia.

Esta conjuncion de tecnologia de vanguardia ypracticas espirituales antiguas puede brindar unanueva comprension del papel de los correlatosneurales de la conciencia y nuestra capacidadpara controlarlos. Sin embargo, aun falta abordaralgunos misterios importantes sobre laconciencia. ?Por que tenemos conciencia?2. ?Queventajas confiere? ?Son los seres humanos losunicos seres completamente conscientes?3.

Una posible explicacion estriba en el punto devista de la conciencia como medio para crear unmodelo mental de realidad. Cualquier organismoque posea tal modelo puede hacer algo mas quereaccionar meramente a los estimulos y rezarpor que la respuesta sea suficientemente rapidapara escapar de los predadores. Puede usar elmodelo para prever las amenazas y las

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oportunidades que existen en el <<<mundoreal>>>, liberandose asi de las limitaciones develocidad de los reflejos inconscientes. Es decir,una criatura consciente no tiene que tropezar demanera ciega, esperando que sus reflejos lelibren de los problemas. Uniendo las respuestasinconscientes para crear incluso un modelo simplede realidad, una criatura que posea cierto gradode conciencia puede evitar el encontrarse enaprietos en primer lugar, logrando una granventaja evolutiva.

A su vez, esto sugiere que la cuestion de si unorganismo es consciente o no puede sererronea. Mas bien, la conciencia puede ser unacuestion de grado —por ejemplo, un insectopuede tener un modelo notablemente menossofisticado de realidad que un ser humano.

Como ocurre con muchos aspectos de laconciencia, todavia falta bastante para obtener

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respuestas definitivas. Aun asi, existe uncreciente interes por que los cientificos estenahora aproximandose al misterio de como 1.400gramos del blando tejido cerebral pueden dotar alser humano de un inefable y unico sentido delyo.

IMPULSOS NERVIOSOS

El cerebro esta formado por unos cien milmillones de neuronas, cada una de las cualesrecibe impulsos electricos de muchas otras atraves de conexiones llamadas dendritas, ytransmite su respuesta a las celulas vecinas atraves de una sola terminacion denominadaaxon. Sin embargo, las conexiones no sonperfectas; para salvar estas hendiduras, las

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terminales nerviosas cuentan con las sinapsis.Estas transforman las senales electricas enmoleculas, llamadas neurotransmisores, quefluyen por la hendidura desencadenando nuevosimpulsos electricos en el otro lado.

ELECTROENCEFALOGRAMA

La invencion del electroencefalograma (EEG) porel psiquiatra austriaco Hans Berger, en 1929, fueun importante avance en la investigacion de laconciencia, ya que proporciono a los cientificosmedios indoloros e incruentos para estudiar elcerebro en accion. La actividad cerebralconsciente e inconsciente es el resultado desenales electricas que fluyen entre las celulascerebrales o neuronas. Aunque las senales entre

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una neurona y otra son muy debiles, Bergerobservo que la actividad en partes especificas delcerebro es relativamente facil de detectar usandopares de electrodos colocados en el cuerocabelludo. Un electroencefalograma detecta lassenales como diferencias de voltaje entre lospares de electrodos, las amplifica y envia elresultado a un aparato registrador, que capta laactividad cerebral.

Cronologia

528 a. C. El filosofo Siddartha Gautamahace del estudio y el control de laconciencia la base de un movimiento queahora se conoce como budismo.

401 a. C. El filosofo y santo catolico

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Agustin de Hipona identifica la conciencia desi mismo como un aspecto fundamental dela conciencia, declarando: <<<Entiendoque entiendo>>>.

1637 El filosofo frances Rene Descartespropone su teoria dualista de la mente y elcuerpo, arguyendo que la mente noconsiste meramente en las acciones delcerebro.

1690 En su Ensayo sobre elentendimiento humano, el filosofo inglesJohn Locke define la conciencia como<<<la percepcion de lo que pasa en lapropia mente del hombre>>>.

1874 El psicologo aleman Wilhelm Wundtsaca la conciencia del campo de laindagacion puramente filosofica y proponesu estudio a traves de la introspeccion.

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1890 El psicologo William James, de laUniversidad de Harvard, pionero de sudisciplina, rechaza el dualismo cartesiano yllega a la conclusion de que la conciencia noes mas que un producto de la actividadcerebral.

1913 El psicologo estadounidense John B.Watson critica los intentos de estudiar laconciencia como totalmente subjetivos,convirtiendo este campo en un paramodurante decadas.

1929 El psiquiatra austriaco Hans Bergerinventa la elec-troencefalografia (EEG),demostrando que la actividad cerebralpuede medirse usando electrodoscolocados sobre el cuero cabelludo.

1979 El cientifico estadounidenseBenjamin Libet, especializado en el estudiodel cerebro, descubre un retraso * de 0,5

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segundos entre la actividad cerebral y lasensacion consciente de decidirse a actuar.

1988 El psicologo holandes Bernard Baarslanza la Teoria del Espacio Global deTrabajo, segun la cual la conciencia es elproceso por el que procesos normalmenteinconscientes se reunen en un<<<escenario>>> mental.

1990 hasta La aparicion de los metodosde obtencion de imagela fecha nescerebrales, como la resonancia magneticanuclear, despierta un enorme aumento delinteres por la conciencia, revelando laactividad cerebral con detalles sinprecedentes.

Citas

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1

En experimentos realizados en pacientessometidos a cirugia a cerebro abierto,Benjamin Libet y sus colaboradoresobservaron que, a no ser que seestimulara suficientemente al cerebrodurante al menos 500 milisegundos, noconseguia percibir nada. En pruebasposteriores estimularon los cerebros depacientes pero, esta vez, aplicaron en lapiel un estimulo 250 milisegundos despues.Como en ambos casos se debia aplicar elretraso de 500 milisegundos, se esperabaque los pacientes dijeran que sintieron elestimulo cerebral antes, seguido por elestimulo cutaneo 250 milisegundosdespues. Libet y sus colaboradores llegarona la conclusion de que el cerebro<<<suprime>>> el retraso de 500milisegundos de la respuesta de la piel para

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garantizar que el tiempo real del estimulo yla percepcion del estimulo siguensincronizados. Eso, a su vez, garantiza quenuestro modelo mental de la realidad —construido a partir de la informacion de lossentidos— no este 500 milisegundosdesfasado permanentemente.

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Una de las teorias mas polemicas de laconciencia la planteo en 1989 el profesorRoger Penrose, academico de Oxford conexperiencia en un campo que en aparienciano se relaciona con la mente; la mecanicacuantica, las leyes del mundo subatomico.

En un exitoso libro, La nueva mente delemperador, Penrose sostenia que lacapacidad de las mentes humanas de darsaltos intuitivos hacia verdades profundassobre el universo es el resultado de un tipo

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especial de computacion desencadenadapor efectos cuanticos en el cerebro.Sugeria que estos efectos tambien podrianser los responsables de unir la actividad enel cerebro para crear la sensacion de unaconciencia unica y coherente.

En colaboracion con el doctor StuartHamerhoff, un anestesistaestadounidense, Penrose sostuvo masadelante que estos efectos cuanticostienen lugar en diminutos cilindros proteicosde las celulas nerviosas conocidos comomicrotubulos.

Pese a suscitar gran interes publico, lateoria de Penrose tiene pocos partidariosentre los investigadores de la conciencia,que arguyen que cambia un misterio pormuchos mas, y hace caso omiso a laspruebas experimentales. Parece que los

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microtubulos son incapaces de soportar losefectos cuanticos necesarios y que, encaso de sufrir danos, estos no parecenafectar a la conciencia.

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Segun una encuesta publicada en 2001,aproximadamente una de cada diezpersonas en Gran Bretana ha tenido lo quese denomina una experienciaextracorporea, en la que sienten como sisu conciencia se hubiera separado delcuerpo.

Muchos cientificos rechazan lasexperiencias extracorporeas,considerandolas un problema singular en lafuncion cerebral que crea la ilusion deseparacion. No obstante, de ser ciertas,las experiencias extracorporeasrepresentarian un importante reto a las

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ideas actuales sobre la conciencia, que serelacionan inextricablemente con el cerebrofisico.

Para probar la realidad de estasexperiencias, los cientificos han realizadoensayos para descubrir si la gente quetiene estas experiencias puede ver objetoso numeros que esten fuera del alcancevisual de sus cuerpos fisicos. Algunosestudios han tenido resultados sugerentes,pero nada que haya convencido hasta lafecha a los cientificos.

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2Teoria del Pequeno Mundo

En pocas palabras

En las fiestas, los asistentes descubren que tienenrelaciones sorprendentes con otros: un amigo en comun,por ejemplo, o un colega con el que ambos han trabajado.Muchas de estas <<<coincidencias>>> no son mas queeso, o el resultado de personas con experiencia similar quetienden a moverse en circulos similares. Sin embargo,tambien hay una cantidad sorprendente de vinculosasombrosos que hacen que la gente solo pueda asentircon la cabeza y reflexionar diciendo: <<<!Que pequenoes el mundo!>>>. Hasta hace no mucho tiempo, poco sehabia hecho para explicar por que en un mundo con 6.000millones de habitantes se producen tales vinculos contanta frecuencia. Estudios iniciales realizados en la decadade 1950 sugerian que los vinculos aleatoriosdesempenaban una funcion fundamental, estableciendoatajos en la que si no seria una enorme red decomunidades locales que constituyen la sociedad. En 1998tuvo lugar un gran avance cuando los matematicos Duncan

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Watts y Steve Strogatz, de la Universidad de Cornell,usaron simulaciones computarizadas para mostrar quebasta una minuscula cantidad de vinculos aleatorios deamplio rango para hacer que incluso una red gigantesca degente se convierta en un <<<pequeno mundo>>>.Ahora los investigadores han encontrado pruebas de laexistencia de una asombrosa variedad de pequenosmundos, que tienen implicaciones en todo, desde ladiseminacion de las enfermedades hasta la globalizacion.

A todos nos ha ocurrido en algun momento:estamos hablando con un extrano en una fiestay descubrimos que tenemos un amigo o uncompanero en comun.

La mayoria de la gente responde con unasonrisa, exclama: <<<!Que pequeno es elmundo!>>>, y no piensa mas sobre el asunto.Por supuesto, la cuestion estriba en que elmundo no es en absoluto pequeno: es inmenso,con 6.000 millones de habitantes. Y aunque lamayoria de nosotros ocupamos la mayor partede nuestro tiempo en nuestros pequenos circulos

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de relaciones, el <<<efecto del pequenomundo>>> surge con sorprendente frecuencia.

Durante anos, los cientificos tendieron a pensarque se trataba de una coincidencia. Ya no: elefecto es en la actualidad una de las cuestionesmas candentes en el ambito de la ciencia, y haymuchos investigadores en campos tan diversoscomo la fisica y la economia que lo estanconsiderando muy seriamente. Entender sucausa y sus consecuencias ha supuesto lacreacion de un nuevo campo de la ciencia —laTeoria del Pequeno Mundo— cuyos origenesocultan sus importantes implicaciones encuestiones que van desde la diseminacion de lasenfermedades hasta la globali-zacion.

Su aparicion pone de relieve como es posible queuna gran idea que trasciende disciplinas pasedesapercibida durante anos. La Teoria delPequeno Mundo puede tener sus aplicaciones

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mas asombrosas en las ciencias sociales<<<blandas>>>, pero sus origenes surgen delambito sofisticado de las matematicas y la cienciacomputacional. Esta teoria ha podido prosperarsolo hoy en dia a medida que se han roto lasbarreras entre las disciplinas academicas.

Aunque es probable que el <<<efecto delpequeno mundo>>> se haya observadodurante siglos en las reuniones, no fue sino en ladecada de 1950 cuando los investigadoresempezaron a analizar sus raices. En laUniversidad de Chicago, Anatole Rapoport, unmatematico convertido en cientifico social,comenzo con sus colaboradores a pensar en lasociedad como una <<<red>>> de individuos,cada uno con vinculos aleatorios con otros.Algunos vinculos eran cortos, conectando a laspersonas en <<<comunidades>>>estrechamente relacionadas, mientras que otroseran relativamente largos. Rapoport y sus

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colegas encontraron que la naturaleza aleatoriade los lazos suponia una gran diferencia en laestructura de su sociedad artificial. Bastaba conhacer que los lazos fueran algo menos aleatoriospara que la sociedad tendiera a fragmentarse encomunidades aisladas, sin vinculos con personasde otras partes.

Fue una temprana pista de la importancia crucialde los vinculos aleatorios que hace que unapoblacion enorme se convierta en un<<<pequeno mundo>>> en el que cadaindividuo puede estar relacionado con otro atraves de unos pocos vinculos. Imaginese, porejemplo, que una sociedad esta constituida porun millon de personas, cada una de las cualestiene vinculos solo con diez personas que vivancerca. Si surge un rumor, haran falta cientos demiles de pasos para que se extienda por toda lasociedad. El rumor se extiende mucho masrapidamente surgiendo al azar en cualquier lugar.

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Despues de cada ocasion en que se cuente denuevo el rumor, el numero de personas que loconocen crece, se multiplica por diez: primerocien, luego mil y asi sucesivamente. Al cabo deseis ocasiones en las que se haya contado denuevo, todo el mundo habra oido el rumor,gracias a los vinculos aleatorios que saltan por lared.

Todo esto es, en realidad, impresionante, salvopor el hecho de que el mundo real no es asi.Tenemos lazos que ni son totalmente aleatoriosni completamente limitados, sino una mezcla deambos. Entonces, ?por que descubrimos contanta frecuencia que tambien vivimos en un<<<pequeno mundo>>>? En 1959, dosmatematicos hungaros, Paul Erdos y AlfredRenyi, dieron un gran paso hacia la respuesta deesta cuestion. Presentaron una formula quemostraba que una pequena cantidad de vinculossuponia una gran diferencia. Por ejemplo, en un

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grupo de cien personas se pueden crear lazospracticamente con casi todo el mundo eligiendode forma aleatoria solo a una docena depersonas y presentandolas entre si. Por otraparte, hacer esto de manera sistematica exigeconcertar la asombrosa cantidad de 4.950presentaciones: unos pocos vinculos aleatoriosconsiguen el objetivo de forma mas eficaz.

Aunque la formula de Erdos y Renyi mostro elpoder de los vinculos aleatorios en lo que serefiere a conectar a las personas, no podiapredecir hasta que punto podria ser<<<pequeno>>> el mundo real. Unexperimento ingenioso revelo en 1967 que elmundo real es asombrosamente pequeno.

Stanley Milgram4, un joven profesor de psicologiasocial de la Universidad de Harvard, habia leido eltrabajo de dos investigadores en Estados Unidos,Ithiel de Sola Pool y Manfred Ko-chen, que

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sugerian que dos extranos podian conectarsemediante cadenas cortas de conocidos. Milgramdecidio intentar calibrar el tamano tipico denuestras redes sociales: cuanta gente tenemoscomo amigos, o amigos de amigos, y asisucesivamente. Para ello, envio paquetes a 296personas de Nebraska y Boston, pidiendoles quese lo enviaran a otra persona<<<destinataria>>> de Massachusetts. Parecemuy simple, si no fuera porque no se les dijo alos receptores donde vivia la personadestinataria: solo su nombre, su empleo y unoscuantos detalles personales mas. Milgram pidio alos receptores del paquete que lo enviaran aalguna persona que conocieran personalmente,de modo que fuera mas probable que dichapersona pudiera entregar el paquete.

El resultado fue sorprendente: en general lospaquetes llegaron al destinatario al cabo de solocinco reenvios. Pocos anos despues, Milgram

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repitio el experimento, obteniendo resultadossimilares: parecia que se podia llegar a cualquierpersona de Estados Unidos mediante solo cincoreenvios. Las implicaciones eran aun masasombrosas. Si bastaba con cinco reenvios parallegar a cualquier persona en un pais con mas de200 millones de habitantes, parecia que por logeneral las personas conocian a otras cincuentasuficientemente bien como para enviarles elpaquete. Y esto implicaba que bastaria con unsolo envio mas para llegar a cualquier persona delplaneta. Parecia que el mundo real era enrealidad un pequeno mundo.

Recientemente se han cuestionado losdescubrimientos de Milgram; algunosinvestigadores han arguido que no son tanconvincentes como parecen. En 2002, lapsicologa Judith Kleinfeld, profesora de laUniversidad de Alaska, saco a la luz pruebas deque Milgram habia seleccionado con sumo

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cuidado los datos para apoyar sus afirmaciones.Tanto en el estudio original como en los intentosde repetirlo, la mayoria de los paquetes nuncallegaron, lo que suscita dudas sobre la fiabilidadde las conclusiones basadas en el punado que silo hicieron. Sin embargo, en 2003, investigadoresde la Universidad de Columbia publicaron losresultados de una version enorme delexperimento original de Milgram que se realizopor Internet, y encontraron que por terminomedio se necesitaban seis pasos para llegar a unobjetivo, lo que apoyaba la afirmacion original deMilgram.

El hallazgo clave de Milgram dio nombre a unaobra de teatro: Seis grados de separacion, deldramaturgo John Guare, en la que uno de lospersonajes declara: <<<Cualquier persona deeste planeta esta separada solamente por otrasseis personas. Seis grados de separacion. Es unpensamiento profundo […]. Como cada persona

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es una nueva puerta que se abre a otrosmundos>>>. Era un pensamiento profundograbado en la mente de Duncan

Watts, un estudiante de veinticinco anos,doctorado en la Cornell University (Nueva York).En 1995, mientras estudiaba la matematica delos grillos, se habia encontrado con un problema:?como consiguen los grillos sincronizarse tanrapidamente? ?Cada uno escucha a todos losgrillos o solo a los que tiene mas cerca? EntoncesWatts recordo lo que su padre le habia dichoanos atras respecto a que cada persona en elmundo esta a seis apretones de mano delpresidente de Estados Unidos. Watts sepreguntaba si el mismo fenomeno podriarelacionarse con la velocidad con la que los grilloscomienzan a cantar al unisono.

No es nada convencional usar una leyendaurbana para resolver un misterio biologico

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importante, y a Watts le inquietaba sugerir laidea a su director de tesis, el matematico SteveStro-gatz. Lejos de reirse de el a carcajadas,Strogatz creia que la idea era intrigante, y los doscomenzaron a colaborar. En junio de 1998,publicaron un articulo con sus descubrimientos enla prestigiosa revista Nature, y en ese procesocrearon una nueva ciencia: la Teoria del PequenoMundo.

Por vez primera, Watts y Strogatz demostraronel largamente sospechado poder de unos pocosvinculos aleatorios para convertir un mundo enexpansion incontrolada en un pequeno mundo.Su exito se debio en gran parte a la ubicuidad delos ordenadores. A diferencia de los primerosteoricos de la decada de 1950, Watts y Strogatzpodian recurrir a la potencia de los ordenadorespara crear simulaciones del mundo real, con sumezcla de comunidades estrechamenterelacionadas y de vinculos aleatorios.

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Crearon una <<<sociedad>>> artificial de 1.000puntos, cada uno de los cuales estaba conectadocon un grupo de diez <<<amigos>>>. Watts yStrogatz encontraron que si cada grupo estabaformado unicamente por los vecinos masproximos, se necesitaban por lo general cientosde pasos para ir de un punto a otro. Perocuando rompian solo uno de cada cien vinculosestrechos y los hacian aleatorios, el numero depasos necesarios se dividia por diez, dejando a lavez que la mayoria de los grupos se mantuvieranbien conectados.

Watts y Strogatz revelaron al final como unplaneta de 6.000 millones de personas parececon tanta frecuencia un pequeno mundo.Aunque la mayoria de nuestros amigos puedenpertenecer a nuestra pequena comunidad, lasreuniones casuales nos han proporcionadoaleatoriamente cierta propagacion mas amplia. Yeste punado de vinculos aleatorios

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<<<establecen atajos>>> en la inmensidad dela sociedad mundial y la transforman en unpequeno mundo.

Watts y Strogatz revelaron que el mismo efectoopera en otras <<<sociedades>>>. Porejemplo, usando una base de datos infor-matizada de actores y sus peliculas, mostraronque Hollywood es otro <<<pequenomundo>>>. Por lo general, cualquier actorpuede estar conectado con cualquier otro atraves de peliculas que implican solo a cuatrointermediarios. De nuevo, la razon son losvinculos creados por actores versatiles, comoRod Steiger, que trabajo en una enorme aunquealeatoria variedad de peliculas. Sin darse cuenta,los aficionados a las peliculas han explotado estodurante anos cuando jugaban al llamado Juegode Kevin Bacon, en el que hay que relacionar aun actor con otro a traves del menor numeroposible de peliculas. Basta con conectar a un

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actor con Rod Steiger y el asunto se pone muchomas facil.

El articulo de Watts y Strogatz suscito graninteres por hallar otros ejemplos del efecto en lavida real. En la actualidad se han encontradopequenos mundos en una asombrosa variedadde formas, desde el sistema nervioso de losgusanos a las redes de computadoras queconstituyen Internet.

Las implicaciones son a menudo sorprendentes.Por ejemplo, la naturaleza de pequeno mundo deInternet hace que siga funcionando a pesar deque aproximadamente el 3 % de susordenadores <<<router>>> cruciales dejan deestar operativos en algun momento. Conbastante normalidad puede encontrarse algunaotra ruta rapida entre dos ordenadorescualesquiera, gracias al numero relativamentepequeno de vinculos aleatorios que hacen de

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Internet un pequeno mundo. Pero todo estotiene otra cara: si uno de estos vinculosaleatorios cruciales pasa a ser imperfecto, puedetener un efecto drastico sobre toda la web.Aunque las probabilidades de que esto ocurra porcasualidad son pequenas, tales vinculosconstituyen un objetivo obvio de piratasinformaticos o terroristas.

Tambien se ha observando un efecto similar enel mundo empresarial. Se ha demostrado quecorporaciones importantes forman un<<<pequeno mundo>>>: companias queaparentemente no estan relacionadas seconectan mediante un numero relativamentereducido de vinculos. Esto puede ayudar almundo empresarial a afrontar las tormentas quesiempre afectan a cierta proporcion deempresas, pero tambien puede augurarproblemas si una corporacion clave con vinculosmas o menos aleatorios en otro lugar tropieza

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con problemas5.

Las implicaciones mas alarmantes de la Teoriadel Pequeno Mundo atanen a la diseminacion deenfermedades. Los cientificos se han centradogeneralmente en la capacidad infecciosa de L1naenfermedad para predecir la diseminacionepidemica. El electo del pequeno mundodemuestra que la sociedad en la que se produceel brote puede suponer una gran diferencia.Estudios realizados por el matematico argentinoDamian Zanette indican que basta con que el20% de la poblacion tenga vinculos aleatorios conpersonas que se encuentran fuera del lugar delbrote inicial para que se convierta en una graveepidemia. No sorprende que algunos cientificosconsideren esto como algo crucial en la apariciondel sida en Africa. Despues del colapso delregimen colonial, las guerras y la busqueda detrabajo desencadenaron enormes movimientosde poblacion, aumentando la formacion de

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vinculos aleatorios de amplio rango que hizo queuna enfermedad virica localizada se convirtierahoy en dia en una pandemia.

La importancia del efecto del pequeno mundo encualquier ambito, desde el colapso de losmercados bursatiles hasta la diseminacion de lasenfermedades, sigue siendo objeto de muchasinvestigaciones. Pero, quiza, la conclusion masimportante este ya clara: esa parteaparentemente trivial del folclore urbano puedetener implicaciones que no son en absolutotriviales.

PEQUENOS MUNDOS, GRANDESPROBLEMAS

El 13 de agosto de 2003, un cable electrico caido

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toco un arbol en las afueras de Cleveland (Ohio)y demostro de manera espectacular lo que es elefecto del pequeno mundo. El resultado fue quecincuenta millones de personas se quedaron sinenergia electrica en ocho estados de la Union,ademas de parte de la provincia canadienseoriental de Ontario. La perdida de la energiaelectrica senalo la existencia de otros<<<pequenos mundos>>> relacionados con lared electrica, incluidas las redes aereas y detrafico de Canada, que se vieron sumidas en elcaos. Luego llegaron las consecuenciaseconomicas: el producto interior bruto canadiensecayo un 0,7% y se calcula que las empresas deEstados Unidos perdieron aproximadamente6.000 millones de dolares.

DETENER LA SIGUIENTE PANDEMIA

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Es probable que la Teoria del Pequeno Mundodesempene un papel clave en la forma en que elmundo se vaya a enfrentar a la proximaenfermedad pandemica. Segun esta teoria, lamayor parte de los esfuerzos deben orientarse acambiar la <<<arquitectura>>> de los vinculosentre las personas infectadas y las sanas. Estoimplica centrar los recursos en un numerorelativamente pequeno de personas muy<<<conectadas>>> que es probable quediseminen la infeccion mas ampliamente.

La importancia de tales individuos en ladiseminacion de la enfermedad se destacodurante las etapas iniciales de la epidemia desida. Los investigadores observaron que almenos cuarenta de los doscientos cuarenta yocho varones a los que primero se diagnostico laenfermedad estaban vinculados a traves de lasrelaciones sexuales de un auxiliar de vuelohomosexual canadiense que, debido a la cantidad

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de parejas que tenia y a su profesion, era uneslabon extremadamente eficaz en la red de laenfermedad.

Cronologia

1951 El matematico Anatole Rapoport ysus colaboradores de la Universidad deChicago publican los primeros estudiossobre las redes sociales y sus efectos.1957 Ithiel de Sola Pool y ManfredMochen, en Estados Unidos, comienzan atrabajar en las cadenas de relaciones.1959 Los matematicos hungaros PaulErdos y Alfred Renyi prueban la eficacia deunos pocos vinculos aleatorios en laconexion de enormes redes.

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1967 Stanley Milgram lleva a cabo elprimer experimento sobre el pequenomundo, enviando cartas para descubrircuantos reenvios son necesarios para llegara sus destinatarios.

1990 Se estrena en Estados Unidos laobra de John Guare Seis grados deseparacion, en la que uno de lospersonajes senala que cada persona estaseparada de cualquier otra por seisrelaciones.

1993 Se estrena la versioncinematografica de Seis grados deseparacion, protagonizada por DonaldSutherland.

1996 La investigacion sobre los grillos llevoun estudiante de Cornell University, DuncanWatts, y a su director de tesis, SteveStrogatz, a estudiar la Teoria del Pequeno

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Mundo.

Estudiantes de la Universidad de Virginiacrean una version en linea del juego deKevin Bacon.

1998 Watts y Strogatz publican un articuloen la revista Nature que despierta unenorme interes por la Teoria del PequenoMundo.

1999 Watts publica Small worlds, quereune por vez primera las claves de laTeoria del Pequeno Mundo.

2001 Watts y sus colaboradores realizanen Internet una version del experimentodel Milgram de 1967.

Damian Zanette utiliza la Teoria delPequeno Mundo para estudiar ladiseminacion de las enfermedades.

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Citas

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Stanley Milgram (1933-1984) fue uno delos cientificos mas brillantes y polemicos del.siglo XX. Incluso antes de su investigacionsobre el Pequeno Mundo ya habia logradonotoriedad por su trabajo sobre laobediencia a la autoridad. En 1961, cuandotodavia era profesor auxiliar en laUniversidad de Yale, puso un anuncio en elNew Haven Register, de Connecticut,invitando a los lectores a participar en unestudio cientifico sobre la memoria. Se dijoa los participantes que se centraria en elefecto del castigo sobre el aprendizaje, yles dejaron en una sala para queobservaran a un hombre que teniacolocados electrodos que —segun seaseguro a los participantes— le daban

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descargas electricas dolorosas. Luego sedijo a las personas reclutadas que leyeranuna lista de asociaciones de palabras y quedieran al alumno una descarga electricacuando cometiera errores, usando unaconsola con interruptores que iban de 15 a450 voltios, indicado como <<<XXX>>>.

Aunque estaban separados por una pared,los participantes podian oir al alumno y susgritos de dolor cuando recibia las descargaselectricas despues de cada error. A medidaque aumentaba su agonia, muchos de losparticipantes protestaron, solo para que elcientifico encargado les dijera que debiancontinuar. Y el 65 % de ellos lo hicieronhasta llegar a <<<XXX>>>, momento enel cual los gritos habian dado paso a unominoso silencio.

Solo cuando el experimento termino se dijo

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a los participantes la verdad: que el alumnono era mas que un actor y que no lehabian hecho dano en absoluto. Milgramhabia demostrado que se podia persuadir ala gente corriente, desde amas de casahasta ingenieros, para que abusaran de unperfecto extrano hasta llegar a matarlo, sicreian que podian pasar estaresponsabilidad a quienes tienen autoridad.En la decada de 1960 se considero que elexperimento de Milgram aclaraba, demanera escalofriante, las acciones de losnazis. Como demuestra el recienteescandalo sobre el tratamiento dado a losprisioneros iraquies, el experimento deMilgram no ha perdido ni un apice de surelevancia.

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La Teoria del Pequeno Mundo muestra de

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forma intrigante la controvertida cuestionde la globalizacion. En 1999, Bruce Kogut(Wharton School of Business) y GordonWalter (Southern Methodist University,Texas) usaron los metodos ideados porWatts y Strogatz para analizar las redes depropiedad de las quinientas mayorescorporaciones de Alemania. Como eraprevisible, encontraron montones de<<<camarillas>>> en la propiedad de lasfirmas, resultado de diversos acuerdos yfusiones. Pero tambien encontraron que elefecto de cortocircuito de unas pocascorporaciones permitia que la propiedad decualquier firma se relacionara con la de otraa traves de cuatro intermediariossolamente.

Dicho de otro modo: a pesar de suaparente diversidad, las mayorescorporaciones de Alemania forman, en

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realidad, un pequeno mundo intimo. SegunKogut y Walter, esto puede explicar porque empresas con vinculos aparentementetenues con otra pueden seguir mostrandoun comportamiento empresarial similar.Pero tambien puede tener implicaciones enel modo en que estas empresas afrontanla globalizacion. La teoria del pequenomundo muestra que puede bastar conunos pocos vinculos aleatorios para<<<establecer atajos>>> en una vastared. Por tanto, es muy probable que todoel mundo empresarial ya se hayaconvertido en un pequeno mundo.

En tal caso, segun concluyen Kogut yWalter, tiene poco sentido preocuparse porla globalizacion: es posible que ya hayatenido una repercusion tan importantesobre el mundo empresarial como nuncatendra.

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Pero tambien el pequeno mundoempresarial tiene su lado oscuro. Sicualquier parte de el se resfria, hay quetener cuidado: el efecto de<<<cortocircuito>>> puede conducir, auna velocidad sorprendente, a un colapsoen sectores empresariales que enapariencia no estan relacionados enabsoluto.

El estudio de los pequenos mundos siguedando sus primeros pasos, aunque ya estaclaro que su presencia en el mundo realsupone tanto beneficios como amenazaspara todos nosotros. Es probable que loseconomistas y los expertos en estudiosempresariales revelen muchos masejemplos de los pequenos mundos y susimplicaciones para nosotros en losproximos anos.

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Y es probable tambien que parte de lo quedescubran sea inquietante. Aunque puedeser divertido descubrir a amigos entreautenticos extranos, tales encuentrostambien constituyen una advertencia: queel mundo es un lugar mas interconectadode lo que quiza nos convenga.

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3Teoria del Juego

En pocas palabras

La Teoria del Juego surgio como un intento de encontrarmejores formas de jugar a juegos como el poquer, en elque los jugadores no pueden estar seguros de lasintenciones de sus oponentes. Durante la decada de 1920,los matematicos intentaron resolver el problema usando laregla de escoger la estrategia que proporcionara losmayores beneficios en las peores circunstancias. En 1928,el matematico hungaro John von Neumann probo que cadajuego de dos jugadores tiene una estrategia<<<minimax>>> con tal de que las ganancias de uno delos jugadores sean exactamente iguales a las perdidas delotro. Muchos juegos, como el ajedrez y el poquer, tienenesta propiedad de <<<suma nula>>>; sin embargo, noocurre lo mismo con muchas elecciones de la vida real. Porejemplo, la guerra nuclear es un juego de suma no nula, ypuede llevar a que ninguna parte gane. El matematiconorteamericano John Nash amplio el resultado de VonNeumann para cubrir dichas situaciones; su trabajo

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demostro que encontrar la mejor estrategia a menudoimplica factores extra —como las emociones— que laTeoria del Juego convencional no abarca. Ahora se estaintentando ampliar la Teoria del Juego para incluir talesfactores, con implicaciones en multitud de campos, desdela politica mundial hasta la prevencion de los delitos.

En octubre de 1962, el mundo estuvo al bordedel Armagedon nuclear. La Union Sovietica habiacolocado misiles nucleares en Cuba, a solo 145kilometros de Estados Unidos, y losestadounidenses exigian su eliminacion inmediata.Los misiles planteaban una amenaza que elpresidente Kennedy no podia ignorar, perotambien sabia que una respuesta equivocadapodria suponer la guerra nuclear y la muerte demillones de personas. Algunos de sus asesoresexigian un ataque aereo masivo, para eliminar lasdocenas de misiles emplazados en Cuba que yaapuntaban a Estados Unidos. Sin embargo, conesto se corria el riesgo de provocar a la UnionSovietica para que lanzara un ataque en lugar de

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arriesgarse a perder sus cabezas nucleares.Otros esperaban un bloqueo naval para impedirque llegaran mas misiles a la isla y exigian laretirada, si bien algunos temian que esto fueraineficaz.

Durante unos pocos y fatidicos dias, las dossuperpotencias lucharon con este dilema,conscientes de las consecuencias que tendriatomar una decision erronea. El presidenteKennedy opto por un bloqueo naval, aunquetambien se preparo para un ataque masivocontra Cuba. Pocos dias mas tarde, tras febrilesnegociaciones entre bastidores, la Union Sovieticaretiro los misiles y el mundo respiro de nuevo.

La crisis de los misiles de Cuba es uno de losmomentos decisivos de la Historia. Pero tambienes un ejemplo terrorifico de un problema con elque todos nosotros nos encontramos en la vidacotidiana: como tomar las decisiones optimas

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cuando no tenemos certeza de lo que estapensando la otra persona. Tales dilemas surgenuna y otra vez, desde los empleados queintentan negociar un aumento de sueldo hastalos jugadores de cartas que se preguntan sideben tirarse un farol o pasar.

?Puede haber alguna forma de encontrar lamejor manera de jugar, la estrategia optima queconduzca al mejor desenlace posible? Esta es lacuestion que algunos matematicos clarividentescomenzaron a plantearse haceaproximadamente un siglo. Encontraron lasolucion, creando en este proceso una nuevadisciplina denominada <<<Teoria del Juego>>>,que desde entonces se ha aplicado en ambitosque van desde la planificacion militar hasta elpoquer, de la economia a la evolucion.

Pese a su impresionante alcance, los origenes dela Teoria del Juego radican en algo tan trivial

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como la actividad que le da nombre: el juego. Yaen 1713, el aristocrata ingles James Walde-graveencontro un metodo de ganar en un juego decartas que contiene muchos de los elementos dela moderna Teoria del Juego. Sin embargo, noconsiguio descubrir otras posibles aplicaciones, yesta teoria tuvo que esperar otros doscientosanos antes de despegar finalmente.

Otro jugador de cartas, el matematico francesEmile Borel, hizo la conexion entre los juegos yproblemas mas graves. En 1921 publico elprimero de una serie de articulos sobre los juegosen el que el ganador necesita encontrar la mejorestrategia cuando no conoce lo que estapensando el oponente. Borel ideo una maneraingeniosa de afrontar esta carencia deinformacion: jugar de tal modo que seminimizaran las perdidas, independientemente decomo jugara el oponente. Usando estaestrategia, Borel pudo plantear reglas generales

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para jugar juegos simples, como <<<piedra,papel y tijera>>>, mostrando que combinacionde los tres se debia utilizar para minimizar lasperdidas. A diferencia de Waldegrave, tambienreconocio que la misma idea podia teneraplicaciones mas serias, por ejemplo en laestrategia militar. Sin embargo, tambien advirtiode los peligros de llevar estas ideas demasiadolejos, en buena medida porque creia que nohabia una forma de encontrar la mejor estrategiapara <<<juegos>>> complejos en los que losjugadores se enfrentaran a muchas opciones.

Pero Borel estaba equivocado. Siempre que hayados oponentes en la batalla por la supremacia, yla ganancia de uno de los jugadores suponga laperdida del otro, existe una mejor estrategia quese debe utilizar. Es lo que se denomina estrategia<<<mi-nimax>>>, cuya existencia probo unbrillante matematico hungaro de veinticinco anos,John von Neumann.

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Usando metodos extremadamente sofisticados,Von Neumann demostro que la mejor estrategiaa utilizar en tales juegos consiste en estudiartodas las opciones disponibles, calcular su peorresultado posible y entonces elegir el menosmalo. Si algun oponente intenta hacerlo mejor,se arriesga a sufrir una perdida mayor, haciendoque esta estrategia <<<minimax>>> sea laopcion mas racional. La estrategia tambienresuelve el problema de intentar adelantarse alos oponentes: suponiendo que siempre actuenracionalmente, tambien escogeran la estrategia<<<minimax>>>.

La prueba de Von Neumann del TeoremaMinimax hizo que se convirtiera en el padre de laTeoria del Juego. Pero considero que solo era elprincipio. En 1944, junto con el economistaaustriaco Oscar Morgenstern, publico Theory ofGames and Economic Behaviour; que pretendiahacer del Teorema Minimax la base de un nuevo

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enfoque de la economia, que frecuentementeimplica a dos o mas oponentes compitiendo paraobtener el mejor resultado posible para simismos.

La obra de Von Neumann y Morgensterndemostraba el gran potencial de la aplicacion dela Teoria del Juego a algo mas que merospasatiempos. A principios de la decada de 1950,estrategas militares estadounidenses la utilizaronpara dar sentido a la estrategia de la Guerra Fria,aunque pronto descubrieron sus limitaciones. Lamas grave era la presuposicion de que laganancia de un jugador siempre correspondeexactamente a las perdidas del otro. Aunquemuchos juegos simples, como las tres en raya,obedecen a esta regla de <<<suma nula>>>,muchas situaciones de la vida real no lo hacen.Por ejemplo, en dilemas como el de la crisis delos misiles de Cuba, un ataque de una de laspartes podria desencadenar una guerra nuclear,

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que conllevaria la aniquilacion de ambosjugadores.

El teorema de Von Neumann no se pronunciabasobre estos juegos de <<<suma no nula>>>. ?Existia una manera de encontrar la estrategiaoptima para jugarlos? Es mas, ?existe talestrategia? Una vez mas, un brillantematematico encontro la respuesta, que de nuevofue afirmativa. En 1950, John Nash, unestudiante de veintiun anos de Princeton, logroampliar el Teorema Minimax original de VonNeumann para abarcar tambien los juegos de<<<suma no nula>>>. Nash demostro que encualquier juego en el que participaran cualquiernumero de jugadores, siempre existe al menosuna estrategia que garantiza que los jugadoressolo pueden jugar peor si eligen cualquier otracosa.

Estas estrategias, conocidas hoy como Equilibrios

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de Nash, son el centro de la Teoria del Juego.Tambien son motivo de una enorme polemica.Una razon es que estas estrategias no siemprecoinciden con la mejor eleccion obvia para losjugadores. Un ejemplo totalmente pertinente fuela carrera armamentistica nuclear que se iniciocuando Nash realizo su descubrimiento. TantoEstados Unidos como la Union Sovietica sabianque la mejor opcion era el desarme, peroninguno creia al otro, de modo que am-bosterminaron gastando enormes sumas en armasque esperaban no tener que utilizar nunca.

Tambien quedo claro que muchas situacionescotidianas tenian dos o mas Equilibrios de Nash, ydistaba mucho de estar claro cual de losjugadores debia elegir. Un ejemplocontemporaneo vivido se mostraba en la peliculaRebelde sin causa, producida en Hollywood en1955 y protagonizada por James Dean. Deandesempena el papel de Jim, que se enfrenta al

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maton del instituto, Buzz, en un juego en el queconducen sus coches hacia el final de unacantilado, perdiendo el primero que se achique.Jim y Buzz se enfrentan, por tanto, a la eleccionentre dar un volantazo o seguir conduciendo, demodo que el juego del <<<gallina>>> teniacuatro posibles resultados, ninguno de los cualesera ideal6. Virar con brusquedad significabaperder, pero si ambos seguian conduciendo elresultado seria desastroso. Obviamente, eramejor que los dos decidieran dar un volantazo:perderian pero tambien ambos conseguirian vivirun dia mas. Aunque desconcertante, el trabajode Nash demostro que esta eleccion<<<obvia>>> no es un Equilibrio de Nash: cadajugador puede jugar mejor decidiendo conducirmientras el otro vira bruscamente. Peor aun,resulta que el juego tiene dos estrategias delEquilibrio de

Nash: conducir mientras el otro jugador da un

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volantazo y viceversa. ?Pero de que manerapodria verse obligado el otro conductor amantener la estrategia?

Los teoricos del juego lucharon con estacuestion, solo para encontrar mas problemas.Parecia que era necesario algo mas. Por ejemplo,Jim podia aparentar que estaba borracho antesde salir, dando por tanto la impresion de que lamuerte no le asustaba y enganando a Buzz paraque fuera el primero en dar el volantazo.

En resumen, el trabajo de Nash revelo que laclaridad que el resultado original de Von Neumannaporto a la Teoria del Juego era ilusoria. Desdeentonces, los teoricos del juego se han divididoen dos amplios campos: unos se centran en eluso de los juegos clasicos, como el<<<gallina>>>, para captar la esencia de unproblema, mientras que otros pretenden ampliarla Teoria del Juego convencional y hacerla mas

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realista. Ambos han logrado exitosimpresionantes en campos que van desde laeconomia a la sociologia. Por ejemplo, AndrewColman y sus colaboradores (Universidad deLeicester) han modelado el comportamiento delos criminales en la sociedad como un juego del<<<gallina>>>. Tanto los criminales como lasociedad preferirian que el otro se echara atrasprimero; por otra parte, ninguno de ellos saldriabeneficiado si todos se comportaran comocriminales. Usando la Teoria del Juego, Colman ysus colegas demostraron que esto supone unaproporcion esencialmente estable de criminalesen la sociedad que tengan el suficiente exito sinprovocar que la sociedad caiga en ofensivasdraconianas. La Teoria del Juego tambien prediceque la reduccion del crimen por debajo de estenivel exige medidas suficientemente duras paraconvencer a los criminales de que mas les valereformarse, prediccion confirmada por losresultados de las politicas de tolerancia nula que

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se han aplicado en Nueva York y otras grandesciudades del mundo.

Tras el trabajo innovador realizado por elbritanico John Maynard Smith, especialista enTeoria de la Evolucion, los biologos usan similaresideas de la Teoria del Juego para saber por quelos animales adoptan cierto tipo decomportamiento, como la agresion o lacooperacion. En lugar del Equilibrio de Nash, losbiologos hablan de una <<<estrategia estableevolutiva>>>, comportamiento que permite quela poblacion resista la invasion de otros que secomportan de modo diferente. El TeoremaMinimax original de Von Neumann se utilizaincluso en los ordenadores que se emplean parajugar al ajedrez, en los que ayuda a seleccionarentre una enorme cantidad de posibilidades unpunado de movimientos que son los mejores.Los desarrollos mas intrigantes en la Teoria delJuego se centran en hacer que sea mas realista.

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Un grupo dirigido por el britanico Nigel Howard —especialista en la Teoria del Juego que asesoro algobierno estadounidense en las famosasconversaciones de limitacion de armas de ladecada de 1960— ha desarrollado lo que seconoce como Teoria del Drama, que incluye elpapel de las emociones en la Teoria del Juego.Los jugadores que se encuentran atrapados enun tipo de juego a menudo lo transforman enotro juego en virtud de su respuesta emocional;la Teoria del Drama intenta predecir losresultados probables7.

Uno de los mayores avances en la Teoria delJuego se debe a un cientifico politico, StevenBrams (Universidad de Nueva York). Hadesarrollado una extension de la Teoria del Juegodenominada Teoria de las Jugadas, que muestracomo evolucionan los juegos a medida que cadajugador responde a las estrategias usadas porotros. En comparacion con la Teoria del Juego

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convencional, parece dar informacion masplausible acerca de acontecimientos mundialesclave, desde la crisis de los misiles de Cuba hastael Acuerdo del Viernes Santo de Irlanda delNorte. El poder de la Teoria del Juego cada vezes mas reconocido fuera de sus confinesoriginales, como refleja la reciente concesion delPremio Nobel a algunos de sus pioneros, incluidoJohn Nash, en 1994.

El comportamiento de la gente que se enfrenta aelecciones duras puede no ser tan simple comoesperaba originalmente Von Neumann, pero nohay duda de que la Teoria del Juego hademostrado ser inestimable desvelando algunosde sus misterios.

?SON LOS CRIMINALES UN PROBLEMAPERMANENTE?

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La Teoria del Juego sugiere que es posible quesiempre tengamos que soportar a una pequenaproporcion de criminales en la sociedad. Segun elpsicologo Andrew Colman (Universidad deLeicester), los criminales profesionales puedenelegir una estrategia: pueden hacer lo quequieren o adaptarse. Al mismo tiempo, nosotrospodemos aguantar a los criminales o podemosadoptar sus practicas. La combinacion resultantede estrategias y resultados es entonces como elclasico juego del <<<gallina>>>. Los criminalesy nosotros obtendriamos el mejor resultado si laotra parte se echara atras y cooperara; por otraparte, el peor resultado posible seria que todosse comportaran como criminales. Usandometodos de la Teoria del Juego, Colmandemostro que esto conduce a un estado estableen el que los criminales a los que se saca decirculacion son reemplazados por ciudadanos que

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en tiempos respetaban la ley y que se han vistoatraidos por el nicho que han dejado vacio loscriminales encarcelados. El resultado es laexistencia de un grupo permanente, aunquepequeno, de criminales en la sociedad.

HACER LOS JUEGOS MAS DINAMICOS

El cientifico politico Steven Brams desarrollo laTeoria de las Jugadas como una ampliacion de laTeoria del Juego que refleja los aspectosdinamicos de los conflictos. En lugar deconsiderar cada conflicto como una situacionesencialmente estatica, la Teoria de las Jugadaspermite incluir las respuestas de los oponentes,dando lugar a un marco mas dinamico yposiblemente mas realista en el que analizar los

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conflictos. Brams y sus colaboradores hanutilizado la Teoria de las Jugadas para reevaluarmuchos conflictos reales, con resultados quecontradicen a menudo las predicciones de laTeoria del Juego. Por ejemplo, cuando estabaclaro que Israel no iba a ser vencido en la guerradel Yom

Kippur de 1973, la Union Sovietica —queapoyaba a Egipto y Siria— ofrecio establecer unacuerdo. La administracion Nixon, que estaba afavor de los israelies, respondio poniendo a todaslas fuerzas militares estadounidenses en alertanuclear mundial. La Teoria del Juego predice queesto debia haber convertido la guerra en unaconfrontacion entre las superpotencias, pero laTeoria de las Jugadas demuestra que era masprobable que condujera a la paz, que fue lo queafortunadamente ocurrio.

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Cronologia

1713 El aristocrata ingles JamesWaldegrave encuentra el metodo de jugarde forma optima el juego de cartas <<<leHer>>> que contiene la estrategia<<<minimax>>>, el concepto basico dela Teoria del Juego.

1921 El matematico frances Emile Borelpublica articulos sobre el juego en los queganar implica hallar la mejor estrategiacuando no se sabe lo que esta pensandoel oponente.

1928 El hungaro John von Neumannprueba el <<<Teorema Minimax>>>, unresultado clave de la Teoria del Juego parajuegos de dos personas con suma nula.

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1944 Von Neumann y el economistaaustriaco Oscar Mor-genstern publicanTheory of Games and EconomicBehaviour, proponiendo un enfoque basadoen la Teoria del Juego aplicada a laeconomia.

1950 John Nash, estudiante de Princeton,amplia el Teorema Minimax original de VonNeumann para abarcar los juegos de sumano nula y acuna el concepto de Equilibrio deNash.

1955 La pelicula Rebelde sin causa,protagonizada por James Dean, incluye elproblema clasico de la Teoria del Juego dejugar al <<<gallina>>>.

1973 El ingles John Maynard Smith,teorico de la evolucion, utiliza la Teoria delJuego para estudiar de que maneraespecies competidoras pueden alcanzar un

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equilibrio estable de sus poblaciones.

1991 Nigel Howard, experto veterano enla Teoria del Juego, y sus colaboradorescomienzan a desarrollar la Teoria delDrama, que incluye el papel de lasemociones en la Teoria del Juego.

1994 El profesor Steven Brams(Universidad de Nueva York), cientificopolitico, introduce la Teoria de las Jugadas,que analiza de que manera evolucionan losjuegos a medida que cada jugadorresponde a las estrategias utilizadas por losdemas.

John Nash y otros pioneros de la Teoria delJuego comparten el Premio Nobel deEconomia.

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Citas

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Tanto en la Teoria del Juego como en laTeoria de las Jugadas, los conflictos seanalizan a menudo a traves de lo que sedenomina <<<matriz de resultados>>>,que establece las diversas opciones a lasque se enfrentan los diversos oponentes, ysus respectivos resultados. Por ejemplo,en el juego del <<<gallina>>> descrito enla pelicula Rebelde sin causa, la matriz deresultados es la siguiente:

Opciones deBuzzDar un volantazoSeguir adelante

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Opciones de JimDar un volantazo(3,3)(2,4)Seguir adelante(4,2)(1,1)

Aqui los resultados se presentan de forma<<<ordinal>>>, esto es, comoclasificaciones, siendo 4 la mejorclasificacion y 1 la peor. La matriz refleja,por tanto, el hecho de que dar unvolantazo puede ser muy bueno paraambos (3,3), pero el que ambos siganadelante sera desastroso (1, 1). Elresultado de cualquier juego se evalualuego considerando como responderan losjugadores a las diversas combinaciones deresultados y, en la Teoria de las Jugadas,si querran pasar a otras opciones en su

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busqueda de algo mejor.

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Las criticas a la Teoria del Juego secentran a menudo en su presuposicion deque los <<<jugadores>>> siempre secomportan racionalmente. Nigel Howard hailustrado los peligros de la presuposicion dela racionalidad con la historia real de doseconomistas que toman un taxi para ir asu hotel en Jerusalen. Preocupados porqueel taxista pretendiera cobrarles de mas,decidieron no regatear el precio hasta llegaral hotel, momento en el que su posicionpara la negociacion seria mucho mas firme.Pero su estrategia teorica de juego,enteramente racional, no funcionodemasiado bien. Dandose cuenta de quehabia sido acorralado por estos dossabelotodos, el conductor cerro las puertas

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del taxi, los llevo de vuelta al lugar dedonde partieron y los dejo tirados en plenacalle.

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HACER LO IMPOSIBLE

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4Inteligencia Artificial

En pocas palabras

Desde la decada de 1950, los cientificos han desarrolladometodos que permiten que los ordenadores hagan algomas que simples tareas de procesamiento de datosnumericos. Para dotar de <<<Inteligencia Artificial>>>(IA) a las computadoras, tienen que ser programadas deforma que puedan realizar tareas de tipo humano, comorazonar a partir de pruebas y reconocer modelos.Actualmente ha surgido toda una serie de tecnicas deInteligencia Artificial para abordar esos retos; utilizanlenguajes de programacion especiales que permiten quelos ordenadores adquieran una experiencia de tipohumano para aplicarla a nuevos problemas. Estos grandesadelantos han logrado algunos exitos impresionantes,desde el diagnostico de enfermedades a partir de lossintomas hasta el descubrimiento de criminales buscadosen las imagenes de las camaras de seguridad. Algunosordenadores de Inteligencia Artificial especializados inclusohan creado autenticas obras de arte, han realizado sus

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propios descubrimientos cientificos y han vencido acampeones mundiales del ajedrez y de las damas. Inclusoasi, las computadoras deben recorrer aun un largo caminoantes de hacerse autenticamente <<<inteligentes>>> ypasar la denominada Prueba de Turing, segun la cual losordenadores pueden convencer a la gente de que sonrealmente humanos. Uno de los mayores problemas estribaen conseguir que los ordenadores comprendan el lenguajeconvencional, con todas sus ambiguedades.

Como todos los artistas de renombre, Aarontiene un estilo unico: el resultado de mas deveinte anos dedicados a llegar a dominar el colory la composicion. Con pinceladas energicas ycolores intensos, Aaron trabaja con rapidez,creando imagenes que vendera por miles delibras en todo el mundo.

No es que Aaron este pensando en el dinero. Dehecho, es discutible si realmente piensa, porqueAaron es un ordenador. Hablando con propiedad,Aaron ni siquiera es eso: no es mas que miles delineas de Lisp, un lenguaje de programacion que

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puede dotar a un ordenador de la caracteristicamas controvertida: la Inteligencia Artificial. Desdeprincipios de la decada de 1970, Harold Cohen,artista y cientifico computacional britanico(Universidad de San Diego, California), ha dotadoa Aaron de capacidades que le permiten creartrabajos unicos sin ninguna ayuda humana. ?Piensa Aaron? ?Es creativo? Estas son cuestionesfundamentales del campo de la InteligenciaArtificial y su busqueda por dotar a las maquinasde la capacidad de la mente humana.

Es una busqueda cuya fortuna ha sufridodiversos altibajos desde que comenzara haceaproximadamente medio siglo. Hoy en dia, acomienzos del siglo XXI, esta abriendose caminoen la vida diaria. Pero lo esta haciendo demaneras muy diferentes a la imagineria deciencia ficcion —de robots humanoides yordenadores descontentos como HAL en 2001:una odisea del espacio— que en tiempos evoco.

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Tambien se ha tardado medio siglo endeshacerse del fantasma del hombre al quemuchos consideran el padre de la InteligenciaArtificial. En 1950, pocos anos antes de susuicidio a la edad de cuarenta y un anos, AlanTuring, brillante matematico, descifrador ypionero de la computacion de Cambridge, tuvouna vision del futuro. Profetizo que a finales desiglo XX los ordenadores serian capaces demantener una conversacion de cinco minutos conlos seres humanos y harian que el 30% de elloscreyeran que estaban conversando con otro serhumano.

El plazo paso; sin embargo, pese a habergastado miles de millones de libras enfinanciacion, ningun ordenador ha llegado a hacercreer a su creador de que realmente es un ente<<<pensante>>>. ?Han fracasado loscientificos computacionales en su investigacion?En absoluto: de hecho, en algunos casos, como

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Aaron, podria decirse que han logrado dotar a lasmaquinas de capacidades que pueden superar alas de un ser humano.

Mas importante aun es que la mayoria de losinvestigadores del campo de la InteligenciaArtificial han empezado a considerar la vision deTuring como irrelevante en comparacion con unobjetivo de mucho mayor calibre: la creacion demaquinas que puedan librar a los seres humanosde tareas pesadas como la deteccion de celulascancerosas en preparaciones histologicas o eldescubrimiento de fraudes en documentosfinancieros.

Aun asi, en sus inicios, la investigacion de laInteligencia Artificial estaba orientada por lacreencia de que las maquinas pronto seriancapaces de lograr rasgos similares a los humanose incluso superarlos. Este optimismo provenia deun descubrimiento fundamental que habian

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hecho los investigadores sesenta anos atras: queincluso <<<cerebros electricos>>>rudimentarios pueden lograr hazanasimpresionantes.

En 1943, dos neurologos estadounidenses,Warren McCu-Uoch y Walter Pitts, dejaronanonadados a sus colegas al demostrar que eraposible comprender la accion de los nerviosusando las leyes de la logica matematica, quesustentan los procesos basicos del razonamiento.Tambien probaron que se puede hacer unaimitacion de los nervios usando circuitos electricosconectados de ciertas formas, lo que abria portanto la posibilidad de crear cerebros artificialesque pudieran razonar y <<<pensar>>>.

Dado que los autenticos cerebros contienen milesde millones de celulas nerviosas, parecia probableque cualquier imitacion de su capacidad utilizandocomponentes electricos se encontraria a anos

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luz. Sin embargo, los investigadores descubrieronpronto que incluso <<<redes neuronales>>>relativamente simples podian ser entrenadaspara resolver tareas sorprendentemente dificiles.

El truco consistia en conectarlas de modo que surespuesta a entradas de datos particularespudiera afinarse para conseguir el resultadocorrecto. En 1951, Marvin Minsky, cientificocompu-tacional estadounidense, habia conectadocientos de tubos de vacio de modo que pudieranaprender a imitar la capacidad de las ratas demoverse por un laberinto.

Parecia que estaba claro el camino a seguir:simplemente crear redes neuronales mayores yentrenarlas. Sin embargo, no todo el mundoestaba convencido. El problema de dichas redesera, y es, que nunca ha estado claro conexactitud como o por que actuan como lo hacen.Abrirlas para examinar sus conexiones no es en

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absoluto algo util.

Tales cuestiones llevaron a algunosinvestigadores a seguir una via diferente hacia laInteligencia Artificial, basada directamente en lasreglas de la logica. La idea era crear maquinascuyos circuitos imitaran la capacidad derazonamiento de la mente humana. A mediadosde la decada de 1950, Herbert Simon (CarnegieInstitute of Technology, Pittsburg) y suscolaboradores lograron aprehender las leyes de lalogica en un formato que pudieran comprenderlos ordenadores. El resultado fue <<<The LogicTheorist>>> (<<<El Teorico Logico>>>),cuyas habilidades no eran menos asombrosasque las de la <<<rata>>> electrica de Minsky.El programa, pese a utilizarse en unacomputadora relativamente primitiva, podiaprobar docenas de teoremas sobre losfundamentos de las matematicas, tarea que secreia reservada a logicos humanos brillantes.

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Ahora se considera que The Logic Theorist fue elprimer programa de Inteligencia Artificial; hizo sudebut en 1956, en la primera conferencia deInteligencia Artificial, celebrada en el DartmouthCollege (New Hampshire). La conferencia estuvorodeada de gran interes por las perspectivas queentonces surgieron, y asistio al nacimiento deltermino <<<Inteligencia Artificial>>>. Al anosiguiente, Herbert Simon predijo que en diez anossurgirian ordenadores tan inteligentes que seriancapaces de hacer sus propios descubrimientosmatematicos y convertirse en campeones delmundo de ajedrez.

A principios de la decada de 1960, las redesneuronales iban viento en popa. En el CornellAeronautical Laboratory (Nueva York), elpsicologo Frank Rosenblatt habia creado elPerceptron, una red de sistemas electricos quetenia la asombrosa capacidad de<<<recordar>>> patrones de luces. Al igual que

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un ser humano al que se pusiera frente a unacara familiar, se podia entrenar al Perceptronpara que reconociera ciertos patrones de luces.

Se trataba de un logro impresionante que prontollevo a Rosenblatt a promocionar el Perceptroncomo el prototipo de una autentica maquina<<<pensante>>>. No obstante,inevitablemente estas afirmacionesgrandilocuentes molestaron a sus rivales, en granmedida porque amenazaban sus posibilidades deobtener parte de los ingentes fondos que elDepartamento de Defensa de Estados Unidosofrecia para la investigacion en materia deInteligencia Artificial.

En 1969, dos rivales de Rosenblatt, SeymourPapert y Marvin Minsky (Massachusetts Instituteof Technology), publicaron un libro en el queafirmaban que habian probado que el futuro de laInteligencia Artificial no podia relacionarse con el

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Percep-tron. Demostraron que carecia de lacapacidad para resolver un tipo de problemalogico importante en las aplicaciones deInteligencia Artificial, al menos en su formatomas simple. Tambien insistieron en que no habiaforma de modificar el Perceptron para conseguiresto. Pronto se demostro que estas afirmacioneseran falsas, pero para entonces Papert y Minskyhabian conseguido interrumpir la concesion defondos no solo para el Perceptron sino para todala investigacion de redes neuronales.

Hasta mediados de la decada de 1980, el caminohacia la Inteligencia Artificial estuvo dominado porprogramas basados en la logica que se utilizabanen ordenadores convencionales. La atencion secentro en los denominados metodos de sistemasexpertos, en los que se dotaba a losordenadores de las capacidades de expertoshumanos en el campo del diagnostico medico o ladeteccion de fraudes, por ejemplo. Esto

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implicaba el establecimiento de una <<<base deconocimiento>>> de reglas basada enentrevistas estructuradas con expertoshumanos, y la programacion de los ordenadorespara aprovechar estas reglas, aplicando la logicapara llegar a tomar decisiones, por ejemplo,sobre la mejor manera de tratar a un pacientecon cancer.

Sin embargo, como ocurre con tanta frecuenciaen la investigacion de la Inteligencia Artificial, larealidad distaba mucho de cumplir lasexpectativas. Aprehender la experiencia humanaresulto ser mucho mas dificil de lo que muchospensaban, mientras que los ordenadores deaquella epoca tenian problemas para afrontar lasexigencias de razonamiento logico. Tampocohabia nadie dispuesto a dar la bienvenida a estos<<<expertos>>> compu-tarizados en su areade trabajo. Los informes de su fracaso seacogieron con regocijo: mientras las empresas

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que los consideraban utiles se mantuvieran ensilencio, menos rivales descubririan el secreto desu exito.

A mediados de la decada de 1980, estaba claroque los sistemas expertos nunca podrian llegar aser la panacea, tal como algunos habianafirmado. Pero por aquella epoca comenzaba aresurgir el interes por las redes neuronales. JohnHopfield, biologo teorico de Caltech, reavivo elinteres por las relaciones entre las redesneuronales y las celulas vivas, mientras que otrosinvestigadores apuntaban soluciones alargumento supuestamente demoledor de Paperty Minsky contra el Perceptron. Para entoncesparecia que se habian superado mas o menoslas luchas intestinas y se disponia de unapotencia computacional barata y abundante, porlo que el campo de la Inteligencia Artificial seestablecio para afrontar los problemas del mundoreal.

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Su variedad es asombrosa. Las capacidades derazonamiento logico de los sistemas expertos sehan aplicado en campos que van desde eldescubrimiento del fraude en la banca hasta ladeteccion de secuencias genicas entre los mnesde millones de bases del ADN. Entretanto, lasredes neuronales han tenido exito en aplicacionesque aprovechan sus puntos fuertes: la deteccionde patrones y el aprendizaje de la experiencia.Ahora se estan utilizando para vigilar losautomoviles sospechosos que se aproximan aLondres, descubrir a delincuentes buscados enlas calles principales e incluso detectar signos deposible violencia entre el gentio antes de queestallen*.

* La mayoria de nosotros detesta el correobasura, pero seria incluso mas irritante si nofuera por los metodos de Inteligencia Artificial,que han garantizado que la mayor parte delcorreo basura vaya a donde debe ir. Esto ha sido

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posible gracias al uso de la Inteligencia Artificial enlo que se denomina <<<extraccion dedatos>>>, proceso en el que se utilizanordenadores para buscar patrones en la inmensacantidad de datos que generamos simplementeen nuestra vida cotidiana. Utilizando fuentescomo los datos de caja de los supermercados,las tecnicas de Inteligencia Artificial puedendeducir quienes somos, lo que buscamos ycuando, y pueden orientar el material publicitarioen consecuencia.

Pese a toda su utilidad, los actuales sistemas deInteligencia Artificial aplicados a la vida realparecen estar lejos de las <<<maquinaspensantes>>> que en tiempos se auguraron. ?Que paso con la vision de Alan Turing de unordenador que pudiera convencer a los sereshumanos de ser uno de ellos, o con la prediccionque hizo Herbert Simons en 1957 de que llegariael dia en que los ordenadores serian capaces de

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hacer descubrimientos matematicos y deconvertirse en campeones del mundo deajedrez?

De hecho, todas estas predicciones se hicieronrealidad, al menos hasta cierto punto. En 1966,Joseph Weizenbaum, del Massachusetts Instituteof Technology (MIT), dio a conocer a Eliza, unordenador capaz de responder a los sereshumanos usando lenguaje ordinario.Weizenbaum esperaba que Eliza echara abajo lasbarreras existentes entre los ordenadores y losseres humanos. Para horror suyo, encontro queeran demasiados los seres humanos queestaban mas que deseosos de romper por simismos esas barreras. Eliza estaba programadopara dar respuestas como las que se esperan deun psicoterapeuta. Afirmaciones como<<<Tengo problemas con mi padre>>>llevaban a Eliza a responder: <<<Hableme deel>>>.

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Weizenbaum descubrio que la gente abriarapidamente su corazon a esta maquina. Estabamuy preocupado por el hecho de que, pese aser evidente que Eliza no <<<piensa>>>,demasiados seres humanos le permitirian pasarel Test de Turing.

La prediccion de Simon de que un ordenadorharia un descubrimiento matematico se hizorealidad en 1976, cuando un programa basadoen la logica denominado AM, desarrollado porDouglas Lenat (Stanford University), afirmo quecualquier numero par igual o mayor que cuatroes la suma de dos numeros primos. Elmatematico Christian Goldbach habia hecho lamisma afirmacion unos doscientos anos antes;incluso asi, el hecho de que AM hubieradescubierto de nuevo la <<<conjetura deGoldbach>>> dejaba entrever el potencial de laInteligencia Artificial8.

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Una demostracion aun mas impresionante llegoen 1997, cuando el ordenador Deep Blue de IBMbatio a Gary Kasparov, el mejor jugador deajedrez de la historia.

Estos exitos, aunque espectaculares, son elresultado de proyectos excepcionales, queutilizan metodos alejados de la corrientedominante en la investigacion de la InteligenciaArtificial. Evidentemente, arrojan poca luz sobrecomo es posible que los 1.300 gramos de lablanda sustancia gris a la que denominamoscerebro humano pueda hacer todas estas cosasy muchas mas.

Cincuenta anos despues de su inicio, resulta claroque la busqueda para aprehender esaasombrosa capacidad en un ordenador siguesiendo tan desafiante como siempre.

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LA TRAMPA ANTROPOMORFA

Cada ano, los investigadores de la InteligenciaArtificial compiten por el Premio Loebner,instaurado en 1990 por un filantropoestadounidense y dotado con 100.000 dolares yuna medalla para los disenadores del primerordenador que convenza a los jueces de que esmedianamente humano. Aunque ningunordenador aun se haya acercado lo suficientepara reclamar el premio, cada ano se concede lasuma de 2.000 dolares y una medalla de bronceal mejor programa informatico, algunos de loscuales se encuentran en linea (veasewww.tinyurl.com/9men4). La interaccion con ellosa menudo pone de relieve un rasgo que se haobservado desde el inicio de la investigacion de laInteligencia Artificial: nuestra tendencia alantropomorfismo. En 1966, Joseph Weizenbaum

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(Massachusetts Institute of Technology) dio aconocer a Eliza, un programa informatico quehacia una exacta e inquietante imitacion de unpsicoterapeuta. Su exito se debia a trucos comollevar las conversaciones hacia el pacientesiempre que fuera posible, incitandole por tanto arealizar todo el proceso de pensamiento.Weizenbaum encontro que la tendencia de lagente a abrir su corazon al ordenador erar e a l m e n t e alarmante: <<<Exposicionesextremadamente breves a un programainformatico relativamente simple>>>, observo,causan <<<un poderoso pensamiento deliranteen gente muy normal>>>.

EL EXPERTO EN SHAKESPEARECOMPUTARIZADO

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Como el cerebro humano, las redes neuronalesson especialmente buenas descubriendopatrones ocultos entre detalles confusos. Esto hasupuesto aplicaciones inusuales de este tipo detecnologia de Inteligencia Artificial, incluida laestilometria, la identificacion de los autores apartir de su estilo de escritura. A principios de ladecada de 1990, Tom Merriam, experto enShakespeare, y yo, desarrollamos una redneuronal que puede reconocer el estilo deescritura de Shakespeare y sus contemporaneos.Funciona extrayendo de amplias muestras detexto caracteristicas estilometricas, como lasfrecuencias relativas de ciertas palabras, yasociandolas con cada autor. Una vezentrenada, la red neuronal se mostro muy habilidentificando a autores de textos que no habiavisto antes. Tambien brindo informacioninteresante sobre el misterio de la transformacionde Shakespeare, actor eventual, en un genialdramaturgo. Algunas de sus primeras obras

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mostraban signos de ser versiones enmendadasde libretos escritos por el gran ChristopherMarlowe, contemporaneo suyo.

Cronologia

1943 Warren McCulloch y Walter Pittscrean <<<redes neuronales>>>electricas.

1950 Alan Turing desarrolla la prueba quelleva su nombre para determinar si unordenador es <<<pensante>>>.

1951 Marvin Minsky crea una<<<rata>>> electronica que aprende aescapar de un laberinto.

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1956 Conferencia en el Dartmouth Collegeen la que John McCarthy acuna el terminode <<<Inteligencia Artificial>>>. HerbertSimon y sus colaboradores presentan elprimer programa de Inteligencia Artificial.

1960 Frank Rosenblatt (Cornell University)muestra el Perceptron.

1969 Las criticas de Minsky y SeymourPapert acaban con la investigacion sobreredes neuronales.

1972 Harold Cohen comienza a trabajaren Aaron, el artista computarizado. … 1976Douglas Lenat (Stanford University) creaAM, un programa que hacedescubrimientos matematicos. 1982 JohnHopfield (Caltech) reactiva la investigacionde redes neuronales.

1997 El ordenador Deep Blue, de IBM,

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vence al campeon mundial de ajedrez GaryKasparov.

1990 hasta la fecha Los metodos deInteligencia Artificial comienzan ageneralizarse.

Citas

8

Los origenes de la aparente creatividad deAM han sido motivo de una considerablepolemica. En 1984, Keith Hanna y GraemeRitchie, expertos britanicos en InteligenciaArtificial, publicaron un estudio de AM quedemostraba que puede habersebeneficiado de las ideas creadasinconscientemente en su codigo por Lenatpara ayudar a descubrir nuevas ideas, y

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tambien de que Lenat identificara las ideasprometedoras a medida que surgian deAM. Ademas, el propio Lenat apunto queLisp, el lenguaje computational utilizadopara crear AM, tenia su origen en eldenominado calculo lambda, que fueinventado especificamente para probar lasbases de las matematicas. Lenat empezoa sospechar que los exitos matematicos deAM eran principalmente el resultado de lasimportantes correlaciones entre Lisp y lasmatematicas.

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5Teoria de la Informacion

En pocas palabras

Desde los DVD y los discos duros hasta las comunicacionesvia satelite y los mensajes de texto, la informaciondesempena un papel fundamental practicamente en todoslos aspectos de nuestras vidas. En 1948, un ingenieroestadounidense llamado Claude Shannon establecio lasbases de lo que ahora se conoce como Teoria de laInformacion, que mostro los limites para conseguircomunicaciones rapidas a la par que fiables. Llevo aldesarrollo de tecnicas, como la compresion de datos y lacorreccion de errores, que permiten almacenar y transmitirdatos de la forma mas eficiente posible. Pero se haprobado que la Teoria de la Informacion tiene tambienimportantes aplicaciones en problemas mucho masprofundos. El codigo genetico del ADN ha resultado ser unejemplo elegante de almacenamiento de informacion, y losinvestigadores estan utilizando la Teoria de la Informacionpara descodificar los genomas de los organismos vivos.Entretanto, los fisicos han encontrado pruebas de que la

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informacion constituye el centro de la clarividente Teoriadel Todo. En resumen, la Teoria de la Informacion abarcala vida, el Universo y todo.

Nunca antes se habia intentado nada por elestilo; ni siquiera los expertos de la NASA sabiansi realmente iba a funcionar. Pero despues demonitorizar los datos, cabian pocas dudas: habiaque hacer algo o perderian el contacto con susonda espacial para siempre. El Voyager I,lanzado en 1977, habia enviado imagenesespectaculares de Jupiter y Saturno, y luegohabia abandonado el sistema solar en una misionsin retorno hacia las estrellas. Pero al cabo deveinticinco anos de exposicion a las gelidastemperaturas del espacio infinito, la sondaespacial habia comenzado a dar signos de suedad. Sensores y circuitos estaban a punto defallar, y al encontrarse la sonda a 12,5 billones dekilometros de la Tierra, parecia que nadie podiahacer nada. A no ser, claro esta, que los

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ingenieros de la NASA pudieran enviar de algunamanera un mensaje al Voyager I coninstrucciones para que desempolvara algunosrepuestos y los utilizara en lugar de los viejos. Enabril de 2002, una de las enormes antenasparabolicas de radio perteneciente a la red DeepSpace de la NASA envio un mensaje a losconfines del espacio. Incluso viajando a lavelocidad de la luz, tardo once horas en llegar asu objetivo, mucho mas alla de la orbita dePluton. Sin embargo, por increible que parezca, lapequena sonda espacial consiguio escuchar ladebil llamada de su planeta y logro realizar conexito el cambio.

Se trataba del trabajo de reparacion a distanciamas importante que se habia realizado en lahistoria, todo un triunfo para los ingenieros de laNASA. Pero tambien senalaba la asombrosopotencial de las tecnicas desarrolladas por uningeniero de telecomunicaciones estadounidense,

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Claude Shannon, que habia muerto justamente elano anterior. En la decada de 1940, habia creadoen solitario toda una ciencia de la comunicacionque habia encontrado desde entonces grancantidad de aplicaciones, desde los DVD hasta lascomunicaciones via satelite y los codigos debarras —en resumen, en cualquier lugar dondelos datos tuvieran que transmitirse de formarapida y exacta.

La conocida como Teoria de la Informacionconstituye la base de muchas de las tecnologiasmas importantes en la actualidad. Pero ahora hacomenzado a surgir un nuevo campo deaplicaciones, con profundas implicacionesrespecto a la propia naturaleza del espacio y eltiempo. Algunos de los principales fisicos delmundo creen que la Teoria de la Informacionproporciona la clave para comprender algunos delos misterios mas profundos del cosmos, desdela naturaleza de los agujeros negros hasta el

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propio significado de realidad.

Todo esto parece estar a anos luz de los usospracticos que Shannon dio originalmente a sutrabajo, que comenzo cuando tenia veintidosanos, en 1939, y como licenciado en ingenieriaen el prestigioso Massachusetts Institute ofTechnology. Empezo con un propositoaparentemente simple: definir el significadopreciso del concepto de <<<informacion>>>.Shannon sugeria que la forma mas basica deinformacion es si algo es verdadero o falso, algoque puede registrarse mediante una unidadbinaria unica o <<<bit>>>, con la forma 1 o 0.Habiendo identificado esta unidad fundamental,Shannon empezo a definir ideas, por lo demasvagas, sobre la informacion y la transmision deesta de un lugar a otro. Durante este procesodescubrio algo sorprendente: siempre es posiblegarantizar que los mensajes superaninterferencias aleatorias (<<<ruido9>>>)

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manteniendose intactos. Shannon demostro queel truco consiste en encontrar la manera decodificar (<<<empaquetar>>>) la informacionpara afrontar los estragos del ruido, peromanteniendose dentro del ancho de banda (lacapacidad de transporte de informacion) delsistema de comunicacion.

A lo largo de los anos, los cientificos hanconcebido muchos de esos metodos decodificacion que han demostrado ser cruciales enmuchas hazanas tecnologicas. La sonda espacialVoyager trasmitia datos usando codigos queanadian un bit extra por cada bit de informacion;el resultado fue una tasa de error del solamenteun bit por cada diez mil e imagenesasombrosamente claras de los planetas. Otroscodigos han pasado a formar parte de la vidadiaria, como el codigo de producto universal o<<<codigo de barras>>>, que utiliza un simplesistema de deteccion de errores que garantiza

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que los laseres de chequeo de lossupermercados puedan leer el precio incluso, porejemplo, en una bolsa arrugada de patatasfritas. En 1993, ingenieros de France Telecomrealizaron un gran avance descubriendo losdenominados codigos turbo, que se acercanmucho al limite final de Shannon y ahoradesempenan un papel fundamental en larevolucion de los videotelefonos moviles.

Shannon tambien establecio la base paraconseguir formas eficientes de almacenar lainformacion, deshaciendose de los bitsinnecesarios (<<<redundantes>>>) de datosque poco contribuyen a la informacion real. Comodemuestran mensajes de texto por telefonomovil como <<<lbso, tqm>>> a menudo esposible eliminar un monton de datos sin perdermucho significado. Sin embargo, como ocurrecon la correccion de errores, existe un limite masalla del cual los mensajes se hacen demasiado

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ambiguos. Shannon demostro como calcular estelimite, abriendo el camino al diseno de metodosde compresion que incluyen la mayor cantidad deinformacion en el minimo espacio.

No resulta sorprendente que la publicacion deShannon, en 1948, de Mathematical Theory ofCommunication se reconociera rapidamentecomo un momento crucial en la historiatecnologica. Sin embargo, el propio Shannonrehuso tomar parte en lo que consideraba undespliegue publicitario. Ironicamente, ya habiansurgido insinuaciones de que la Teoria de laInformacion era incluso mas importante de loque nunca hubieran podido pensar sus partidariosmas entusiastas.

En esa epoca, muchos cientificos luchaban porresolver el misterio de la informacion biologica, enconcreto la naturaleza precisa de las instruccionesusadas por los organismos vivos para

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reproducirse. Los investigadores hablabanvagamente de <<<genes>>>, aunque nadiesabia lo que eran realmente. Muchos creian quetenian que ser proteinas, que parecian tener lacomplejidad necesaria para actuar comoinstrucciones para los organismos vivos. Pero en1944, el bioquimico estadounidense Oswald Averyy sus colaboradores sorprendieron a muchosdemostrando que la informacion genetica eratransportada en las celulas por una moleculamucho mas simple, conocida como ADN.

Hubieron de pasar otros veinte anos paradescubrir de que manera la informacion estransportada por las cuatro <<<bases>>>quimicas del ADN, pero resultaba que los geneshabian evolucionado de acuerdo a los principiosde la Teoria de la Informacion. Sin embargo, enel caso de organismos complejos como los sereshumanos, los genes constituyen solo un pequenoporcentaje del ADN, correspondiendo el resto a

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secuencias de bases aparentemente inutilesdenominadas ADN <<<basura>>>. En 1992,Eugene Stanley (Universidad de Boston) utilizouna tecnica basada en la Teoria de laInformacion para descubrir pistas de<<<redundancia>>> en el ADN basura, queindicaran que existe informacion escondida enestas regiones no geneticas. En la actualidad escada vez mayor el numero de investigadores quesospechan que el exito de la medicina genomicadependera del conocimiento de la repercusion dela informacion existente en el ADN<<<basura>>>.

La Teoria de la Informacion tambien estasurgiendo como parte fundamental de labusqueda del santo grial de la fisica teorica: laTeoria del Todo. Abordaremos con detalle esteasunto en el capitulo 21, pero baste decir porahora que la Teoria del Todo pretende reunir enun conjunto unico de ecuaciones el origen y la

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naturaleza del cosmos y de lo que en el existe. Elmayor obstaculo ha sido la combinacion de lasdos teorias de mayor exito en la ciencia: laTeoria Cuantica, que gobierna el mundosubatomico, y la Teoria General de la Relatividadde Einstein, que describe la naturaleza de lagravedad. Estas dos teorias no podian ser masdiferentes. Segun la Teoria Cuantica, la gravedadse transmite de un lugar a otro mediante<<<particulas transportadoras>>>, mientrasque la Teoria de la Relatividad considera que lagravedad es el resultado de la curvatura delespacio y el tiempo. Algo como una Teoria delTodo debe unificar estos dos conceptosradicalmente diferentes, ?pero como?

A principios de la decada de 1970 surgieronindicios de que la Teoria de la Informacion podriaconstituir la clave, tras la investigacion de los queprobablemente sean los objetos mas extranosdel Universo: los agujeros negros. Formados

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siempre que objetos como las estrellassupermasivas se colapsan bajo la accion de supropia gravedad, los agujeros negros incluyen talcantidad de masa en un espacio tan pequenoque sus campos gravitacionales sonincreiblemente intensos; tanto que ni siquiera laluz puede escapar de sus garras.

En 1973, un joven estudiante de la Universidadde Princeton, Jacob Bekenstein, comenzo aestudiar las implicaciones del prodigioso apetito delos agujeros negros. Cada vez que un objetodesaparece dentro de ellos, hay informacion queva junto con el objeto, pero Bekenstein proboque existe un limite para la cantidad informacionque puede contener un determinado agujeronegro. La cantidad es inimaginablemente vasta:incluso un agujero negro del tamano de unproton puede contener tanta informacion comobillones de discos compactos. Pero lo queintrigaba a los cientificos era la formula con la que

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se obtuvo este limite maximo, conocida comolimite de Bekenstein. Contra lo que indica elsentido comun, la formula demostraba que ellimite no depende del volumen del agujero negro,sino solo de su area superficial. En segundolugar, la respuesta que da se expresa enterminos de lo que se denominan areas dePlanck. Se trata de las mas pequenas superficiesde espacio concebibles, y se espera quedesempenen un papel fundamental en cualquierTeoria del Todo.

Dicho de otro modo, la formula de Bekensteinparecia apuntar a conexiones entre la clarividenteTeoria del Todo y la informacion. En los ultimosanos, otros teoricos han hallado muchas mas deestas indicaciones. Se ha encontrado quediferentes enfoques al problema de la unificacionde la teoria cuantica con el concepto degravedad de Einstein llevan a la formula deBekenstein, fomentando la confianza en que la

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informacion probara ser importante en la Teoriadel Todo definitiva.

En 1999, el fisico Roy Fireden (Universidad deArizona) descubrio pruebas de que las propiasleyes de la fisica se refieren finalmente a laobtencion de informacion del Universo. Durantemucho tiempo los fisicos teoricos han estadointrigados con el hecho de que todo, desde lasleyes del movimiento de Newton hasta las reglasde la mecanica cuantica, pueda derivar de lamisma formula. Dicho de modo mas sencillo,insertando la <<<clave>>> correcta en unamaquina matematica conocida como el Principiode Minima Accion es posible derivar todas lasleyes de la fisica. Pero aunque los teoricosestaban felices de usarla, no pudieron explicarpor que o de que manera esta maquina ejecutasu magia.

Frieden demostro que la respuesta puede estar

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en la informacion. Siempre que intentamoscomprender de que manera funciona el cosmos,estamos respondiendo a la siguiente pregunta: ?adonde ira esta particula, por ejemplo, o cuanrapido se movera? Frieden utilizo la Teoria de laInformacion para encontrar un modo de obtenerlas respuestas <<<mas informativas>>> atales cuestiones —y resulta que aquellasrespuestas son lo que denominamos leyes de lafisica.

Aunque la Teoria de la Informacion arroja luzsobre muchas cuestiones profundas, siguenexistiendo muchos misterios, como lo que ocurrecon la informacion que cae en un agujero negro.Parece obvio que toda esa informacion debedesaparecer definitivamente, pero esto violaprincipios fundamentales de la Teoria Cuantica.En 1997, la denominada paradoja de lainformacion perdida en los agujeros negros llevoa Stephen Hawking (Universidad de Cambridge) a

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hacer una apuesta con dos colegas respecto aque la Teoria Cuantica era erronea, y que lainformacion realmente se desvanece dentro delos agujeros negros. Finalmente Hawking decidiopagar la apuesta, al encontrar lo que creyo queeran argumentos solidos de que la informacionsobrevive dentro de un agujero negro10.

Nadie lo sabe con seguridad; de hecho, esposible que jamas podamos resolverlo. Laimportancia real de estas discusiones radica enlas pistas que dan sobre el papel de lainformacion en la creacion de la Teoria del Todo.Y hasta la fecha las pruebas indican unaposibilidad asombrosa: que las claves del cosmospueden estar intimamente relacionas con losmismos principios utilizados para disenar loscodigos de barras de los supermercados.

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CODIGOS TURBO

En 1993, dos profesores franceses asombrarona los expertos en comunicaciones desvelandouna forma de transmitir senales con velocidadesy tasas de error que se consideraban imposibles.Los ingenieros habian tardado decenios en buscarformas de <<<empaquetar>>> (codificar)senales para llegar lo mas cerca posible del limitedefinitivo para una comunicacion rapida y exacta,establecido por el teorema de la capacidad deinformacion de Shannon, pero incluso los mejorescodigos precisaban en general una potencia desenal aproximadamente doble a la predicha por elteorema. Claude Berrou y Alain Glavieux (EcoleNatio-nale Superieure des Telecommunications deBretagne, Brest) asombraron a los expertosencontrando codigos que solo necesitaban unporcentaje de potencia algo mayor que el limite

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de Shannon. Los conocidos como codigos turbofuncionan usando dos codificadores y descodifica-dores separados en la misma senal, permitiendoque cada uno compruebe el trabajo del otro.

EL PRINCIPIO DE MINIMA ACCION

Formulado por vez primera en 1744 en el campode la filosofia por el matematico frances PierreMaupertuis, el Principio de Minima Accion afirmaque la naturaleza siempre actua para minimizar lacantidad de <<<accion>>> implicada, cantidadque depende de las propiedades de lasparticulas. Posteriormente, los fisicosdescubrieron que la eleccion correcta de la accionpermite obtener todas las leyes de la fisica deeste principio, aunque la causa de que funcione

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sigue siendo objeto de gran polemica.Investigaciones recientes sugieren que es posibleque se relacione con la Teoria de la Informacion.

Cronologia

1941 Claude Shannon entra en BellLaboratories, en Nueva Jersey, y comienzaa establecer las bases de la Teoria de laInformacion en un articulo que se publicoen 1948. 1947 John Tukey, un estadisticoestadounidense, crea el termino<<<bit>>>, que define el elemento maspequeno de informacion necesario paradescribir el estado de un sistema de dosestados (como <<<encendido>>> o<<<apagado>>>).

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1966 La identificacion de combinacionesde bases de ADN como genes para formarproteinas demuestra el uso de la Teoria dela Informacion en organismos vivos.

1969 El acuerdo de Naciones Unidassupone la introduccion del numerointernacional normalizado del libro (ISBN,International Standard Book Number), unadescripcion de los libros de diez digitosbasada en los principios de la Teoria de laInformacion.

1973 El fisico Jacob Bekenstein descubreun vinculo fundamental entre la informaciony los agujeros negros, demostrando queexiste un limite en su capacidad dealmacenamiento.

1974 El chicle de Wrigley es el primerproducto en tener un codigo de productouniversal (<<<codigo de barras>>>), que

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fue inventado el ano anterior por elestadounidense George Laurer.

1992 Eugene Stanley (Universidad deBoston) utiliza la Teoria de la Informacionpara demostrar que el ADN<<<basura>>> puede portar informacionno genetica vital para organismos como losseres humanos.

1997 Los teoricos Stephen Hawking y KipThorne apostaron con John Preskill(Caltech) a que la informacion se destruyedentro de los agujeros negros.

1999 El fisico Roy Frieden propone quetodas las leyes de la fisica pueden ser enultima instancia el resultado del intercambiode informacion entre el observador y elUniverso.

2002 Los cientificos reparan

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satisfactoriamente la sonda espacialVoyager I a una distancia de 12,5 billonesde kilometros usando senales correctorasde errores.

2004 Un equipo dirigido por Samir Mathur(Ohio State University) utiliza ladenominada Teoria de las Super-cuerdaspara predecir que la informacion sobrevivedentro de los agujeros negros.

Citas

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Se suele entender por ruido los sonidosindeseados que interfieren con lainformacion genuina. La Teoria de laInformacion generaliza esta idea, a travesde teoremas que captan los efectos del

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ruido con precision matematica. Enparticular, Shannon demostro que el ruidoestablece un limite en la velocidad maximaa la que se puede transmitir informacion atraves de canales de comunicacion sinpresentar errores. Esta velocidad dependede la potencia relativa de la senal y delruido (razon de la senal respecto al ruido)que pasa por un canal de comunicacion,asi como de su capacidad de transportarinformacion (su <<<ancho debanda>>>). El limite resultante, expresadoen bits por segundo, es la velocidadmaxima absoluta de comunicacion sin errorque es posible alcanzar para una potenciade senal y un nivel de ruido dados. Losingenieros de telecomunicaciones seenfrentan al reto de encontrar la manerade <<<empaquetar>>> las senales demodo que puedan acercarse lo mas posibleal limite de Shannon.

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En 2004, el teorico Samir Mathur y suscolaboradores (Ohio State University)sorprendieron a los fisicos al sugerir que lainformacion sobrevive en el caos de unagujero negro. Las pruebas procedian de ladenominada Teoria de las Supercuerdas,segun la cual todas las particulas sonvibraciones de <<<cuerdas>>>multidimensionales. Mathur y suscolaboradores afirman que estas cuerdas,aunque tremendamente enmaranadas alestar cerca de un agujero negro,conservan las caracteristicas de lasparticulas de las que formaban parte.

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6Vegetales modificados

geneticamente

En pocas palabras

La creacion de vegetales modificados geneticamente esuna de las cuestiones cientificas mas polemicas delpresente. Durante milenios, los rasgos de plantas yanimales se han alterado a traves del cruce. Solo a partirde la decada de 1940 quedo claro que esto cambia deforma aleatoria el ADN de las celulas. La ingenieriagenetica tambien cambia el ADN, pero, en principio almenos, de forma orientada y controlada.

Quienes estan en contra de la ingenieria genetica afirmanque la tecnologia puede conllevar un monton deproblemas, como la aparicion de <<<superhierbas>>> ode alergias y resistencia a los antibioticos en los sereshumanos. Por el contrario, los cientificos que estan a favorde la ingenieria genetica afirman que no hay nada denuevo en la ingenieria genetica, dado que los agricultores

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han creado nuevas variedades —como el maiz a partir decierto tipo de pasto— durante cientos de anos.

En realidad, la ingenieria genetica es un punto de partidaradical, ya que se centra solo en unos cuantos genesasociados a rasgos especificos, mientras que el cruceconvencional implica a un gran numero de genes, conconsecuencias desconocidas. Los cientificos afirman que esmucho menos probable que los vegetales modificadosgeneticamente den sorpresas desagradables.

Hasta la fecha, los vegetales modificados geneticamentehan beneficiado en gran medida solo a las empresasagroquimicas y a los agricultores. Los vegetalesmodificados geneticamente de segunda generacionpueden ofrecer beneficios —como el aumento del valornutritivo— a los consumidores directos.

Mientras hace la compra semanal, usted cogeuna lata de maiz, y le llama la atencion algo queaparece en la lista de ingredientes:<<<Modificado geneticamente>>>. ?Que haceusted? Si los resultados de una encuestapublicada recientemente por el grupo de

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supermercados Co-op pueden servir de guia,volvera a dejar la lata en el estante: cuatro decada cinco personas decian que no comprarian asabiendas alimentos modificados geneticamente.Pronto se aclarara si esto es cierto, dado que losnuevos reglamentos de la Union Europea de abrilde 2004 obligan a los fabricantes de comidaprocesada a revelar si sus productos alimenticioscontienen ingredientes modificadosgeneticamente.

El grupo Co-op se adelanto a la resistencia delconsumidor anunciando que los productosalimenticios de su propia marca no contendrianalimentos modificados geneticamente. Lacompania, que es la mayor empresa agricola deGran Bretana, tambien declaro que no usaalimentos para animales modificadosgeneticamente ni cultiva vegetales modificadosgeneticamente en sus tierras.

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La empresa insistio en que esta decision estabadictada por los actuales conocimientos cientificosy por la opinion de los consumidores. Sinembargo, los cinicos podrian considerar estocomo un intento de no quedarse atras en unabatalla de relaciones publicas con rivales masimportantes, como Sainsbury y Wai-trose, quehabian tomado decisiones similares anos antes.Para muchos cientificos, la decision hace casoomiso a todas las pruebas sobre los riesgos ybeneficios de la tecnologia de ingenieria genetica.

Era, en resumen, otro estallido de argumentoscontradictorios como los que habian perseguido ala cuestion de la ingenieria genetica desde quefuera noticia en todo el mundo en 1998. Unacampana de concienciacion publica llevada a cabopor la ,, empresa agroquimica estadounidenseMonsanto suscito el escandalo entre los activistasafirmando que la modificacion genetica de losvegetales no era nada nuevo. En cierto sentido,

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la empresa estaba en lo cierto: su campana deconcienciacion simplemente llamo la atencionsobre una tecnica para crear vegetales en la queya se trabajaba desde hacia quince anos. Perocuando el publico supo como se habian creadolos vegetales modificados geneticamente, no legusto lo que escuchaba. Parecia que loscientificos se estaban inmiscuyendo en lanaturaleza y pretendian colocar los resultados enlos platos de todo el mundo.

Los partidarios de la ingenieria genetica habianargumentado durante mucho tiempo que el serhumano habia modificado geneticamente losvegetales durante milenios. Las pruebasarqueologicas y del ADN indican que losagricultores de Centroamerica consiguieron crearuna nueva forma de calabaza similar a lacalabaza actual hace aproximadamente 9.500anos, y mas tarde cultivaron una mezcla de maizy maicillo. Los efectos de este cruce fueron a

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veces espectaculares: en 1879, William JamesBeal (Michigan State University) desarrollo crucesde maiz con una produccion un 50% superior. Sinembargo, los metodos de cultivo convencionalesson muy diferentes de los utilizados en laingenieria genetica. Incluso hoy en dia, losmetodos tradicionales son increiblementeineficientes, requiriendo un gran numero deplantas para lograr una elevada probabilidad detransferencia de rasgos. Peor aun es que ungran numero de rasgos desconocidos tambienpueden transferirse al mismo tiempo, a vecescon consecuencias graves.

Los posibles riesgos para la salud de cultivar ycomer vegetales modificados geneticamente hansido un tema fundamental en el debate sobre laingenieria genetica. No obstante, los defensoresde esta tecnologia apuntan que, debido a quesolo suelen estar implicados unos pocos genes, elriesgo de efectos secundarios inesperados es

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mucho menor con los vegetales modificadosgeneticamente que con las variedades cultivadasde manera convencional, en las que se combinaninmensas cantidades de genes desconocidos. Demanera ironica, algunos vegetales cultivados contecnicas tradicionales se han vinculado de hechoal tipo de alarma que se asocia con tantafrecuencia a la ingenieria genetica.

En 1964 se lanzo una variedad de patatacultivada tradicio-nalmente, denominada Lenape,y sus creadores afirmaban que las patatas fritashechas con esta variedad eran mejores. Noobstante, las pruebas revelaron que la nuevavariedad tambien contenia concentracionespeligrosamente altas de solanina —la toxina de labelladona— y se tuvo que abandonar su cultivo.Los mismos problemas surgieron en 1995 conMagnum Bonum, una variedad sueca de patatacultivada de manera convencional. A finales de ladecada de 1980, se lanzo en Estados Unidos una

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variedad de apio resistente a los insectos quecontenia concentraciones elevadas decarcinogenos activados por la luz, denominadospso-ralenos, que tambien causaban reaccionescutaneas graves a los trabajadores quemanipulaban la cosecha una vez que habia sidorecogida.

Los cientificos lucharon contra estosantecedentes para mejorar tanto la velocidadcomo la calidad del cultivo de vegetales. Parapotenciar la gama de variedades mutantesdisponibles, los investigadores experimentaroncon rayos X y despues con sustancias quimicasmutagenas e incluso con radiaciones nuclearespara producir nuevos vegetales<<<naturales>>> que todavia se utilizan hoy endia. Incluso asi, el grado de exito seguia siendolamentablemente bajo.

La primera idea de una nueva estrategia surgio

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en la decada de 1940, cuando los cientificosdesvelaron la autentica naturaleza de los genes,los sagaces transportadores de informacionbiologica que permitian que los rasgos pasaran degeneracion en generacion. Se identifico el ADNcomo la molecula clave, con genes queresultaron ser secuencias de sustancias quimicas,denominadas <<<bases>>>, dispuestas en unamolecula con forma helicoidal como perlas en uncollar.

Estos descubrimientos plantearon una posibilidadnueva de cultivo. En lugar de combinar a ciegastodos los genes de dos plantas con esperanza deque, por ejemplo, se transfieran los genes quecontrolan el rendimiento, los cientificosconsideraron la posibilidad de identificar los pocosgenes implicados en ese rasgo y transferir soloesos genes a otra planta.

Ademas de ser menos aleatoria e ineficaz,

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parecia menos probable que esta modificaciongenica tan orientada produjera efectossecundarios indeseados, como toxicidad orespuestas alergicas. El reto consistia enencontrar una forma de introducir los genesprecisos en el genoma de la planta.

A principios de la decada de 1980, la atencion secentro en una bacteria denominadaAgrobacterium tumefaciens, que habiadesarrollado una manera de pasar a escondidasalgunos de sus propios genes a plantas en lo quese conoce como plasmido11. En 1983, cientificosde la Rijksuniversiteit (Gante, Belgica) anunciaronque habian logrado usar A. tumefaciens parainsertar un gen de la resistencia a antibioticos enlas plantas de tabaco.

Al crear la primera planta modificadageneticamente del mundo, el equipo belgatambien habia desarrollado una tecnica clave

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necesaria en el caso de que en algun momentola ingenieria genetica rivalizara con el cultivoconvencional. Anadiendo un <<<genmarcador>>> de la resistencia los antibioticos alos genes de rasgos como el mayor rendimiento,los cientificos podian descubrir que plantas habiansido modificadas de manera satisfactoriasimplemente tratandolas con antibioticos queafectaran al crecimiento y viendo cuales seguiancreciendo.

La creacion del tabaco modificado geneticamentedesencadeno una explosion de investigacionesque en principio se centraron en propiedadesgenicas unicas y simples, como la resistencia alos herbicidas —que permitiria que las plantascrecieran cuando eran rociadas con sustanciasquimicas mortales para los cultivos circundantes— y a los pesticidas —introduciendo en losvegetales un gen que los hacia toxicos para losinsectos que intentaban comerselos, eliminando

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por tanto la necesidad de pulverizar todo elcampo con sustancias quimicas.

Pero al mismo tiempo, los activistas ecologistascomenzaron a preocuparse por lo queconsideraban un juego con la naturalezasimplemente para aumentar los beneficios de lasindustrias agropecuarias y agroquimicas12. Granparte de su preocupacion se centraba en losintentos realizados por los cientificos para aportara los vegetales rasgos radicalmente nuevosusando genes obtenidos de especies norelacionadas en absoluto, como los peces. Esteproducto, apodado <<<Frankenfood>>> por losecologistas, parecia llevar al cultivo mas alla delos limites del conocimiento. Otros invocaron alfantasma de las <<<supersemillas>>> creadaspor genes que se diseminaban a partir devegetales modificados geneticamente resistentesa los herbicidas hacia otras plantas, y de unaonda de alergias y resistencias a los antibioticos

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entre los seres humanos desencadenadas alcomer vegetales modificados geneticamente.

Como primera preocupacion publica habiacambiado. En 1994, la empresa estadounidenseCalgene lanzo al mercado el primer alimentofresco modificado geneticamente, el tomateFlavr-Savr, del que se decia que se manteniafresco mas tiempo. Circularon informes de que eltomate se habia creado usando un gen obtenidode un pez; de hecho, la prolongacion de superiodo de caducidad se debia a una versionmodificada de un gen de tomate convencional.Este primer intento de utilizar la tecnologia deingenieria genetica para beneficiar a losconsumidores en lugar de a los agricultorespronto se vio agriado, dado que el tomate enrealidad ofrecia pocas mejoras reales pese a quesu coste fuera el doble.

Ironicamente, el intento realizado por una de las

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principales empresas agroquimicas paratranquilizar a los consumidores fue lo que hizo deldebate sobre la manipulacion genetica unapolemica airada. En junio de 1998, Monsantolanzo en el Reino Unido una campana publicitariade un millon de libras esterlinas con el fin de<<<alentar el conocimiento positivo de labiotecnologia alimentaria>>>. Los anunciosimplicaban que los tomates y las patatasmodificados geneticamente habian sidoaprobados y que Monsanto habia realizadopruebas de seguridad en plantas modificadasgeneticamente durante veinte anos. Tras ello seprodujo un torrente de quejas y la empresa fuecensurada por la Autoridad Reguladora deNormas Publicitarias (ASA) por hacerafirmaciones enganosas. Monsanto reconocioque habia cometido un error de relacionespublicas e intento cambiar su imagen. Sinembargo, por entonces el asunto de la ingenieriagenetica se habia convertido en uno de los

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debates cientificos mas polemicos de los ultimostiempos, alimentado por una avalancha deincidentes que aparentemente confirmaban lostemores de los ecologistas.

En 1999, cientificos de la Cornell University(Nueva York) publicaron que en pruebas delaboratorio el polen del maiz Bt —modificadogeneticamente para producir la toxina de Bacillusthurigiensis, con el proposito de matar albarrenador del maiz— era mortal para las larvasde la famosa mariposa monarca. El anosiguiente, un agricultor de Alberta (Canada)notifico que las plantas de canola convencionaleshabian adquirido resistencia a tres herbicidas deuna canola cercana modificada geneticamente yresistente a los herbicidas, aumentando lostemores sobre las <<<superhierbas>>>. Mastarde, en septiembre de 2000, una forma demaiz Bt que nunca se penso dedicar al consumohumano se encontro en las tortitas de los tacos

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fabricados por una importante cadena de comidarapida estadounidense. El maiz, conocido comoStarLink, habia sido aprobado solo para su uso enlos alimentos para animales, dada la inquietudsobre la posibilidad de que provocara reaccionesalergicas en los seres humanos13.

Comenzaron a surgir informes de reaccionesalergicas en docenas de personas, y AventisCropScience, que comercializaba StarLink, cesode inmediato su produccion y comenzo unprograma de retirada del mercado de 60 millonesde libras. Los agricultores demandaron a laempresa por no haberles advertidosupuestamente de las restricciones.

Sin embargo, las pruebas realizadas porcientificos del gobierno de Estados Unidos noencontraron mas tarde indicios de que StarLinkhubiera causado las reacciones alergicas. Algosimilar ocurrio con la historia alarmista de las

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mariposas monarca: estudios sobre el terrenorealizados posteriormente sobre el efecto delmaiz Bt no demostraron que tuviera efectosadversos. Y el incidente de las<<<superhierbas>>> de Alberta fue elresultado del crecimiento de canola convencionaldemasiado cerca de la variedad modificadageneticamente, y en cualquier caso los genes sehabrian introducido solo en otras plantas decanola, y no en autentica maleza.

No obstante, todo esto apenas supusodiferencias: ya se habia danado la imagen de losvegetales modificados geneticamente. Cuando elgobierno del Reino Unido abrio el debate nacionalsobre la ingenieria genetica en 2003, la encuestaque realizo, que incluyo a 40.000 personas,demostro que la mayoria nunca quiso que secultivaran en Gran Bretana vegetales modificadosgeneticamente.

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Es posible que aun vean cumplido su deseo. Enoctubre de 2003, cientificos ingleses publicaronlos resultados del mayor ensayo sobre el terrenoque se habia realizado hasta la fecha en elmundo sobre varios vegetales modificadosgeneticamente, y llegaron a la conclusion de queel maiz modificado geneticamente resistente a losherbicidas era mejor para el entorno que suequivalente convencional. Como resultado, enmarzo de 2004, el gobierno aprobo la plantacionde dicho maiz. Dias despues, sus creadores,Bayer CropScience, se echaron atras aduciendoque las estrictas normas impuestas habian hechoque no fuera rentable.

Ahora parece que al menos en los proximos anosno se plantara ningun vegetal modificadogeneticamente en el Reino Unido. Pese a esto, elnegocio de la ingenieria genetica estaprosperando en todo el mundo, dado que surgenpruebas de que los vegetales modificados

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geneticamente brindan los beneficiosproclamados por sus creadores, como lareduccion drastica del uso de insecticidas y elmayor rendimiento. Hoy en dia se cultivanvegetales modificados geneticamenteaproximadamente en veinte paises, y suponencerca del 13 % del mercado mundial de semillas.

No obstante, lo que aun falta es un unicoproducto modificado geneticamente que beneficiede forma directa a los consumidores. En principio,la ingenieria genetica puede producir alimentosque sepan mejor, tengan mejor contenidonutricional o incluso combatan problemas desalud como la diabetes. Sin embargo, en muchoscasos los cientificos aun no han encontrado losgenes responsables de las plantas, por no hablarde la manera de modificarlos. Golden Rice, unarroz modificado geneticamente para aumentarsu contenido en vitamina A, esta sometiendose apruebas en el Lejano Oriente, aunque aun tienen

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que pasar varios anos antes de que llegue almercado14.

Muchos cientificos siguen estando convencidosde que los metodos de ingenieria genetica son elfuturo. Alegan que las tecnicas de cultivotradicionales no solo son menos eficientes, sinoque tambien plantean mas riesgos, dado quegenes con efectos desconocidos puedentransferirse con los genes del rasgo deseado.Tales vegetales tambien se plantan y secomercializan sin que se haya hecho ningunintento real de estudiar su repercusion en elambiente o en los seres humanos. En resumen,dicen que la ingenieria genetica es la forma por laque siempre deberiamos haber cultivado nuevosvegetales.

Sin embargo, los escepticos insisten en quetodavia no sabemos lo suficiente sobre losefectos a largo plazo del cultivo o el consumo de

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vegetales modificados geneticamente.

La cuestion fundamental es si el publico puedeaprender a creer en la ciencia en la que se basala ingenieria genetica —o en las companias quehasta ahora han prometido tanto a losconsumidores, aunque les hayan dado tan poco.

LA EXTRANA HISTORIA DE LA CEBADAATOMICA

Para acelerar el desarrollo de nuevos vegetales,en la decada de 1950 los cientificos comenzarona usar un metodo de ingenieria genetica que hoyen dia haria correr rios de tinta: la radiacionnuclear. Exponiendo las semillas a los rayosgamma de reactores, los cientificos crearon

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cientos de variedades mutantes de vegetalesconvencionales.

El mas famoso es Golden Promise, una formamuiante de la cebada Maythorpe, creada en elAtomic Energy Research Establishment (Harwell,Oxfordshire). Vendida por vez primera en 1966,es mas corta que la cebada convencional perotiene buenas cualidades para la fabricacion demalta y mayor rendimiento. Esto hizo que fueramuy atractiva para la fabricacion de cerveza, ysigue siendo un ingrediente fundamental dealgunos de los mejores whiskies de maltaescoceses.

SUPERHIERBAS

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Muchos vegetales modificados geneticamentehan sido creados usando genes que los hacenresistentes a los herbicidas. Esto ha hecho quesurja el temor de que estos genes encuentren sucamino hacia otras plantas, creando especies de<<<superhierbas>>> imparables frente a lasque no pueden actuar los herbicidas. Lospartidarios de la tecnologia de ingenieria geneticaarguyen que las diferencias entre los vegetalescultivables y la maleza reduce el riesgo detransferencia genica, y anaden que la resistenciaa los herbicidas ha surgido en vegetalescultivados de modo tradicional durante muchosanos, sin que causara problemas importantes.Incluso asi, los cientificos reconocen que el riesgono es nulo, aunque insisten en que siempre sedispondra de algun herbicida para acabar con lasconsecuencias.

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Cronologia

7000 a. C. Agricultores centroamericanoscultivan una variedad (aprox.) de calabazaque se convierte en la calabaza actual;despues desarrollaron mejores plantas dealgodon, judias y maiz.

1879 El botanico estadounidense WilliamJames Beal (Michigan State University)desarrolla los primeros cruces cientificos demaiz, y aumenta su rendimiento hasta un50%.

Decada de 1920 Los cientificosencuentran que la exposicion de lassemillas a los rayos X supone la creacionde mutantes y abre el <<<cultivo demutacion>>> para mejorar los devegetales como la avena y las judias.

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1944 Oswald Avery y sus colaboradoresdel Rockefeller Institute (Nueva York)aportan las primeras pruebas solidas deque el ADN contiene los <<<genes>>>de la vida. 1966 Sale a la venta GoldenPromise, una cebada de <<<cultivoconvencional>>> creada usando radiacionde un reactor en el Atomic EnergyResearch Establishment del Reino Unido.

1983 Jeff Schell y sus colaboradores de laRijksuniversiteit (Gante, Belgica) publicanun articulo sobre la creacion de la primeraplanta modificada geneticamente, unaforma de tabaco resistente a losantibioticos. 1994 Se pone a la venta enEstados Unidos el primer alimento frescomodificado geneticamente: el tomate Flavr-Savr de Calgene, que, segun afirman suscreadores, se mantiene fresco durantemas tiempo. Su precio es excesivo y

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supone un fracaso comercial. 1998Monsanto lanza una importante campanade concien-ciacion publica en Europa quedesata las protestas de las personasopuestas a los alimentos transgenicos ylleva el debate al ambito publico.

1999 Cientificos de la Cornell Universitydemuestran que el polen del maizmodificado geneticamente es mortal paralas mariposas monarca en pruebas delaboratorio (los ensayos realizados sobre elterreno con posterioridad refutaron estosresultados).

2003 Se publican los resultados de losensayos sobre el terreno realizados en elReino Unido: demuestran que el cultivo deun vegetal modificado geneticamente (unaforma de maiz) era mas benigno que el dela variedad normal

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2004 En marzo, el gobierno britanico da laaprobacion provisional para plantar maizmodificado geneticamente, pero suscreadores, Bayer CropScience, deciden noseguir adelante.

Citas

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En la mayoria de los microorganismos, lamolecula completa de ADN esta dividida en<<<paquetes>>> denominadoscromosomas. Las bacterias tienen otrasporciones de ADN fuera de loscromosomas: son los plasmidos. Estos seutilizan para transferir genes bacterianos aotras bacterias y organismos, es decir,para infectarlos. Los plasmidos son<<<vectores>>> naturales de ADN que

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pueden utilizarse para transportar genesespecificos a un organismo dado. Lasprimeras cosechas de tabaco y de algodonmodificados geneticamente se crearonutilizando plasmidos de una bacteria quehabita en el suelo, Agrobacteriumtumefaciens, que fueron modificados paradesactivar los genes responsables de lasenfermedades de las plantas y, en sulugar, transportar a las plantas los genescorrespondientes a los rasgos deseados.Aunque los plasmidos funcionan en algunasplantas, no ocurre lo mismo con otrasmuchas, incluidos los cereales.

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Durante la decada de 1960, especialistasen medio ambiente dirigidos por la biologaestadounidense Rachel Carson, autora dePrimavera silenciosa, plantearon el

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problema de los insecticidas que entoncesse utilizaban, como el DDT. Arguyendo queestos compuestos industriales eran daninospara el ecosistema, Carson pediaalternativas mas naturales, incluida latoxina Bt, que ahora se ha incorporado avariedades de vegetales modificadosgeneticamente. Los partidarios de laingenieria genetica insisten en que suestrategia reduce la necesidad de fumigarcon insecticida amplias areas, minimizandola repercusion sobre el entorno y sobre losencargados de aplicar el insecticida.

13

A mediados de la decada de 1990, PlantGenetic Systems (Belgica) creo una nuevaforma de maiz usando una variedadespecial del denominado gen Bt utilizado enotras plantas modificadas geneticamente

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para hacerlas resistentes a los insectos.Este maiz, conocido como StarLink, incluiaun gen de una toxina mortal para lasplagas que intentaban excavar en el cultivoo comerselo. En la solicitud de una licenciade plantacion presentada a la Agencia deProteccion Ambiental de Estados Unidos,sus creadores advertian que la toxina teniasimilitudes con proteinas que causabanalergias en los seres humanos. La Agenciade Proteccion Ambiental respondioaprobando el cultivo, pero solo para su usoen la alimentacion de animales. Se tratabade una restriccion que, como se demostro,era imposible de mantener: StarLink semezclo con variedades no sometidas aingenieria genetica en los ascensores y losvehiculos agricolas, y termino en la comidahumana, suscitando un gran escandalo.

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Resultado de una colaboracion por el bienpublico entre los cientificos y la industria dela ingenieria genetica, Golden Rice es unaversion geneticamente modificada de estealimento basico asiatico que tiene mayorcontenido de vitamina A, cuya carenciaamenaza la salud de 400 millones depersonas en todo el mundo. Ahora se estasometiendo a pruebas en el InternationalRice Research Institute (IRRI), en Filipinas,pero aun faltan varios anos para suaprobacion y su distribucion general.

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VIDA

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7Out of Africa

(Nuestro origen africano)

En pocas palabras

En 1871, Charles Darwin afirmo que las similitudes entrelos simios y los seres humanos apuntaban a Africa comocuna de los primeros seres humanos, Homo sapiens.Durante muchos anos, esto no parecia plausible, dado quelos fosiles de criaturas semejantes a los seres humanossolo se encontraban en Europa y Asia. Los estudiosiniciales de los grupos sanguineos tambien revelaronsimilitudes entre los seres humanos y los simios africanos,aunque la atencion no se centro en Africa hasta la decadade 1920 y el descubrimiento del Australopithecus, un tipode hombre prehistorico similar a los simios. Algunosafirmaban que el H. sapiens evoluciono en muchos lugaresdiferentes del mundo a partir del H. erec-tus, que habiadejado Africa mucho tiempo atras. Otros insistian en que elH. sapiens habia surgido por vez primera en Africa y habiasalido del continente en fechas relativamente recientes.

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Esta idea de nuestro origen africano15 se ha confirmadohoy en dia mediante la comparacion del ADN en sereshumanos vivos, que indica que el H. sapiens ya existiahace 120.000-220.000 anos en Africa. Un grupo de quizasolo 10.000 de ellos abandonaron luego el continente,unos 50.000-100.000 anos atras, posiblemente debido alcambio climatico. Encontraron a los descendientes del H.erectus, incluidos los neandertales en Asia y Europa. Trasun breve periodo de coexistencia, el H. sapiens dominoluego el mundo.

Con sus ojos penetrantes y su potente fisico, elhombre etiope que aparecio ante los medios decomunicacion de todo el mundo en junio de 2004evidentemente no era alguien con quien sepudiera jugar. Su celebridad lo llevo a la portadade Nature, la principal revista cientifica delmundo. Este es un honor que se le niega inclusoa la mayoria de los ganadores del Premio Nobel.Aun es mas raro en el caso de alguien que hamuerto hace mas de 150.000 anos. Se trata delhombre de Herto, cuyos restos se descubrieronen Etiopia, en el valle de Afar, a 230 kilometros al

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noreste de Addis Abeba. La segunda parte de sunombre hace referencia a la ciudad de Herto,cercana al lugar de su descubrimiento; la primeraparte de su nombre explica su celebridad. Loscientificos creen que el hombre de Herto es elmiembro mas antiguo que se conoce de laespecie que ahora domina el planeta: los sereshumanos modernos u Homo sapiens(<<<hombre que sabe>>>).

Se ha considerado que la gran antiguedad delhombre de Herto, junto con el emplazamiento desu ultima morada, constituyen las piezas clave deun rompecabezas que empezo hace unos cientocincuenta anos en una cantera alemana. Sinembargo, solo en los ultimos anos ha comenzadoa tomar forma el cuadro completo, mostrandoque la aparente gran diversidad de los sereshumanos de hoy en dia —desde losescandinavos a los naturales de Sumatra, de losesquimales a los indios— es mera ilusion. En

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ultima instancia, todos descendemos de un unicogrupo de gente de una parte del mundo: Africa.

Esto no habria sorprendido a Charles Darwin, elpadre de la evolucion. Ya en 1871, afirmaba enEl origen del hombre que todas las razas deseres humanos eran solo variedades de unaespecie unica, siendo Africa —el hogar de losgrandes simios del mundo— la cuna masplausible de los seres humanos modernos.

En la actualidad, con frecuencia estan surgiendoen Africa fosiles humanos espectaculares, comoel hombre de Herto, y la afirmacion de Darwinparece ser poco interesante. Incluso en la epocaen la que la escribio, todas las pruebas apuntabaa una cuna mucho mas cercana: Europa. Hacia1700 se encontro en el sur de Alemania parte deun craneo humanoide fosilizado, aunque duranteun siglo no se reconocio su importancia. En 1856,unos canteros que trabajaban en una cueva del

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valle del Neander, cercano a Dusseldorf,encontraron huesos que pertenecian a algun tipode ser humano antiguo, pero se deshicieron de elpensando que no valia nada. Un maestro de lazona encontro los huesos unas semanas mastarde; algunos academicos los aclamaron comolos restos de una especie extinguida de serhumano: el Homo n ean derth alen sis (<<<elhombre del Neander>>>).

Los huesos del H. neanderthalensis suscitaronuna enorme polemica, algo que se convertiriacasi en un ritual tras el descubrimiento de algunfosil supuestamente humano. Algunosanatomistas admitian que provenian demiembros de una especie previamentedesconocida de seres humanos, aunque otrosapuntaban a la similitud del tamano del craneocon los modernos seres humanos, insistiendo enque los huesos simplemente provenian de unantiguo ejemplar de H. sapiens. Al surgir mas

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huesos en otras zonas, algunos anatomistasintentaron afianzar el argumento destacando lassupuestas diferencias entre los neandertales y losmodernos seres humanos, como andarapoyandose en los nudillos (en la decada de1950 se demostro que esto era un mito, basadoen los estudios de un neandertal con artritisgrave)16.

Cuando surgio la siguiente pieza importante delrompecabezas de los origenes de ser humano,tampoco logro ajustarse a la teoria del origenafricano de Darwin. En 1891, el medico holandesy buscador de fosiles Eugene Dubois encontrofragmentos fosilizados de una criatura humanoideen Java. El <<<hombre de Java>>>, que teniaun craneo mucho menor, no se parecia ni a losmodernos seres humanos ni a los neandertales.El descubrimiento de Dubois, al que mas tarde sedenomino Homo erectus (<<<hombreerguido>>>), fue considerado como otra

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especie genui-namente nueva de ser humano.Ironicamente, su ultima morada, situada a milesde kilometros de la supuesta cuna de lahumanidad darwiniana, resultaria ser una partefundamental de la historia africana del H. sapiens.

No fue sino mas de veinte anos despues de lamuerte de Darwin, en 1904, cuando surgieronnuevas pruebas cientificas que apoyaban su ideade los origenes humanos. George Nuttall, unbacteriologo de la Universidad de Cambridge,estaba intrigado por los grupos sanguineos de losseres humanos, recientemente identificados, yrealizo pruebas para comparar la sangre humanay la de otras criaturas. Para su asombro, Nuttallencontro similitudes asombrosas entre la sangrede los seres humanos y la de simios de Africa.Las implicaciones de este descubrimiento nofueron menos sorprendentes. Pese a lasapariencias —y las pruebas fosiles obtenidashasta entonces—, los modernos seres humanos

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compartian ancestros comunes con criaturas deAfrica.

Aunque Nuttall no lo supiera, su descubrimientofue la primera indicacion de la capacidad del ADNpara probar cuestiones sobre los origenes de serhumano. Anos despues, los cientificos refi-nariansus metodos para dar informacionimpresionantemente detallada sobre losacontecimientos que precedieron a los origenesdel H. sapiens. Sin embargo, varios deceniosdespues de su trabajo pionero, la atencionvolveria a centrarse en las pruebas fosiles.

La posibilidad de encontrar restos humanos enAfrica habia llevado a los buscadores de fosiles aese continente ya en 1912; sin embargo,contaban con pocas claves sobre donde buscar oque buscar, y se volvieron con las manos vacias.Extranamente, el gran avance habia tomado laforma de un craneo fosilizado situado en la repisa

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de la chimenea del encargado de una cantera deTaung (Sudafrica). Lo encontro un dia de 1924un alumno de Raymond Dart, un profesoruniversitario de anatomia de la Universidad deWitwatersrand (Johannesburgo). Identificorapidamente el craneo como el de un babuinoextinguido, y comenzo a preguntarse que masse habia encontrado en la cantera.

Poco despues, Dart recibio dos cajas de materialque habian desenterrado los trabajadores de lacantera. La primera no contenia nada de valor,pero en la segunda encontro fragmentos de unfosil con forma de craneo. Su pequeno tamanoindicaba que se trataba de una criatura simiesca,pero las mandibulas, los dientes y otros detallesanatomicos no eran similares ni siquiera a los delos chimpances, nuestros parientes vivos mascercanos. Dart recordo la antigua teoriadarwiniana del origen africano y se pregunto si seencontraba ante los restos de la criatura a partir

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de la cual habian evolucionado tanto los sereshumanos como los chimpances: el legendario<<<eslabon perdido>>>.

En unos pocos meses, el descubrimiento de Dartfue noticia en todo el mundo. Denomino a estacriatura Australopithecus africanus (<<<simio delAfrica meridional>>>), y de inmediato seencontro con un aluvion de criticas. Cientificosprominentes insistian en que habia ido demasiadolejos con las pruebas y que el craneo erasimplemente una cabeza de simio fosilizada.Otros rechazaban la implicacion del origenafricano de los seres humanos por motivosesencialmente racistas: para ellos, erainconcebible que los modernos seres humanoshubieran podido surgir de la tierra natal de losesclavos.

La importancia del descubrimiento de Dart serechazo hasta la decada de 1940, epoca en la

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que surgieron muchos mas especimenes deAustralopithecus para apoyar su idea de que eranun ancestro distante de los seres humanos.Africa se convirtio en el centro de la busqueda delos origenes del ser humano. Comenzaron asurgir aun mas especimenes de criaturashumanoides, como el Australopithecus afarensis,el Australopithecus hoisei y el Homo ha-bilis. Sinembargo, la imagen incipiente de los origenes delser humano se estaba haciendo en todo casomenos clara. Estallaron polemicas entre equiposrivales de cientificos sobre la relacion entre todasestas diferentes criaturas. ?De cuales erandescendientes directos los seres humanosmodernos y cuales eran simplemente callejonessin salida de la evolucion? ?Y como podrian llegara probarse los origenes africanos de los sereshumanos modernos?

Una parte clave del rompecabezas se aclaro en1960. Mientras trabajaban en la garganta de

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Olduvai (Tanzania), los buscadores de fosileskeniatas Louis y Mary Leakey encontraron partede un craneo que pertenecia a un H. erectus, lamisma especie humana que Dubois habiaencontrado a miles de kilometros de distancia, enJava. El descubrimiento establecia un vinculocrucial entre los humanos prehistoricos de Africay el resto del mundo. A mediados de la decadade 1980, los buscadores de fosiles habianencontrado muchas mas muestras de H. erectusen Africa, incluido el esqueleto asombrosamentecompleto de un nino, el <<<nino deTurkana>>>, descubierto por Richard Leakey (elhijo de Louis) en 1984. Mas importante aun fueque comenzo a surgir un patron. La datacionradioactiva mostro que los fosiles africanos de H.erectus tenian hasta 1,8 millones de anos deantiguedad, mucho mas que la mayoria de losespecimenes que se encontraron en otraspartes. Esto apuntaba a que el H. erectus habiadejado Africa hacia mas de un millon de anos,

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dirigiendose a Asia, Oriente Medio y Europa, yevolucionando luego presumiblemente hacia losneandertales e incluso hacia el H. sapiens enmuchas zonas diferentes.

La denominada hipotesis <<<multirregional>>>de la evolucion humana era dificilmenteconvincente, aunque resultara atrayente por susimplicidad. Es posible que los modernos sereshumanos realmente hubieran evolucionado apartir del H. erectus que seguia viviendo enAfrica, dejando el continente en un segundoexodo mucho despues del primero. Durante elsiglo posterior a la propuesta original de Darwin,esta se convirtio en la afirmacion central de lateoria del origen africano: que los seres humanosmodernos habian surgido primero en Africa ydejaron el continente mucho despues del H.erectus, sustituyendolo finalmente en todo elplaneta.

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Sin embargo, demostrarlo era otra cuestion;siempre existia la posibilidad de que losbuscadores de fosiles hubieran pasado por altoalgunas claves vitales. Se necesitaba alguna otrafuente de pruebas, y durante la decada de 1960comenzo a gestarse en el laboratorio delbioquimico Allan Wilson y de sus colaboradores dela Universidad de California.

Resucitaron la idea basica de los analisis desangre que realizo George Nuttall: que los sereshumanos de hoy en dia portan en sus celulasclaves sobre sus origenes. Como siempre, susprimeros hallazgos provocaron una enormepolemica. Estudiando las proteinas sanguineas delos seres humanos y los simios, afirmaban queambos se habian separado haceaproximadamente cinco millones de anos, muchomas recientemente de lo que las pruebas fosilesindicaban. Pese a la avalancha de protestas, lasultimas pruebas fosiles respaldaron la cronologia

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de Wilson.

Animado por este exito, el equipo ideo otratecnica, basada en el denominado ADNmitocondrial (ADNmt) que se encuentra en lascelulas humanas vivas. Comparando el ADNmtde los modernos seres humanos de diferentespartes del mundo, Wilson esperaba evaluardesde cuando todos nosotros compartimos unancestro comun. El equipo encontro unadiferencia relativamente pequena entre el ADNmtde los modernos seres humanos, lo cualconcordaba con que el H. sapiens hubiera surgidomenos de 290.000 anos atras. Tambienobservaron que las mayores diferencias seencontraban entre los africanos, como eraprevisible en caso de ser los miembros masantiguos de H. sapiens.

Los descubrimientos de Wilson fueron noticia entodo el mundo, y alentaron a muchos otros a

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realizar investigaciones basadas en el ADN. Losresultados proporcionan un cuadrosorprendentemente detallado del origen de losmodernos seres humanos. En primer lugar,apuntan a Africa como cuna del H. sapiens, haceunos 120.000-220.000 anos. En segundo lugar,sugieren que entre 50.000 y 100.000 anos atras,<juiza solo unos quinientos miembros de laespecie salieron de Africa para convertirse en losancestros de todas las razas no africanas.Llegando primero a Asia y despues a Europa, seencontraron con los descendientes del H. erectusque habian dejado Africa 1,8 millones de anosantes. Despues de un breve periodo decoexistencia con los neandertales, unos 35.000anos atras, el H. sapiens se convirtio en laespecie dominante que es hoy en dia.

Sin embargo, todavia existen muchas incognitas,como las razones que llevaron al H. sapiens adejar Africa. Una posibilidad es el cambio

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climatico: en la isla de Sumatra se produjo unaerupcion volcanica hace 71.000 anosaproximadamente, justo cuando, segun laspruebas del ADN, tuvo lugar el exodo17. Luegoesta el misterio de los neandertales; las pruebasdel ADN sugieren que no se relacionaban con losmodernos seres humanos. ?Por que murieron?

Los buscadores de fosiles siguen a la caza ycaptura de respuestas. Por ahora, parece casiseguro que las criaturas que mayor exito hantenido en el mundo provinieron realmente deAfrica, como afirmo Darwin hace un siglo.

?REALMENTE HAY TANTAS ESPECIES DESERES HUMANOS?

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Cada pocos anos, otro equipo de buscadores defosiles es noticia por el descubrimiento de unanueva especie de ser humano. Desde laidentificacion de los neandertales, haceaproximadamente 150 anos, se han encontradopruebas de la existencia de unas doce especiesdiferentes de seres humanos. ?O tal vez no? Lamayoria de las afirmaciones se basan en elexamen de unos cuantos huesos de unos pocosindividuos. Esto deberia suscitar de inmediato lacuestion del muestreo inadecuado: despues detodo, los seres humanos presentan unaasombrosa diversidad de tamano, pese apertenecer a la misma especie. Estas sospechasse han hecho ahora cuantitativas gracias altrabajo de Maciej Henneberg (Universidad deAdelaida). En 2004 publico un analisis estadisticodetallado de las mas de doscientas muestras defosiles humanoides, desde el Australopithecus,con una antiguedad de cuatro millones de anos,hasta los modernos seres humanos del Neolitico.

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Sus resultados confirmaron que con el paso deltiempo se produjo una evolucion sustancial tantoen el tamano del craneo como en el pesocorporal. Pero tambien observo que no habiapruebas de que los fosiles fueran nada aparte deuna especie unica que se habia hecho masgrande y elegante con el paso del tiempo.

ES POSIBLE QUE LOS SERES HUMANOSSIGUIERAN

UNA RUTA MERIDIONAL PARA SALIR DEAFRICA

Aunque la mayoria de los cientificos aceptan hoyen dia la teoria del origen africano, sigueexistiendo polemica respecto al camino quetomaron los primeros seres humanos para

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abandonar Africa. Hasta hace poco,generalmente se aceptaba que habian ido haciael norte, dirigiendose hacia Oriente Medio y luegodispersandose desde ahi. Sin embargo, el analisisdel ADN mitocondrial sugiere en la actualidad queel exodo puede haberse realizado a traves deuna ruta mas meridional, a lo largo de la costaafricana. En el ano 2005, un equipo internacionalde investigadores anunciaron que un grupoaislado de individuos que vivian en Malasiaparecian ser descendientes de seres humanosque dejaron Africa unos 65.000 anos atras.Segun los investigadores, el cambio climatico quetuvo lugar en esa epoca habria hecho que fueramas facil emprender la ruta meridional, maximeporque Europa estaba entonces asolada por unaedad de hielo. Las pruebas geneticas indican quequiza unos pocos centenares de individuos fueronprimero hacia la India, luego al sudeste asiatico ya Australasia. De ser esto correcto, explicaria porque los seres humanos parecen haber llegado a

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Australia hace 50.000 anos aproximadamente,mientras que los restos mas antiguos que se hanencontrado en Europa —una mandibula halladaen Rumania— solo tienen unos 35.000 anos deantiguedad.

Cronologia

1856 Un grupo de canteros que trabajabacerca de Dusseldorf (Alemania) descubrelos huesos de lo que hoy se conoce comohombre de Neandertal.

1871 Charles Darwin predice en El origendel hombre que los origenes de losprimeros seres humanos se encontrarianen Africa.

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1891 El fisico holandes Eugene Duboisencuentra en Java restos de uno de loshumanos primigenios, al que hoy seconoce como Homo erectus.

1904 El profesor George Nuttall(Universidad de Cambridge) utiliza losgrupos sanguineos para descubrir lasprimeras pistas de la relacion entre losseres humanos y los simios africanos.

1924 Raymond Dart identifica un fosilhumano simiesco, el Australopithecusafricanus, resucitando la teoria dar-winianadel origen africano.

1987 Allan Wilson (Universidad deCalifornia) y sus colaboradores utilizan laidea de la <<<Eva mitocondrial>>> queindica que los seres humanos salieron deAfrica hace menos de 290.000 anos.

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1992 Investigadores de la Universidad deCalifornia afirman que el ADN indica que losseres humanos modernos sondescendientes de solo 10.000 individuosque dejaron Africa hace 50.000-100.000anos.

1994 Usando nuevos metodos dedatacion, cientificos de la Universidad deBerkeley demuestran que el H. erectusllego a Java hace 1,8 millones de anosaproximadamente.

1997 Mark Stoneking (Penn StateUniversity) y sus colaboradores analizan elADN de los neandertales y no encuentransignos de un vinculo genetico con losmodernos seres humanos.

1998 El profesor Stanley Ambrose(Universidad de Illinois) sugiere que losseres humanos dejaron Africa para huir del

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cambio climatico desencadenado por unaerupcion volcanica hace 71.000 anos.

2000 Ulf Gyllensten y sus colaboradores(Universidad de Uppsala, Suecia) revelanque las pruebas de ADN senalan que losseres humanos se originaron en Africa170.000 anos atras.

Citas

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La teoria es conocida como Out of Africaen homenaje al celebre textoautobiografico de la escritora danesa IsakDinesen. (N. del E.)

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La paleoantropologia ha tenido su buenadosis de revelaciones vergonzosas a lolargo del tiempo, sintoma de la tendenciade algunos buscadores de fosiles a verdemasiado en pruebas mas que escasas.El ejemplo mas notorio es el bulo delhombre de Piltdown, que se centro en elcraneo y la mandibula que desenterro elgeologo amateur Charles Dawson cerca dePiltdown Common (Sussex, Reino Unido)hacia 1912. El hallazgo fue aceptadorapidamente como genuino porque pareciaajustarse muy bien a las ideaspreponderantes sobre los vinculosevolutivos entre los seres humanos y lossimios. Tuvo que llegar la decada de 1950para que se descubriera que se habiaformado con el craneo de un ser humanomoderno y la mandibula de un orangutanrecien fallecido. El que quiza sea el ejemplomas atroz de la extralimitacion con las

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pruebas data de 1922, cuando HenriFairfield Osborn, experto estadounidenseen fosiles, afirmo haber encontrado elHesperopithecus, el primer simio antropoidede America. Osborn baso su afirmacion enun solo diente fosilizado que, como sedemostro mas tarde, procedia en realidadde un cerdo extinguido.

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Se considera que el cambio climatico esuna de las mayores amenazas a las queahora se enfrentan los modernos sereshumanos. Sin embargo, no hace muchohan surgido pruebas que indican querealmente puede haber desempenado unpapel fundamental dotandonos de nuestroatributo mas importante: el cerebro.Curiosamente, la magnitud de nuestroscerebros no deja de ser un rompecabezas

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de la evolucion. Nuestro cerebro paga unprecio tremendo por la inteligencia en loque se refiere a la demanda de energia.Pese a que solo pesa 1,4 kilos —apenas unpequeno porcentaje del peso corporal total—, el cerebro consume aproximadamenteel 20% del aporte total de energia.

Muchos otros organismos han desarrolladomaquinas pensantes tambienderrochadoras, de modo que contar conun cerebro de un tamano aceptableevidentemente conlleva algun beneficioimportante en materia de evolucion. ?Perode que se trata? En 2005, un equipodirigido por el Daniel Sol (UniversidadAutonoma de Barcelona) demostro que larespuesta podria encontrarse en el cambioclimatico. En un articulo publicado en larevista Proceedings of the NationalAcademy of Sciences, demostraron que los

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datos sobre el exito de las especies deaves introducidas en nuevos entornosrespaldaba la existencia de una relacionentre el tamano del cerebro y la habilidadde desarrollar nuevas capacidades y desobrevivir. Las aves con cerebros mayoresera mas capaces de obtener nuevasfuentes de alimento y explotarlas. Segun elequipo, los datos que obtuvieron aportanpruebas solidas que respaldan la idea deque los cerebros mayores evolucionaronpara hacer frente al cambio ambiental.

?Explica esto por que los seres humanostienen unos cerebros tan grandes?Ciertamente, somos las criaturas de esteplaneta mas inteligentes que se haya vistonunca, y hemos probado que somos muycapaces a la hora de enfrentarnos alperturbador cambio climatico de los ultimosmillones de anos. A algunas personas

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puede preocuparles el hecho de sipodremos afrontar los efectos delcalentamiento global, pero la historia indicaque 1,4 kilos de la masa de materiagelatinosa que tenemos sobre los hombrosnos mantendran a flote.

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8Naturaleza versus cultura

En pocas palabras

?Nos conforman principalmente nuestras experiencias ynuestra educacion o son nuestros genes los que dictan enque podemos convertirnos? Durante siglos, los filosofos ylos reformadores sociales intentaron resolver el dilema de<<<la naturaleza versus la cultura>>>, pero solo enfechas bastante recientes se ha comenzado a incluir en eldebate pruebas cientificas. Sin embargo, con muchafrecuencia la evidencia revelaba mas sobre las creenciasde los investigadores que sobre los papeles de los genes yel entorno. Hace un siglo se decia que la evidenciaprobaba el predominio de los factores geneticos; loseugenesicos utilizaron esto para justificar las campanas deesterilizacion en masa de las personas geneticamente<<<incapacitadas>>>. En la decada de 1930, la balanzase inclino hacia el campo de la educacion, insistiendo losconductistas en que los seres humanos no tienencaracteristicas innatas.

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Solo hacia la ultima decada surgio un punto de vista masequilibrado, por el que los seres humanos son conformadosen parte por sus genes, en parte por su entorno, yparcialmente por pura casualidad.

Se trataba de una historia irresistible para losperiodicos sen-sacionalistas: una explicacioncientifica de los escarceos amorosos que llenopaginas dia tras dia. <<<?Ha nacido paradescarriarse?>>>, preguntaba el Daily Mail en eltitular de un articulo publicado en julio de 2004,del que eran autores unos cientificos del St.Thomas’s Hospital (Londres) y en el quesugerian que aproximadamente una cuarta partede las mujeres son portadoras de un <<<gende la infidelidad>>> que hace que sea masprobable que tengan aventuras amorosas.

El profesor Tim Spector y sus colaboradores(Unidad de Investigacion de Mellizos) habiancomparado las historias de miles de mellizas de

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su base de datos y encontraron que las mellizasidenticas —que comparten los mismos genes—mostraban una asombrosa similitud en la tasa deinfidelidad.

La implicacion era obvia: una mujer que sigateniendo aventuras no lo puede remediar, lo llevaen los genes.

Esto era al menos lo que se leia en los periodicossensaciona-listas, que salpimentaban sus articuloscon ejemplos de celebridades conocidas por susaventuras amorosas. Solo hacia el final de losrelatos aparecian finalmente las salvedades delos investigadores: los genes no dictan elcomportamiento y es probable que, en cualquiercaso, la infidelidad dependa de un monton defactores.

Lo que la investigacion probaba, sin duda alguna,era el interes persistente por el debate entrenaturaleza y cultura (o educacion). Era raro que

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pasara algun mes sin que algun equipo deinvestigacion anunciara una relacion entre losgenes y algun rasgo de la personalidad, desde latendencia a correr riesgos hasta la orientacionsexual, de la intimidacion a la locura. Y tras losinformes de la investigacion se esconde laimplicacion desconcertante de que todosnosotros somos esclavos de nuestros genes.

En esta creencia se basaron atrocidades como laesterilizacion forzosa de los <<<debilesmentales>>> que se realizo en la decada de1930 en Estados Unidos o la limpieza etnica quetuvo lugar en los Balcanes en la decada de 1990.Sin embargo, la reaccion contra el determinismogenetico ha dado lugar a sus propios excesos.Creer que los seres humanos son una <<<tablarasa>>> cuyo futuro esta determinadocompletamente por su entorno ha dado lugar ateorias extranas sobre la crianza de los ninos, y aun enorme sentimiento de culpabilidad de los

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padres, que se maldicen por los fallos de sushijos18.

Ahora esta comenzando a surgir un panoramanuevo y mas sofisticado: una relacion entrenuestros genes y la educacion y el entorno quees mucho mas compleja de lo que losdemagogos del debate nos hayan hecho creer.

No es que los pioneros del debate consideraranque tenian otra cosa que no fueran las mejoresintenciones en lo que respecta a la sociedad.

Cuando John Locke, filosofo ingles del siglo XVII,expuso el caso del punto de vista de la <<<tablarasa>>> respecto al comportamiento humano,creia que estaba asestando un golpe contraconceptos represivos como el pecado original y elderecho divino de los reyes. Si los sereshumanos hubieran nacido todos iguales,entonces cada uno podria y deberia tener tanto

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derecho a la vida, la libertad y el logro de lafelicidad como cualquier otro; este punto de vistaimpresiono a Thomas Jefferson, principal creadorde la Declaracion de Independenciaestadounidense. Del mismo modo, cuando losintelectuales Victorianos Herbert Spencer yFrancis Galton relacionaron la teoria de laevolucion de Darwin con el estudio de la sociedadhumana, creian que estaban actuando por elbien publico.19

Algunos de sus contemporaneos pudieron ver lospeligros que acechaban en el famosamentesucinto resumen de la evolucion de Spencercomo la <<<supervivencia del mas apto>>> yel concepto de eugenesia de Galton: la<<<mejora>>> sistematica de la raza humanaa traves de una cria selectiva. Incluso asi,muchos intelectuales simplemente pasaron poralto tales reparos, creyendo que los hechoshablaban por si solos. Ya en 1865, Galton habia

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publicado un estudio sobre la eminencia de loshijos de familias notables, y llego a la conclusionde que su tasa exito era doscientas cuarentaveces mayor que la de los hijos de la gentecorriente. Un decenio despues, Galton prosiguiocon el que seria el primero de los elementosbasicos del debate entre naturaleza y educacion;una comparacion de mellizos identicos. Galtonencontro muchas similitudes entre tales mellizos alo largo de sus vidas, y creia que no habia lugar aningun tipo de polemica: evidentemente, lanaturaleza prevalecia sobre la educacion, y lacrianza selectiva era el camino a seguir por lasociedad.

Era un punto de vista que compartian muchos delos asistentes al Primer Congreso Internacional deEugenesia, celebrado en Londres en 1912, entreellos Leonard Darwin, hijo de Charles Darwin.Como presidente de la Sociedad de Eugenesia,advirtio sombriamente sobre la amenaza que

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suponia para las generaciones futuras el hechode permitir que los <<<varones no aptos>>>tuvieran hijos. Incluso en el congreso se pudieronoir voces disconformes. En su alocucion, ArthurBalfour, antiguo primer ministro britanico, expresosu preocupacion por el hecho de que toda lacuestion de la herencia fuera mucho mascompleja de lo que creian los cientificos y advirtiosobre la apropiacion de la eugenesia por fanaticosdeseosos de introducir sus propios puntos devista en la sociedad.

Las ideas de Balfour demostraron ser profeticasen ambos casos. En Estados Unidos, el conceptode eugenesia se disemino como reguero depolvora: un ano despues del discurso de Darwin,dieciseis estados contaban con leyes quepermitian la esterilizacion obligatoria de los<<<debiles mentales>>>. Los eugenesicosobservaron la campana en Alemania, cuyaspoliticas se introdujeron en los meses siguientes a

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la llegada al poder de los nazis en 1933.Comenzaron con la esterilizacion de miles depersonas con caracteristicas como laesquizofrenia y terminaron con la masacre demillones de personas en campos deconcentracion como Auschwitz.

La derrota de los nazis y la repugnancia por suspoliticas hizo que el debate sobre naturaleza yeducacion volviera a la idea de la <<<tablarasa>>> del comportamiento humano. Susdefensores estaban otra vez en disposicion deapelar a investigaciones cientificasaparentemente solidas para respaldar sus puntosde vista. Y, de nuevo, las conclusiones hicieroncaso omiso de la autentica complejidad de lasituacion.

Durante la decada de 1920, el psicologoestadounidense John B. Watson habia declaradoque todo lo que se decia sobre los rasgos y los

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instintos escapaba a la cuantificacion y por tantocarecia de sentido. En su lugar, pedia que secentrara la atencion en la manera en que losseres humanos se comportan en respuesta almundo que los rodea. Afirmaba que estoprobaria que todos los seres humanos tienen lacapacidad de lograr cualquier cosa.

Watson y sus acolitos reunieron abundantespruebas para apoyar sus afirmaciones, algunasde ellas decididamente excentricas. WinthropKellogg estudio el papel del entorno en elcomportamiento criando a un mono con su hijo,mientras que el con-ductista B. F. Skinner(Universidad de Flarvard) coloco a su hija en unacaja especialmente construida durante variashoras al dia, sosteniendo que eso creaba unentorno optimo para su desarrollo. Watsonincluso <<<condiciono>>> a su propio hijo paraque tuviera un miedo irracional a los conejos20.

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Mas singular fue aun el fracaso lamentable de losconductis-tas en aceptar que aunque suinvestigacion era ciertamente coherente con laimportancia de la naturaleza, nada hacia paradescartar el papel de otros factores, incluida lagenetica. Se demostro graficamente cuanimportantes podrian ser tales factores enexperimentos polemicos realizados a finales de ladecada de 1950 en la Universidad de Wisconsin-Madison.

El psicologo Flarry Harlow separo a crias demonos de sus madres y los puso en jaulas quecontenian dos madres artificiales. Una erasimplemente un modelo de alambre que tenia unbiberon con leche, mientras que el otro era masrealista y con una textura suave, aunque noproporcionaba leche. Segun los con-ductistas, losmonos tendrian que haber aprendidorapidamente a ignorar la frialdad de la<<<madre>>> de alambre para dedicarse a la

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cuestion vital de alimentarse de su leche. Sinembargo, Harlow encontro que los monospasaban la mayor parte del tiempo con la<<<madre>>> suave pero sin leche,dirigiendose al modelo de metal solo cuandotenian hambre.

Harlow habia demostrado lo que la mayoria de lagente —excepto los conductistas— considerarianobvio: que el comportamiento no se configurameramente por el ambiente. Los monos tenianun instinto innato de lo que se espera de unprogenitor que crie, y lo buscaban21.

Las pruebas de Harlow de los rasgosconductuales innatos llegaron en el momento enque ambos polos del debate entre naturaleza yeducacion estaban teniendo profundos efectosen padres e hijos. Los conductistas escribieronmanuales sobre la educacion de los ninos queinsistian en que los ninos se harian

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<<<blandos>>> si se les daba el beso debuenas noches o se les abrazabaexcesivamente. Al mismo tiempo, las pruebas dela influencia de la genetica pesaban en la politicaeducativa. Se dijo que los estudios de mellizosidenticos que habia realizado el psicopedago-gobritanico Cyril Burt demostraban que lainteligencia es heredada en gran medida, lo quellevo a afirmar que los recursos educativosdebian centrarse en los ninos que mostraran serprometedores precozmente. En el Reino Unidoesto llevo a la aprobacion de la Ley de Educacionde 1944 y a la realizacion de un examen convistas a seleccionar a aquellos ninos a partir deonce anos que recibirian educacion secundaria.

Anos despues comenzaron a cuestionarse losestudios de los mellizos en los que se basabaesta politica, pero por entonces la afirmacion deque los genes son el destino habia perdido engran medida su poder, al menos en circulos

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extraacademicos. Los padres habian reconocidohacia tiempo que, pese a haber hecho todos losesfuerzos posibles, sus hijos a menudo acababanteniendo personalidades totalmente diferentesque apenas parecian estar<<<determinadas>>> ya fuera por lanaturaleza o por la educacion.

No obstante, entre los academicos el debateproseguia. En 1975, el experto en hormigasEdward O. Wilson (Universidad de Harvard)publico Sociobiology, obra en la que demostrabaque los genes solos pueden producir uncomportamiento notablemente complejo. Perotambien intento extrapolar sus argumentos alcomportamiento humano, y provoco una enormepolemica, tambien debida a que parecia resucitarel determinismo genetico con su trasfondoeugenesico22. Mientras tanto, habia cientificosque seguian reivindicando las pruebas de lainfluencia genetica en cualquier ambito, desde la

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orientacion sexual hasta la eleccion de carrera. Amediados de la decada de 1990 pareciafinalmente que el mundo academico comenzabaa llegar a la misma conclusion que el publico: queel comportamiento humano es una mezcla denaturaleza, educacion y simple casualidad. En1998, la psi-cologa estadounidense Judith RichHarris publico El mito de la educacion, un exito deventas que daba respaldo cientifico a lo que lospadres siempre habian sospechado: que sushabilidades en la crianza de los hijos tenian unefecto relativamente pequeno en como llegariana ser sus hijos. Al mismo tiempo, los estudios delgenoma humano descubrieron genes cuyasacciones afectan a la capacidad de interactuarcon otros, poniendo en ridiculo la dicotomiahabitual entre los factores geneticos yambientales.

Tras mas de un siglo de afirmaciones ycontraafirmaciones, el debate entre naturaleza y

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educacion se ha considerado finalmente como loque es: una perfecta demostracion de lospeligros de considerar que solo una de las partesde cualquier debate tiene el monopolio de laverdad.

JOHN LOCKE: EL HOMBRE

Locke, uno de los filosofos britanicos masinfluyentes, nacio en 1632 y fue educado enChrist Church (Oxford). Ahi desarrollo sufascinacion por la medicina y la ciencia, animadopor su colega de la Universidad de Oxford RobertBoyle. Sus estudios tambien abarcaron lafilosofia, asi como cuestiones sobre la naturalezade la mente humana y las percepciones de larealidad. En su obra mas famosa, Essay

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Concerning Human Understanding (Ensayo sobreel entendimiento humano), Locke sostenia que lamente humana comienza estando enteramenteen blanco y que solo adquiere conocimientosobre el mundo a traves de la experiencia. Estepunto de vista <<<empiricista>>> le llevo a laconclusion de que existen limites tanto en laextension como en la certeza del conocimiento,lo que constituye un argumentosorprendentemente moderno. Por el contrario,sus ideas sobre la mente humana en blanco sonactualmente insostenibles.

EXPERIMENTOS DE GALTON SOBRE LAEMINENCIA

Impulsado en parte por sus propios

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antecedentes familiares ilustres, empezo aobtener pruebas solidas sobre la<<<heredabilidad>>> del talento indagando enlas biografias de personas famosas. Despues deanalizar las antecedentes familiares de cientos deestas personas nacidas en los cuatro siglosposteriores a 1453, Galton encontro queaproximadamente el 8% de los hijos de personasdistinguidas tambien llegaron a ser personaseminentes. Calculo, en comparacion, laproporcion de la poblacion general que al menoslogro llegar a la universidad, y encontro que lacifra era solamente de 1 por 3.000. Galton creiaque esta diferencia (240 veces) en la tasa exitose debia principalmente a factores hereditarios,aunque aceptaba que era posible que losdescendientes de personas eminentes disfrutarande ventajas vedadas al resto de la poblacion.

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Cronologia

1690 El filosofo ingles John Locke afirmoque todo ser humano nace como una<<<tabla rasa>>> y adquierecaracteristicas a traves de su experienciade vida.

1864 Herbert Spencer acuna el termino<<<supervivencia del mas apto>>>, yestablece las bases para la aplicacion deldarwinismo en la sociedad (el denominadoposteriormente darwinismo social).

1875 El erudito ingles Francis Galtonpublica el primer estudio sobre mellizos,disenado para evaluar el equilibrio relativoentre naturaleza y educacion. Mas tardeacuna el termino de <<<eugenesia>>>.

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1924 El psicologo estadounidense John B.Watson presenta el<<<conductismo>>>, que consideratodas las habilidades humanas comoresultado de la interaccion ambiental masque de los rasgos.

1931 El psicologo Winthrop Kellogg(Universidad de Indiana) y su mujer criana un chimpance junto con su hijo paraestudiar los efectos de los genes y delentorno en el comportamiento.

1935 La politica orientada en funcion de laeugenesia hace que todos los estadosestadounidenses segreguen a las personasque tienen discapacidades mentales ytreinta y cinco estados introducen laesterilizacion obligatoria: solo en Californiase esteriliza a 20.000 <<<debilesmentales>>>.

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1943 El psicopedagogo britanico Cyril Burtpublica pruebas de un estudio de mellizosque demuestran que la inteligencia estadeterminada en gran medida por losgenes, lo que supone la modificacion delsistema educativo del Reino Unido.

1958 El psicologo estadounidense HarryHarlow desvela los resultados de susexperimentos con monos, que demuestrancomo el comportamiento determinado porlos genes puede invalidar alcomportamiento aprendido.

1975 La publicacion de Sociobiology, delentomologo Edward O. Wilson (Universidadde Harvard), reaviva el debate entrenaturaleza y educacion. Se acusa a Wilsonde determinismo genetico.

1998 Judith Rich Harris publica El mito dela educacion, que echa por tierra anos de

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afirmaciones cientificas sobre los papelesde la naturaleza y la educacion en eldesarrollo infantil.

2001 El estudio del genoma humanorevela la existencia de solo unos 30.000genes, lo que sugiere que las influenciasexteriores desempenan un papelfundamental en la activacion de los genes.

Citas

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La <<<tabla rasa>>>, una traduccion literaldel latin tabula rasa, capta la idea de quelos humanos nacen sin rasgos innatos yde que su comportamiento y supersonalidad son enteramente el resultadode la interaccion con su entorno. Cuando

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John Locke establecio por primera vezeste concepto, utilizo la metafora de lamente como <<<un papel en blancocarente de cualquier caracter, sin ideaalguna>>>.

19

Francis Galton, uno de los pensadoresVictorianos mas originales, nacio en 1822 yrapidamente demostro sus tendenciaseruditas, aprendiendo medicina ymatematicas en las universidades deLondres y de Cambridge. Al heredar unafortuna de su padre, abandono susestudios y se hizo explorador, haciendoimportantes contribuciones al conocimientogeografico de Africa. A su vuelta, desarrolloinvestigaciones pioneras en multitud decampos, desde las huellas digitales hasta laestadistica, pero su trabajo mas famoso

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siguio a la publicacion de El origen de lasespecies de su primo, Charles Darwin. Elconcepto de evolucion llevo a Galton aabogar por la eugenesia, en la que la criaselectiva <<<mejoraria>>> la razahumana. Ironicamente, Galton no tuvohijos. Murio en 1911.

20

Como fundador del conductismo, Watsoncreia que incluso se pueden conformar(<<<condicionar>>>) las relacionesemocionales de los seres humanosmediante la experiencia. Para probarlo, en1921 realizo un experimento con el queconsiguio hacer que un nino de oncemeses tuviera panico de un conejo blancogolpeando violentamente un martillo contrauna barra de acero cuando aparecia elconejo.

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21

Harlow nacio en 1905. Su carrera deinvestigador comenzo con estudiospsicologicos bastante convencionales de losseres humanos, ideando pruebas paramedir su inteligencia, pero se quedointrigado por el comportamiento emocionalde los monos. A finales de la decada de1950, comenzo los experimentos que ledieron fama. Ironicamente, pese ahacerse famoso por demostrar laimportancia del carino, Harlow fue un adictoal trabajo que ignoro a sus hijos.

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Es su obra Sociobiology (1975), Wilsonintento demostrar como la influenciagenetica sobre el comportamiento era unhilo conductor que conectaba a criaturassociales como las hormigas, los peces y los

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pajaros con los seres humanos. Porejemplo, las luchas por el territorio seexplicaban en terminos del conceptogenetico de la seleccion familiar, segun lacual las criaturas se sacrifican a si mismaspara salvar mas copias de sus genes deparentesco.

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9El gen egoista

En pocas palabras

Segun la Teoria del Gen Egoista, la Teoria de la Evolucionde Darwin se concibe mejor no como una lucha por lasupervivencia de una especie, ni siquiera de un individuo,sino como una lucha entre genes. Aunque los genes noson mas que cadenas de compuestos quimicos que puedencopiarse y transmitirse a los descendientes, RichardDawkins, zoologo de la Universidad de Oxford, les adjudicola propiedad metaforica del <<<egoismo>>>. Entoncesdemostro como su determinacion implacable portransmitirse puede explicar el comportamiento altruista,aparentemente sin sentido, cuyos origenesdesconcertaron incluso a Darwin. No todos los expertos enmateria de evolucion aceptan esta vision de la evolucion<<<centrada en los genes>>>, y la metafora del genegoista ha sido motivo de gran confusion y polemica. Enparticular, mucha gente piensa que implica que estamoscompletamente bajo el control de genes egoistas, lo quemina nuestra moralidad y nuestro libre albedrio. Sin

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embargo, como intento aclarar el propio Dawkins, los sereshumanos modernos nos encontramos en la situacion unicade ser capaces de superar los objetivos de los genes,porque tenemos una mente. La mente nos permitetrascender nuestras limitaciones fisicas y tambien nospermite ir mas alla de la fria moralidad darwiniana de losgenes.

En 1976, un joven profesor de la Universidad deOxford revelo a la prensa una afirmacioninquietante sobre la autentica naturaleza de losseres humanos. <<<Somos maquinassupervivientes —declaro—, vehiculos roboticosprogramados de forma ciega para preservar lasmoleculas egoistas conocidas como genes>>>.

Esta declaracion escalofriante aparece en elprefacio de uno de los mas famosos libroscientificos de los ultimos cien anos, que dio a suautor fama internacional. Se trata de RichardDaw-kins, que en la actualidad es profesor enOxford y quiza sea el partidario mas influyente

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de la teoria de la evolucion de Darwin.

El libro en el que presento su polemica afirmaciones El gen egoista, cuyo atrayente titulo llevoaparejadas importantes ventas y errores inclusomayores. Muchos creen que se debe aldescubrimiento de Dawkins de que todas lascriaturas vivas, incluidos los seres humanos,estan bajo el control de genes egoistas que solose ocupan de su propia supervivencia y harantodo lo posible para asegurar su transmision,incluso sacrificando los <<<vehiculos>>> en losque se encuentran —concretamente nosotros—si esto sirve para conseguir su proposito.

La verdad es muy diferente. El gen egoista es enrealidad un intento de demostrar que la evolucionse comprende mejor pensando en genes eimaginando que son <<<egoistas>>>. Dawkinsno afirma que los genes sean realmenteegoistas, ni que sepan de algun modo lo que

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estan haciendo. Tampoco asegura haberdescubierto las pruebas que apoyan esta visionde la evolucion. Menos aun afirma que nosotros,los seres humanos, seamos incapaces de resistira las exigencias de nuestros propios genes<<<egoistas>>>, sino todo lo contrario.Dawkins solo pretendia dar esta vision de laevolucion ante un publico mas amplio y al hacerloacuno una de las metaforas mas potentes, peropotencialmente erroneas, de toda la ciencia.

El gen egoista es una idea que tiene su origen enel intento de resolver un misterio que durantemucho tiempo habia desconcertado a losevolucionistas, incluido el propio Darwin. En sutrabajo mas famoso, El origen de las especies,Darwin habia demostrado como la lucha por laexistencia actua como un <<<filtro>>> por elque solo pasan algunas criaturas, concretamentelas que estan mas capacitadas para sobrevivir.Luego dejarian descendencia, que heredaria esos

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atributos, impulsando el avance de la evolucion.

Pero Darwin sabia que algunas criaturas pareciandesafiar esta logica implacable. Tenian rasgos,como la valentia, que claramente reducian suposibilidad de sobrevivir lo suficiente para tenerdescendencia. Entonces, ?por que perdurabanestos rasgos? ?Por que, por ejemplo, los pajarosenvian sonidos de aviso a otros pese al riesgo deser atacados, o las abejas pican para defendersus colmenas, en lo que constituye uncomportamiento suicida?

En El origen del hombre, publicado en 1871,Darwin indicaba que quiza el proceso de evoluciona veces no actua al nivel de los individuos sino degrupos completos. De ese modo, aunque lavalentia pudiera no ser beneficiosa para elindividuo si podria beneficiar al grupo entero.

La idea de Darwin de la <<<seleccion degrupos>>> se hizo muy popular entre los

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biologos en los anos siguientes. Incluso en ladecada de 1960, el ecologo escoces VeroWynne-Edwards habia afirmado que la seleccionde grupos podria explicar por que, por ejemplo,los grajos dejan de criar cuando su poblacioncrece demasiado. Aunque tal comportamiento notiene un sentido genetico para un grajo concreto,si lo tiene para la supervivencia del grupo.

Sin embargo, no todos estaban convencidos: loscriticos de la seleccion de grupos apuntaban quequiza los grajos eran simplemente incapaces deponer un monton de huevos cuando escasea lacomida. A mediados de la decada de 1960, laseleccion de grupos era atacada por una nuevageneracion de biologos que insistian en que talcomportamiento, y la evolucion general, debiaentenderse en terminos de la unidad mas basicaque tiene la vida: los genes.

En la epoca en que Darwin desarrollo su teoria,

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no existian pruebas solidas de los genes (aunqueel sabia que tenia que haber algun<<<transportador>>> de los atributosheredados). La primera prueba surgio en 1866,en experimentos realizados en plantas por unmonje austriaco llamado Gregor Mendel.

Pese a su crucial importancia para la Teoria de laEvolucion de Darwin, el trabajo de Mendel fueignorado hasta mucho despues de su muerte.Pero a principios de la decada de 1980 se habiadescubierto la estructura del ADN, y los geneseran el centro de atencion de la biologia. Entre loscientificos intrigados por su papel en la evolucionhabia un pequeno grupo de etologos —cientificosque estudian el comportamiento animal— queconsideraban los genes como la respuesta a unantiguo misterio: ?en que, exactamente, actuabala <<<seleccion natural>>>? La respuestaparecia depender de las circunstancias: a vecesen los individuos, a veces en grupos de animales

246

y a veces en especies enteras. Sin embargo,como habian demostrado los criticos de Wynne-Edwards, las pruebas raramente eranconvincentes.

Todo era muy complicado; cuanto mas claroseria si existiera solo una respuesta. Los geneseran candidatos obvios para ser los agentesultimos de la evolucion, pero existia un granproblema, el mismo que habia desconcertado aDarwin: el comportamiento altruista. Si los geneseran el autentico centro de la seleccion natural,parecia imposible explicar un comportamiento queimpidiera que los genes responsables setransmitieran a las generaciones futuras. .

En 1964 se produjo un gran avance, con unarticulo del brillante teorico de Oxford WilliamHamilton. Cuando era estudiante, Hamilton habialeido un articulo del distinguido genetista J. B. S.Haldane, en el que bromeaba diciendo que daria

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su vida por dos hermanos u ocho primos. Estabroma escondia un hecho genetico: que todoslos hermanos portan copias de los genes de suspadres. De modo que si una persona se sacrificaa si misma para salvar la vida de sus doshermanos, solo se perderia un conjunto degenes y se habian salvado dos, lo que, desde elpunto de vista de los genes, es mucho mejorque el que se pierdan los tres. Un argumentosimilar se aplica a los primos, excepto que setienen que salvar mas vidas, dado que sonparientes mas lejanos.

De repente, la idea de los genes heredados delcomportamiento altruista ya no parecia tanparadojica. Podia tener sentido si la muerte de unindividuo permitiera que mas conjuntos de losmismos genes sobrevivieran. En lugar de basarseen los ejemplos extraidos del reino animal,Hamilton trabajo con las consecuencias de la ideacon detalle matematico. Incluso pudo probar un

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teorema sobre como pueden existir los genes delaltruismo 23. Esto demostraba que tales genespueden hacerse realmente mas frecuentes atraves del propio sacrificio, dependiendo delnumero de vidas salvadas, del grado de relaciony del coste del sacrificio.

Hamilton habia demostrado que el altruismopuede explicarse geneticamente a traves de la<<<seleccion por parentesco>>>, en la que lascriaturas se sacrifican a si mismas para salvarmas copias de sus genes de parentesco.Resolvio el rompecabezas de Darwin yposteriormente fue aclamado como el mayoravance en la teoria de la evolucion desde Elorigen de las especies 24.

Sin embargo, en esa epoca la seleccion degrupos todavia tenia influencia y Galton tuvoproblemas para que se aceptaran sus ideas. Unmomento crucial llego en 1966, con la publicacion

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de Adaptation and natural selection, del biologoestadounidense George C. Williams, especialistaen evolucion. Esta obra hacia hincapie en laspruebas poco solidas de la seleccion de grupos,demostrando que, como mucho, solo tiene unefecto menor en la evolucion. Williams decia que,en lugar de esto, la mejor forma de pensar en laevolucion es en terminos de la seleccion en elnivel mas bajo posible: los genes.

Entre los autores que fueron influidos por eltrabajo de Hamilton y de Williams se encontrabaRichard Dawkins. Convencido por la elegancia y lapotencia de la idea del nivel genetico, creia quetenia que llevar esta noticia a una audienciamucho mas amplia. Para ello, debia encontrarformas de llevar los ejemplos esotericos y lasmatematicas a la vida. Necesitaba una metafora,y se le ocurrio la idea del <<<gen egoista>>>.

Como recurso literario era brillante. Convertia a

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genes abstractos en agentes secretos quemerodeaban en nuestro organismo, empenadosen garantizar su propia supervivencia, incluso anuestras expensas. En su libro, Dawkins utilizabala metafora para demostrar de que maneraexplicaba una gama asombrosa decomportamientos en los seres vivos, desde latendencia de los peces a formar bancos hasta lavalentia de los babuinos. Dawkins sostenia queexistia una especie que no vivia solamentesiguiendo los dictados del gen egoista: la especiehumana. Tras miles de millones de anos deevolucion, los genes egoistas habian conformadouna criatura con una mente consciente capaz dedesafiarlos.

Dawkins dijo que los intentos por explicar elcomportamiento humano exclusivamente atraves de los genes estaban condenados alfracaso. Se necesitaba algo mas, y sostenia queera la cultura: el conjunto de creencias, practicas

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y moral que moldean las sociedades humanas. Aeste respecto, Dawkins estaba influido por eltrabajo de diversos autores, entre otros elgenetista italiano Luigi Cavalli-Sforza y su colegaMarc Feldman, que a principios de la decada de1970 desarrollaron la llamada <<<coevolucion degenes y cultura>>>. Segun esto, un cambiocultural —como la aparicion de las granjaslecheras en ciertas partes del mundo— afectabaa la prevalencia de genes, como los necesariospara digerir la lactosa de la leche.

En el capitulo final de El gen egoista, Dawkinssugeria un paralelismo intrigante entre la geneticay la cultura: que la cultura tambien puede ser<<<heredada>>> a traves de los denominados<<<me-mes>>>, <<<genes>>> culturalesque pasan de padres e hijos por imitacion. Sinembargo, es muy importante el hecho de que notodos los memes apoyen los objetivos de losgenes egoistas. Desde las personas que dejan

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propinas en cafeterias a las que nunca volveran,hasta los hijos que dedican sus vidas a suspadres enfermos, gran parte del comportamientohumano desafia los dictados del gen egoista.Como Dawkins dijo en la ultima frase de sulibro25: <<<Nosotros, solo nosotros en la Tierra,podemos rebelarnos contra la tirania de losreplicadores egoistas>>>.

Pese a ello, Dawkins siempre habia temido quesu mensaje se malinterpretara, y sus temorespronto se hicieron realidad. Para muchoslectores, su vivida descripcion de los sereshumanos como <<<vehiculos roboticos>>> quehabian sido <<<programados a ciegas>>> porgenes egoistas implicaba que no tenemos ningunmodo de desafiar sus dictados, lo que esjustamente lo opuesto a lo que el queria decir.Como senalo un critico: <<<Es uno de lospuntos de vista mas frios, inhumanos ydesorientadores sobre los seres humanos que

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haya oido nunca>>>.

Con el paso de los anos, El gen egoista ha sidoatacado tanto en el ambito cientifico como en elmoral. Los companeros dar-winianos de Dawkinscriticaban su aparente insistencia en que laevolucion siempre se considera mejor enterminos de genes, mientras que un eminentefilosofo le condenaba por propagar un punto devista <<<monstruosamente irresponsable>>>de la moralidad.

Aunque la critica cientifica tiene cierta justificacion,la mayoria de los ataques tenian su origen enconceptos erroneos sobre los genes y los sereshumanos, y en la incapacidad de Dawkins paracambiarlos. La idea de que los seres humanosdeben comportarse como dictan sus genesegoistas no tiene mayor sentido que decir quedebemos caminar por todas partes porquetenemos genes para las piernas. Nuestra mente

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nos brinda la capacidad de considerar otrasformas de desplazarnos y de comportaros.

Dawkins ha invertido los ultimos veinticinco anosen intentar que se entendiera el mensaje real delgen egoista. Hoy en dia, muchos expertos enevolucion, si no la mayoria, estan convencidos deque la gran teoria de Darwin se comprendemejor al nivel de los genes. Tambien crece elnumero de los que investigan las implicaciones delfascinante concepto de Dawkins del meme, porel que los seres humanos <<<heredan>>>todo, desde las fobias hasta las creenciasreligiosas. Acunando la metafora del gen egoista,el propio Dawkins desencadeno un potentememe sobre el mundo. Ironicamente, pareceexistir un meme destinado a causar la frustracioninfinita de su creador.

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EXTRANO CASO DE LAS ABEJAS SUICIDAS

Un ejemplo muy familiar de altruismo genetico esel aparente entusiasmo de las abejas por clavarsu aguijon a sus posibles atacantes, inclusoaunque esto suela implicar su propia muerte. ?Por que la evolucion no ha <<<ensenado>>> alas abejas que esta no es una buena manera detransmitir sus genes? De hecho, en la mayoriade casos lo es: de las miles de especies deabejas, menos de diez tienen aguijones con puasque les producen la evisceracion suicida. Estas<<<abejas obreras>>> tambien compartenotro rasgo crucial para su comportamientoextrano: son miembros esteriles de una formade vida muy social. Por tanto, el suicidio noafecta a su probabilidad de transmitir sus genes,ya que dicha probabilidad es nula. Pero ladefensa suicida de su colmena ciertamente

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ayuda a que sus parientes fertiles tengan mayorprobabilidad de aportar su granito de arena ytransmitir sus genes.

EL GEN EGOISTA Y EL ESCANDALO DEENRON

El colapso de la corporacion energeticaestadounidense Enron en diciembre de 2001desencadeno un gran debate sobre la culturacorporativa que prevalecia en la compania. Eldirector ejecutivo de Enron, Jeffrey Skilling, eraun notable partidario de la gestion<<<darwiniana>>>, con constantesevaluaciones del personal y el despido automaticode aquellos que tenian menor rendimiento.Posteriormente se descubrio que su obra favorita

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era El gen egoista y que Skilling creia quedemostraba que los chicos buenos terminan losultimos. Sin embargo, como les ocurrio a muchosotros antes que a el, la metafora de Dawkinsllevo a error a Skilling, que creyo que esos genesegoistas dictaban el comportamiento de todos losorganismos vivos, incluidos los seres humanos.Seguramente fue la accion <<<suicida>>> deun delator de las practicas ilegales de la empresa,Sherron Watkins, la que hizo que la empresa<<<darwiniana>>> de Skilling se fuera a pique.

Cronologia

1859 Charles Darwin publica El origen delas especies, obra en la que demostrocomo el proceso de <<<seleccionnatural>>> supone la aparicion de

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especies que se adaptan mejor a suambiente.

1866 Gregor Mendel publica el resultadode sus experimentos, que apuntan a laexistencia de los genes; dichos resultadosse ignoran y olvidan.

1871 Darwin publica El origen del hombre,que incluye su intento de resolver elproblema del comportamiento altruista atraves del beneficio de un grupo depersonas y no del beneficio individual.

1909 Tras el redescubrimiento del trabajode Mendel, el genetico danes WilhelmJohannsen acuna el termino <<<gen>>>para el transportador de los rasgosheredados.

1953 Francis Crick y James Watson(Universidad de Cambridge) revelan la

259

estructura del ADN y afirman que esteencierra la clave para identificar los genes.

1962 Vero Wynne-Edwards publica AnimalDispersion in Relation to Social Behaviour,que apoya la idea de Darwin de la seleccionde grupos como causa del altruismo.

1964 El biologo teorico britanico WilliamHamilton publica The Genetical Theory ofSocial Behaviour, que explica los rasgosaltruistas a traves de la <<<seleccion porparentesco>>>.

1966 El biologo estadounidense George C.Williams, especialista en evolucion, atacalas ideas de la seleccion de grupos.

1973 Luigi Cavalli-Sforza y Marc Feldmanpublican el primer articulo sobre la teoria delos genes y la cultura, que sostiene que elcomportamiento humano puede afectar a

260

los rasgos geneticos.

1976 Richard Dawkins publica El genegoista, en el que afirma que la evolucionopera en el nivel de los genes y que sudeterminacion <<<egoista>>> debetransmitirse.

1999 La obra de Susan Blackmore Lamaquina de los memes dispara lapopularidad del concepto de memes:<<<genes>>> culturales que adquirimospor imitacion.

Citas

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Al igual que muchos conocimientosprofundos de la ciencia, la cristalizacion

261

matematica de Hamilton del concepto delgen egoista es notablemente simple. Suteorema, al que se conoce con frecuenciacomo Regla de Hamilton, establece que elcomportamiento altruista tiene sentidogenetico si el grado de parentesco (r) delas criaturas implicadas supera la razon delcoste (C) respecto al beneficio (B)(matematicamente, r > C/B). Por ejemplo,imaginemos a dos hermanos llamadosAdam y Bill. Si r = 0,5 en el caso de loshermanos, la decision de Adam desacrificar su vida por Bill —esto es, deincurrir en un costo C=1— solo tienesentido genetico si el beneficio resultante(B) para Bill al menos se duplica.

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Aunque famoso con razon por su trabajopionero, Hamilton no fue el unico en

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considerar las matematicas del altruismogenetico. En la decada de 1960, un teoricoautodidacta, George Price, ideo ecuacionesmas elegantes y poderosas para explicarcomo el altruismo puede prosperar en unmundo aparentemente dominado porgenes <<<egoistas>>>. Hamiltoncolaboro con el excentrico estadounidenseen dos importantes articulos deinvestigacion. Aunque las ideas quecontenian ayudaron a propulsar a Hamiltona la cima de la profesion academica, susimplicaciones tuvieron un profundo efectoen Price, que se convirtio en un fervorosocristiano y comenzo a donar todas susposesiones. En 1974 sucumbio finalmentea una depresion cronica y se suicido en unedificio abandonado cercano a la estacionlondinense de Euston.

25

263

Se refiere a la edicion de 1976. En unaedicion posterior, Dawkins anadiria profusasnotas y dos capitulos mas. (N. del E.)

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10Catastrofismo

En pocas palabras

Durante milenios han circulado leyendas sobre cataclismos,como el diluvio universal, que azotaban la Tierra, pero losintentos por comprenderlos tuvieron problemas tanto conla Iglesia —que los consideraba una prueba de laintervencion divina— como con la comunidad cientifica,para la cual no eran mas que mitos. A principios del sigloXIX, prominentes geologos de la epoca, como JamesHutton y Charles Lyell, rechazaron estas ideas<<<catastrofistas>>> de la historia de la Tierra. En sulugar, afirmaban que nuestro planeta habia sidoconformado por fuerzas estables, lentas y visibles hoy endia, como la erosion. La idea <<<uniformita-ria>>> de lahistoria de la Tierra domino en los siguientes 150 anos.Luego surgieron pruebas convincentes de que la Tierrasufrio catastrofes raras, pero globalmente devastadoras,que exterminaron a un porcentaje considerable de seresvivos. El origen no se encuentra en un dios vengador, sinoen el cosmos, en forma de impactos de asteroides y

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cometas. Actualmente se cree que hace unos 65 millonesde anos uno de esos impactos contribuyo a llevar a losdinosaurios a la extincion.

Hoy en dia, los cientificos reconocen que una combinacionde uni-formitarismo y catastrofismo constituye la clave delpasado, el presente y el futuro de la Tierra y las formas devida que en ella se encuentran.

Desde los antiguos manuscritos babilonios a lascronicas medievales y las profecias de la NewAge: todo se refiere a catastrofes que azotan laTierra en el momento mas inesperado, conconsecuencias devastadoras para la vida en elplaneta. Muchos relatos describen inundaciones aescala mundial: diluvios que sepultan continentes,exterminando generaciones enteras de la faz delplaneta. Otros describen lluvias de fuegocayendo del cielo.

La epopeya de Gilgamesh, escrita hace unos4.000 anos, describe como <<<los siete jueces

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del infierno>>> alzaron sus antorchas,iluminando con llamas la Tierra, y luego enviaronuna tormenta que convirtio el dia en noche. Dosmil anos despues, el clerigo britanico Gildasdescribio <<<un fuego que cayo del cielo>>>aproximadamente en el ano 441, que ennegreciolos cielos y causo emigraciones de Inglaterra,continuando la tierra en ruinas un siglo despues.Pero estos relatos de catastrofes tienen algomas en comun: hasta hace poco seconsideraban historias del castigo divino utilizadaspor los lideres religiosos para mantener en cinturaa sus seguidores. Pocos cientificos las tomabanen serio, considerandolas como vestigios de unaepoca supersticiosa. Hoy en dia, estos relatosantiguos se consideran pruebas potencialmentevaliosas de acontecimientos que desempenaronuna funcion clave en la historia de nuestroplaneta, desde su formacion hace 4.500 millonesde anos. Estos acontecimientos son realmentetan catastroficos como afirmaban las leyendas:

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impactos cosmicos que en el pasado propinaronen muchas ocasiones graves golpes a la vida yque volveran a hacerlo.

Es posible que la idea dramatica de la historia dela Tierra que ahora surge apenas sea masdiferente de la que tenian muchos cientificosincluso en la decada de 1980. Durante unos 200anos, la Iglesia —para la cual las catastrofeseran ejemplos de la intervencion divina— tildo deheretica la idea de los acontecimientos cosmicosque afectaban a la vida sobre la Tierra, y la clasecientifica la rechazo por considerarla un mito.Quienes fueron suficientemente valientes paraproponer pruebas de tales catastrofes tuvieronproblemas con ambos. Sin embargo, al final, elcontundente peso de la evidencia barrio cualquierduda sobre la realidad de las catastrofesmundiales.

Los intentos de dar sentido cientifico a muchas

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de las leyendas sobre catastrofes se remontan alos albores de la ciencia moderna, en el siglo XIX.Tras la publicacion de las leyes de Newton delmovimiento y la gravitacion universal en 1687,Edmond Halley, matematico de la Universidad deOxford, decidio aplicarlas al misterio de loscometas. Estudiando los registros de la aparicionde estos moradores aparentemente caprichososdel sistema solar, Halley sugeria que los cometasbrillantes de 1456, 1531, 1607 y 1682 eran dehecho un cometa que seguia una amplia orbitaeliptica alrededor del Sol, de acuerdo con lasleyes de Newton. Pero Halley tambien observoalgo mas: un cometa que cruzara la orbita de laTierra podria colisionar algun dia con ella, lo cualtendria consecuencias devastadoras.

En diciembre de 1694, Halley dio una conferenciaen la prestigiosa Royal Society de Londres en laque afirmaba que el impacto de un cometapodria haber causado el diluvio universal biblico.

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Incluso sugeria que grandes accidentesgeograficos, como el mar Caspio, podrianhaberse formado como resultado de talescataclismos. En unos dias se retracto de suafirmacion, aparentemente por presioneseclesiasticas. La Iglesia consideraba quecatastrofes como el diluvio universal eran pruebadel formidable poder de Dios, y no alentaba losintentos de explicarlas usando la ciencia. Inclusoasi, la conferencia de Halley constituyo unmomento crucial, destacando por vez primera lavulnerabilidad de la Tierra ante las fuerzascosmicas.

Durante el siglo siguiente, otros autores tambienintentarian aplicar bases cientificas a las historiasbiblicas sobre catastrofes. William Whiston,matematico de Cambridge, afirmaba que unanalisis de las orbitas de los cometas demostrabaque el diluvio universal tuvo lugar en el ano 2349a. C.

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A principios del siglo XIX, el eminente zoologofrances Georges Cuvier parecia haber encontradopruebas solidas del diluvio universal. Estudiandolos estratos geologicos de los alrededores deParis, Cuvier habia encontrado que sobre losfosiles de las criaturas marinas de una antiguacapa de caliza se encontraban fosiles de criaturasterrestres. Luego, abruptamente, aparecia sobreesta una capa que contenia de nuevo criaturasmarinas, mostrando la capa superior signos deuna vasta y rapida inundacion alrededor del Parisde hoy en dia. Cuvier tomo estos cambiossubitos de los registros fosiles como pruebas decatastrofes repentinas que devastaron la vida enla Tierra, siendo el diluvio universal el ejemplomas reciente.

Los descubrimientos de Cuvier, publicados en1812, obtuvieron el apoyo de algunos cientificoseminentes, como el distinguido geologo sir JamesHall, y asi nacio el movimiento <<<catastrofis-

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ta>>>. Sin embargo, otros autores eranprofundamente escepticos, y apuntaban que laspruebas de un diluvio a escala mundial distabanmucho de ser concluyentes. Los mas escepticosde todos eran los seguidores del geologo escocesJames Hutton, fundador de la llamada idea<<<uniformitaria>>> de la historia de la Tierra.En 1795, publico un gran texto que se basaba enla idea de que procesos lentos y estables queconforman actualmente nuestro planeta, como laerosion, tambien tuvieron una importancia crucialen un pasado distante.

El uniformitarismo era una idea importante quepermitia que los geologos hicieran extrapolacionesa partir de lo que podian ver en el momentopresente con el fin de probar cuestiones sobre lahistoria de la Tierra. Su partidario mas influyentefue Charles Lyell, geologo escoces queconsideraba el catastrofismo como un intento delos fanaticos religiosos por que sus creencias

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ganaran credibilidad cientifica. Lyell demostro quelas <<<pruebas>>> de Cuvier del diluviouniversal podian explicarse por los cambiosgraduales del nivel del mar, y ataco a loscatastrofistas porque opinaba que les gustabandemasiado las explicaciones sobrenaturales.

En la decada de 1830, la obra de Lyell Principiosde geologia, basada en el uniformitarismo,consiguio que las afirmaciones de una catastrofemundial se asociaran de inmediato a lasupersticion desbocada. Sin embargo, aunqueLyell habia demostrado que las pruebas de lascatastrofes pasadas no eran concluyentes, nohabia probado que dichas catastrofes fueranimposibles. Lo que hizo fue asegurar quecualquier desafio al uniformitarismo se enfrentaraa un arduo camino por delante en los 150 anossiguientes.

Surgieron indicios de donde podria proceder ese

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desafio incluso cuando Lyell establecia susargumentos contra el catastrofismo. Durantesiglos se habian registrado casos de<<<piedras>>> que caian del cielo, pero sehabia considerado que eran historias populares…hasta el 26 de abril de 1803, dia en el que milesde meteoritos llovieron sobre el pueblo normandode L’Aigle. Una investigacion realizada por elastronomo frances Jean Biot demostro que dehecho las piedras procedian de algun lugar masalla de la Tierra.

Los cientificos tardaron mucho mas en aceptarque meteoros mucho mayores hubieran podidoimpactar tambien en la Tierra, pese a que laspruebas no podian ser mas imponentes. A finalesde la decada de 1890, Grove Gilbert, director degeologia del Instituto de Cartografia de EstadosUnidos, decidio investigar los informes de grannumero de meteoritos que salieron a la luzalrededor de un gran crater de 1,2 kilometros de

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diametro en el desierto de Arizona. Gilbert, queno consiguio encontrar ningun meteoro giganteenterrado en el crater, apuntaba que este debiade haberse formado por una burbuja de vaporen una roca en tiempos fundida, pasando poralto la posibilidad de que el meteoro hubierapodido evaporarse al impactar. En 1906, DanielBarringer, un ingeniero de minas estadounidense,publico pruebas que relacionaban el crater deArizona con un impacto, pero no logro convencera la clase cientifica (en buena medida porque ensu articulo, en el que describia su afirmacion,ridiculizaba las conclusiones de Gilbert). No fuehasta la decada de 1950 cuando una nuevageneracion de geologos reconoce los origenescosmicos de lo que ahora se denomina el<<<crater meteorico>>>.

Otra clave que apuntaba a un origen cosmico delas catastrofes mundiales surgio en la decada de1930 con el descubrimiento de los primeros

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asteroides en orbitas que cruzaban la orbitaterrestre. Esto llevo al astronomo estadounidenseHarvey Nininger a apuntar que tales asteroidespodian impactar ocasionalmente en la Tierra, conresultados catastroficos. En 1942 sugirio quetales impactos podrian explicar las lagunas, deotro modo desconcertantes, de los registrosfosiles, que apuntaban a extinciones masivas dela vida ocurridas en varias ocasiones en losultimos cientos de millones de anos.

A mediados de la decada de 1950, algunoscientificos sugirieron que un impacto meteoricoocurrido hace 65 millones de anos podria haberacabado con el reinado de 100 millones de anosde las criaturas que mas exito tuvieron en latarea de mantenerse vivas sobre la Tierra: losdinosaurios. Sin embargo, la idea, aunqueintrigante, seguia siendo especulativa y laspruebas no eran concluyentes.

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Este panorama cambio en 1980, cuando unequipo de cientificos de la Universidad deCalifornia en Berkeley desvelaron pruebassuficientemente convincentes para acabar conlos 150 anos de reinado del uniformitarismo. Elequipo, dirigido por el fisico estadounidense LuisAlvarez, ganador del Premio Nobel, habiaestudiado los registros fosiles de la extincion delos dinosaurios. Encontraron que las muestras dearcilla de epocas cercanas al momento delacontecimiento contenian concentraciones muyelevadas de iridio, un elemento relativamentecomun en los meteoros.

Las implicaciones de tales concentraciones altasde iridio eran espectaculares; apuntaban alimpacto de un enorme meteoro de unos 5-10kilometros de diametro. Tal acontecimientohabria desencadenado una conflagracion mundial,con humo y detritos ocultando la luz del soldurante meses, causando el colapso de las

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cadenas troficas. ?Podia explicar esto ladesaparicion de los dinosaurios26?

La mera sugerencia de una vuelta alcatastrofismo provoco una respuesta muy agriapor parte de muchos cientificos. Un eminentecientifico de Berkeley especializado en la Tierraridiculizo las pruebas tachandolas de<<<paparruchas>>>. Los criticos arguian que eliridio podria haber procedido de inmensaserupciones volcanicas que se sabia que habiantenido lugar mas o menos en la misma epoca, yapuntaban que los dinosaurios ya habian muertoantes del supuesto <<<impacto>>>. Aun asi,comenzaron a surgir otras pruebas queapuntaban a una catastrofe natural ocurridahacia 65 millones de anos. En 1988, un equipointernacional de cientificos revelo la existencia deuna capa de hollin justo encima de la capa deiridio en muchos lugares del mundo,aparentemente causada por un incendio. Otros

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cientificos encontraron pruebas de un enormetsunami que se origino en el golfo de Mexicohace unos 65 millones de anos.

El factor decisivo surgio en 1990, cuandogeofisicos estadounidenses revelaron la existenciade una vasta estructura circular que estabaenterrada en la costa de Mexico. El craterChicxulub, de 180 kilometros de diametro, teniael tamano adecuado y se encontraba en el lugaradecuado para explicar todas las demasanomalias, y tambien tenia 65 millones de anos.

Hoy en dia, frente a estas pruebas convincentes,la mayoria de los cientificos aceptan que unenorme meteoro impacto en la Tierra hace 65millones de anos, desencadenando unacatastrofe mundial, y que esto podria ocurrir denuevo27. Aunque indudablemente los procesosque dan uniformidad, como la erosion,desempenan el principal papel en el modelado de

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nuestro planeta, los acontecimientoscatastroficos tambien han tenido,evidentemente, un efecto dramatico. Losregistros fosiles muestran pruebas de que se hanproducido al menos cinco extinciones masivas dela vida; la mayor tuvo lugar hace 250 millones deanos, y en ella sucumbieron el 70% de losanimales terrestres y el 95% de la vida marina.

La reaparicion del catastrofismo como unconcepto cientificamente creible se subrayo deforma espectacular en julio de 1994. El cometaShoemaker-Levy 9 impacto en Jupiter con mayorviolencia que la detonacion de todo el arsenalnuclear mundial.

Muchos cientificos esperaban que esteacontecimiento alertaria a los gobiernos ante lanecesidad de tomar medidas para impedir quelos seres humanos sufran la misma suerte quelos dinosaurios. Sin embargo, hasta la fecha los

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intentos de lidiar con la amenaza delcatastrofismo cosmico se han silenciado. Hastaahora, los proyectos como el Spaceguard Surveyde la NASA han identificado apenas la mitad delos mil cien objetos de tipo NEO (<<<Near-EarthObjects>>>, objetos cercanos a la Tierra) cuyoimpacto desencadenaria una catastrofe mundial.Los planes para tomar medidas para lidiar con losobjetos que se encuentran en curso de colisionestan incluso menos establecidos.

Aproximadamente un cuarto de siglo despues deque la comunidad cientifica se librara de la ilusionreconfortante del uniformitarismo, parece que losgobiernos aun tienen que darse cuenta de lasterribles implicaciones.

EL IMPACTO DE TUNGUSKA EN 1908

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En la manana del 30 de junio de 1908, loshabitantes de una remota zona del noreste deSiberia fueron testigos de primera linea delterrorifico poder del catastrofismo. Un enormebolido detono, oyendose la explosion en un radiode 800 kilometros. Los sismometros detectaronreverberaciones que rodearon todo el planeta.

No fue hasta 1927 cuando los cientificos llegaronfinalmente al epicentro del suceso, al norte del rioTunguska. Encontraron una zona totalmentedevastada que abarcaba cientos de kilometroscuadrados, con restos carbonizados de arbolescaidos como cerillas, todos apuntando hacia elexterior desde el centro de la explosion.

Ahora se cree que la causa fue la desintegracionen la atmosfera de un gran meteoro de 50metros de diametro. Pese a su pequenotamano, la velocidad de entrada del meteoro, de

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unos 100.000 kilometros por hora, garantizabaque cuando se desintegrara la onda expansivaresultante tendria la energia de una bomba dehidrogeno de 15 megatones.

EN EL CATASTROFISMO NO TODO SONMALAS NOTICIAS

Pese a su imagen apocaliptica, el catastrofismotiene indudablemente otra cara. De hecho, esposible que debamos nuestra existencia aldesastre que azoto al planeta hace 65 millonesde anos y que supuso la muerte de losdinosaurios. Su exterminio dio a los mamiferos —que habian surgido aproximadamente en lamisma epoca que los dinosaurios— laoportunidad de desarrollarse. En diez millones de

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anos fueron la forma de vida dominante en elplaneta.

Investigaciones recientes sugieren que incluso losdinosaurios tienen razones para estaragradecidos al catastrofismo. En 2002, un equipointernacional de cientificos publico pruebas queindicaban que un cometa impacto en la Tierrahace unos 200 millones de anos, exterminando amas del 50% de todas las especies terrestres.Pero entre los supervivientes habia animalessemejantes a cocodrilos que aprovecharon laoportunidad y evolucionaron para dar lugar a losprimeros dinosaurios.

Cronologia

1694 El astronomo sir Edmond Halley

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advierte del efecto catastrofico de unimpacto de cometa, que desencadenariaun diluvio de proporciones biblicas.

1795 El geologo escoces James Huttonpublica dos obras que establecieron lasbases del uniformitarismo, que haciahincapie en los cambios graduales ysostenidos en geologia.

1812 El zoologo frances Georges Cuvierpresento argumentos a favor de laexistencia de varias extincionesdevastadoras de la vida en la historia de laTierra.

1830 La influyente obra Principios degeologia, de Charles Lyell, inspirada en lasideas uniformitaristas de Hutton, aleja lacorriente de pensamiento delcatastrofismo.

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1906 El ingeniero de minas DanielBarringer publica pruebas de que el famosoMeteor Crater de Arizona realmente secreo tras el impacto de un meteoro y nopor la actividad volcanica.

1942 Harvey Nininger advierte del peligrode los asteroides que impactan en laTierra, y afirma que pueden ser loscausantes de las extranas<<<fracturas>>> en los estratosgeologicos.

1956 M. W. Laubenfels (Universidad delEstado de Oregon) sugiere que un impactocosmico podria haber desencadenado laextincion de los dinosaurios.

1980 Luis Alvarez y sus colaboradorespresentan pruebas que relacionan laextincion de los dinosaurios, hace 65millones de anos, con un impacto cosmico.

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1990 Se identifica el crater Chicxulub, de180 kilometros de diametro, situado en lapeninsula de Yucatan (Mexico), como elpunto mas probable del impacto que llevoa los dinosaurios a la extincion.

1994 Los astronomos observan el cometaShoemaker-Levy 9 chocar con Jupiter conterrible violencia.

2003 El catalogo del Spaceguard Surveyde la NASA incluye seiscientos cincuenta delos mil cien objetos cercanos a la Tierramayores de un kilometro de diametro.

Citas

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La idea de un unico impacto cosmico que

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exterminara a los dinosaurios esatractivamente simple, pero tambien casicon seguridad simplista. En la epoca en laque se extinguieron, hace unos 65 millonesde anos, ya llevaban en la copa del arbolevolutivo 135 millones de anos, periododurante el cual es probable que hubieransufrido varias catastrofes mundiales,como un cambio climatico, erupcionesvolcanicas masivas e impactos cosmicos.Por tanto, es posible que hubierannecesitado un <<<golpe multiple>>> antesde sucumbir. Existen pruebas de que en elmomento del impacto de Chicxulub estabateniendo lugar actividad volcanicacatastrofica, quiza como resultado de una<<<pluma del manto>>> que se fundio atraves de la corteza terrestre bajo lo quees hoy en dia la India. Algunos expertos endinosaurios tambien han afirmado queincluso diez millones de anos antes del

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impacto los dinosaurios mostraban signosde una perdida de la diversidad, lo quesugiere que, en cualquier caso, estabanmuriendo de manera gradual. Sinembargo, actualmente parece que esto seha basado en la interpretacion exageradade pruebas limitadas. Un analisis basadoen datos mundiales que publico en 2005David Fastovsky (Universidad de KhodeIsland) demostraba que, en el momento desu extincion, la diversidad de losdinosaurios era mayor que nunca.

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Aunque la mayoria de los cientificosaceptan que un impacto meteoricocontribuyo a la extincion de losdinosaurios, sigue habiendo controversiaen torno al significado del crater Chicxulub.

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En 2004, Gerta Keller, geocientifica de laUniversidad de Princeton, afirmaba quehabia encontrado pruebas de que el craterse formo unos 300.000 anos antes de ladesaparicion de los dinosaurios, y que esdificil conciliar sus caracteristicasgeologicas con la situacion de impactoconvencional. Segun Keller, las pruebasreafirman la idea de que los impactossolos no pueden haber destronado a losdinosaurios de su privilegiadaposicion evolutiva.

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11Tectonica de placas

En pocas palabras

Durante siglos la gente ha observado que Suramericaparecia encajar con Africa como dos piezas de unrompecabezas. Pocos estaban dispuestos a ver esto comoalgo mas que una coincidencia, hasta que el meteorologoaleman Alfred Wegener mostro que las pruebas fosiles ygeologicas apuntaban a la misma conclusion: que entiempos todos los continentes formaron parte de uninmenso <<<supercontinente>>>, al que denominoPangea, que se disgrego hace unos 200 millones de anos.Por desgracia para Wegener, todas sus pruebas puedenexplicarse segun otras teorias aparentemente masplausibles. Peor aun fue que sus intentos de explicar lasfuerzas que impulsaban a los continentes eran claramenteincorrectos. En la decada de 1950, casi treinta anosdespues de su muerte, se obtuvieron en estudios de lasprofundidades marinas pruebas que apoyaban la idea de laderiva continental. Entre ellos habia estudios geologicos dela dorsal mesoatlantica, situada bajo el centro del

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Atlantico, que sugerian que la nueva roca emergio desdelas profundidades de la Tierra y separo a America yEuropa. Esto llevo al concepto de la tectonica de placas,que explica las caracteristicas de la superficie terrestre atraves de acontecimientos que tienen lugar en los limitesde gigantescas <<<placas>>> que flotan sobre el interiorfundido de la Tierra. Hoy en dia, los datos obtenidosmediante satelite han demostrado que los continentes semueven realmente hasta 15 centimetros al ano, lo queproporciona las pruebas definitivas que constantementeeludieron a Wegener.

<<<Terra firma>>>: es proverbial nuestracreencia en la naturaleza inalterable de la Tierrasobre la que nos encontramos. Tambien es unailusion, como cada ano descubren miles depersonas cuando, para su horror, la Tierra selevanta bajo sus plantas en medio de unterremoto. Los que sobreviven hablan a menudodel miedo primigenio que sienten al darse cuentade que la Tierra se mueve bajo sus pies.

Pese a toda nuestra sofisticacion, seguimos

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teniendo una gran necesidad de creer quevivimos en un planeta estable. Quiza esto explicapor que tantas personas se encontraron conpruebas que apuntaban al movimiento decontinentes enteros a lo largo de la Tierra,aunque se negaron a tomarlas en serio. En1912, un profesor universitario aleman, AlfredWegener, decidio no ignorar mas aquellas clavesy presento pruebas claras de que los continentesde la Tierra se mueven a lo largo de nuestroplaneta como plataformas de roca gigantescas.

Segun Wegener, todas ellas formaban parte deun supercon-tinente gigante que se disgregohace cientos de millones de anos, y que hanestado en continuo movimiento desde entonces,creando, al colisionar, vastas cadenasmontanosas. Hablando claro: las afirmaciones deWegener parecian fruto de la fantasia de algunmaniatico alocado. Sin embargo, las pruebas quetenia para apoyar sus ideas eran impresionantes,

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y resolvieron muchas cuestiones que hastaentonces eran un misterio. Hoy en dia,constituye la base de la tectonica de placas, unade las joyas de la corona de la ciencia modernaque abarca desde la formacion de los volcanes ylas causas de los terremotos hasta el origen delas montanas. Sin embargo, en aquella epoca lacomunidad cientifica desecho de plano lasafirmaciones de Wegener. Resulta tentadoratribuir las luchas de Wegener a las actitudes deestrechas miras de los academicos, molestos porque se desafiara su autoridad. Las razonesreales son mas complejas y mas interesantes,ya que destacan el hecho de que en ciencia nosiempre basta con estar en lo cierto.

Sin duda, las afirmaciones de Wegener no erannuevas. Ya en 1596, el cartografo flamencoAbraham Ortelius apunto que Suramerica pareciaencajar con Africa como dos piezas de unrompecabezas y sugirio que America habia sido

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<<<arrancada de Europa y Africa […] porterremotos y diluvios>>>. Otros, incluido elerudito isabelino Francis Bacon, tambien loobservaron, pero si tuvieron alguna idea sobresus origenes se la guardaron. Solo a mediadosdel siglo XIX alguien tuvo el valor de tomarse enserio la coincidencia. En 1858, el geografofrances Antonio Snider-Pellegrini apunto otra<<<coincidencia>>>: fosiles de las mismasplantas aparecian a ambos lados del Atlantico; asilo hacian formaciones geologicas como losdepositos de carbon. Snider-Pellegrini llego a laconclusion de que en tiempos America, Africa yEuropa habian estado unidas en un vastocontinente, y afirmo que la ruptura de estecontinente podia explicar el diluvio biblico. En unaepoca en la cual los geologos se estabanvolviendo en contra de tales relatos<<<catastroficos>>> de la historia de la Tierra,esto era una afirmacion atrevida, ypracticamente estaba garantizado que se

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extinguiria de inmediato.

Sin embargo, la idea basica de la deriva de loscontinentes se negaba a morir. En 1908, elgeologo estadounidense Frank Taylor apunto quelas colisiones entre los continentes a la derivapodian explicar el origen de los cinturonesmontanosos como el Himalaya y los Alpes. Sinembargo, para la mayoria de los geologos estaera una respuesta a un problema ya resuelto porla idea entonces popular de que la Tierra seestaba reduciendo. Segun esto, la Tierra antesfundida sigue enfriandose y su tamano continuareduciendose. Como resultado, la superficie de laTierra se esta comprimiendo, arrugandose yformando lo que constituyen cadenasmontanosas.

Alfred Wegener, profesor de meteorologia detreinta y dos anos de la Universidad de Marburgo(Alemania), se enfrento a esta teoria retomando

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la idea de la deriva continental. Primero habiaobservado en 1903, cuando aun era estudiante,que los continentes encajaban como en unrompecabezas, pero lo desestimo al considerarque se trataba de una coincidencia. La situacioncambio en 1911, cuando Wegener leyo acercade fosiles curiosamente similares hallados al otrolado del Atlantico que habian intrigado a Snider-Pellegrini.

La explicacion convencional era que se tratabadel resultado de vastos <<<puentes detierra>>> que habian salvado el oceano hacemillones de anos, al igual que en la actualidadCentroamerica une Norteamerica y Suramerica.Sin embargo, las similitudes en los registrosfosiles y geologicos se extendian mas alla deAfrica y America. Por ejemplo, un helecho fosilllamado Glossopteris se habia encontrado enambos continentes, asi como en la India yAustralia. Ademas estaba la evidencia de que se

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produjeron edades de hielo simultaneas en todasestas regiones aproximadamente hace 290millones de anos; de nuevo, era dificil entenderesto a no ser que todos ellos hubieran estadounidos anteriormente. Wegener penso que laexplicacion mas simple era que todos loscontinentes habian formado alguna vez parte deun superconti-nente, al que denomino Pangea(en griego, <<<toda la Tierra>>>), que sedividio hace unos 200 millones de anos.

En enero de 1912, Wegener dio su primeraconferencia sobre esta teoria de la derivacontinental; al igual que sus predecesores,suscito poco interes. En 1915 publico unapequena obra titulada El origen de los continentesy los oceanos, con la que esperaba atraer elinteres de los especialistas en las ciencias de laTierra. Fue publicado en aleman, y tampococonsiguio suscitar mucho interes. Para losgeologos profesionales, Wegener era un arribista

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que afirmaba resolver problemas que ellos yahabian solucionado, pero usando una idea queplanteaba igualmente muchas cuestionesnuevas. ?Como pueden los continentessimplemente ir a la deriva alrededor del mundo? ?Como se impulsan?

Wegener era consciente de los problemas a losque se enfrentaba su teoria, y durante elsiguiente decenio publico versiones revisadas quelos trataban. El principal problema era lanecesidad de explicar las fuerzas propulsoras dela deriva continental. Wegener sostenia que loscontinentes eran amplias zonas de sial —unmaterial similar al granito— que flotaban sobre unmaterial mas denso pero mas blando, el sima,que constituia el fondo oceanico.

Para explicar las fuerzas impulsoras de la derivacontinental, Wegener recurrio a susconocimientos meteorologicos y sugirio que se

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deberian a la rotacion de la Tierra: una fuerzaconductora clave de los sistemas meteorologicos.Se sabia que la llamada fuerza Eotvos era capazde conducir el aire hacia el oeste y hacia el ladoopuesto a los polos. Wegener afirmaba que lamisma fuerza que <<<huye de los polos>>>podria propulsar a los continentes, junto con untipo de efecto de marea similar al que afectaba alos oceanos.

Sin embargo, lejos de impresionar a la comunidadde geofisicos, sus intentos de explicar la derivacontinental simplemente les dio objetivos masclaros a los que apuntar. Los estudios del fondooceanico probaron que no era ni remotamentetan blando como el sima, mientras que calculosdetallados demostraron que las fuerzaspropuestas eran demasiado debiles para impulsarlos continentes. Por el contrario, la teoria de laTierra menguante no tenia ningun problema paragenerar suficiente fuerza para la creacion de las

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montanas.

En 1929, cuando termino la cuarta edicion de sulibro, Wegener reconocio que aun no habialogrado un argumento solido. Seria su ultimadeclaracion sobre el asunto. Al ano siguiente,partio de expedicion a Groenlandia y nuncaregreso. En la epoca de su muerte, la derivacontinental estaba lejos de ser aceptada comoantano, ya que los academicos la desechaban,calificandola de <<<muy peligrosa>>> o una<<<autentica paparrucha>>>. Sin embargo, laobra de Wegener tenia algunos partidarios,incluido el distinguido geologo britanico ArthurHolmes, que en diciembre de 1927 establecio elgermen de lo que llegaria a ser la autenticaexplicacion de la deriva continental. Holmes eraun experto en radioactividad, que luego surgiocomo un fenomeno clave en geofisica. Loscientificos habian observado que el uranio y otroselementos atrapados en la Tierra mantenian su

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interior caliente. Esta era una mala noticia para lateoria de la Tierra menguante, ya que implicabaque la Tierra ni se estaba enfriando ni estabamenguando. Por el contrario, posiblemente erauna buena noticia para la deriva continental, yaque el calor podria generar amplias corrientes deroca fundida dentro de la Tierra, capaces demover continentes enteros.

Sin embargo, era algo que seguia superando a lamayoria de los geologos, y con la muerte deWegener su teoria cayo de nuevo en laoscuridad academica. Su triunfanterestablecimiento se produjo tras losdescubrimientos que se hicieron sobre la unicaparte de la Tierra que ni Wegener ni ninguno desus contemporaneos realmente comprendieron:el fondo oceanico.

Durante la decada de 1950, los estudios de ladorsal meso-atlantica —la vasta cadena de

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montanas sumergidas que se encuentran bajo elcentro del oceano— revelaron estructuras enforma de V que se asemejaban de modosospechoso a una hendidura entre dos grandesplacas28. Los estudios del lecho marino tambienrevelaron que era mucho mas joven que lo quese podria pensar: solo unos 200 millones deanos, curiosamente una antiguedad similar a lafecha en la que tal vez se habria dividido el<<<supercontinente>>> de Wegener.

En 1960, el geologo estadounidense Harry Hess(Universidad de Princeton) conecto estas pistascon la antigua idea de Holmes sobre laconveccion dentro de la Tierra. El resultado fue lateoria de la <<<expansion del fondomarino>>>, segun la cual surgio una nuevacorteza en la dorsal mesoatlantica a partir decorrientes de roca fundida y, hundiendose luegode nuevo en las hendiduras. A diferencia de laidea de Wegener del deslizamiento de los

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continentes sobre el fondo oceanico, la teoria deHess sostenia que el nuevo material que estabasiendo arrojado en las dorsales oceanicas era loque las empujaba separandolas.

Pronto surgieron datos que apoyaron la idea deHess. Las determinaciones del campo magneticodel fondo del Pacifico revelaron un extrano patronde franjas alternas de material magnetizado deforma normal e inversa. Los geologos ya sabianque los polos magneticos de la Tierra a veces seinvertian y que la roca caliente conserva unregistro del campo magnetico de la Tierra amedida que se enfria. En 1963, DrummondMatthews y su alumno Fred Vine (Universidad deCambridge) apuntaron que el patron listado eracoherente con la presencia de rocas calientesnuevas que surgieron continuamente desde elinterior de la

Tierra durante 200 millones de anos; justo lo que

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exigia la teoria de Hess.

A finales de la decada de 1960 se hacia dificilrechazar las pruebas de la deriva continental. Losgeologos comenzaron a tomar en serio lasimplicaciones de la <<<tectonica de placas>>>,los procesos que tienen lugar en las zonas dondese encuentran dos placas. Encontraron que lateoria les permitia dar sentido a muchascaracteristicas de nuestro planeta. Una colisiontitanica entre India y la placa asiatica hace unos45 millones de anos explicaba el origen delHimalaya, mientras que la pletora de volcanesalrededor de la costa del Pacifico —eldenominado <<<anillo de fuego>>>— daba fede las fuerzas destructivas que actuan en elborde de la placa del Pacifico. Las zonas con granriesgo de sufrir terremotos, como la falla de SanAndres (California), demostraron ser regiones enlas que dos placas se deslizan una contra otra.

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Hoy en dia, las pruebas de la deriva de loscontinentes estan fuera de toda duda. Se sabeque la superficie de la Tierra comprende diezplacas principales y catorce placas maspequenas, cuyo espesor oscila entre 50kilometros bajo los oceanos y 250 kilometrosdebajo de los continentes. Enviando rayos laserdesde los satelites orbitales hacia la Tierra, loscientificos tambien han comprobado que lasplacas se mueven hasta 15 centimetros al ano;Norteamerica y Europa actualmente se separanunos dos centimetros por ano29. Sin embargo,incluso hoy en dia siguen existiendo algunosmisterios. ?Que creo el patron de placas que enla actualidad cubre la Tierra? ?Que desencadenola ruptura de Pangea? Ni siquiera estasuficientemente clara la naturaleza de las fuerzasque impulsan las placas —el problema que frustroa Wegener—. Las ideas actuales sugieren que elhundimiento de las viejas placas es la principalfuerza propulsora, aunque esto es todavia

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motivo de deliberacion.

Lo que esta claro es que los criticos de Wegenerno eran simplemente intransigentesreaccionarios. Sus criticas eran en gran medidaperfectamente razonables, y las respuestas deWegener con frecuencia no eran satisfactorias.En ultima instancia, su mayor fallo radicaba enalgo respecto a lo que no podia hacer nada:simplemente se habia adelantado demasiado asu epoca.

EL REACTOR NUCLEAR QUE YACE BAJONOSOTROS

Desde hace mucho tiempo los mineros sabenque la temperatura aumenta cuanto mas

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profundo se excava en la Tierra; sin embargo, lafuente de ese calor —la radioactividad— seidentifico hace apenas un siglo. Los isotoposnaturales de uranio, torio y potasio atrapados enel interior de la Tierra durante su formacion hanconvertido a nuestro planeta en una suerte dehirviente reactor nuclear. La corteza actua comoun <<<vaso de contencion>>>, aunquebastante ineficaz: cada ano decenas de miles depersonas mueren por la <<<contaminacion>>>radioactiva que se filtra y sale de la Tierra enforma del cancerigeno gas radon.

EL MISTERIO DE LAS INVERSIONESMAGNETICAS DE LA TIERRA

Pese a su valor en el debate sobre la tectonica

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de placas, las inversiones del campo magneticode la Tierra siguen siendo un misterio, en buenamedida debido a su cronologia erratica. La ultimainversion tuvo lugar aproximadamente hace775.000 anos, pero los intervalos entre lasinversiones pueden ir desde 40.000 hasta unmillon de anos. Usando su-percomputadoraspara realizar simulaciones de las condiciones delinterior de la Tierra, los geofisicos han encontradopruebas de que las inversiones son el resultadode interacciones complejas entre los camposmagneticos del nucleo externo liquido y el nucleointerno solido. Este ultimo actua comoestabilizador, pero de vez en cuando sedesvanece, permitiendo que el campo del nucleoexterno se invierta.

Cronologia

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1596 El cartografo holandes AbrahamOrtelius observa que las costas de Africa yAmerica encajan.

1620 Sir Francis Bacon senala de nuevo lacuriosa concordancia entre los continentes.

1858 El geografo frances Antonio Snider-Pellegrini hace un mapa del<<<supercontinente>>> formado porAmerica y Africa cuando estaban unidas.

1908 El geologo estadounidense FrankTaylor sugiere que las grandes cadenasmontanosas, como los Alpes, son elresultado de colisiones continentales.

1912 El meteorologo aleman AlfredWegener da las primeras conferenciassobre su teoria de la deriva continental.

1915 Wegener publica El origen de los

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continentes y los oceanos, obra en la queexpone su teoria a grandes rasgos; laedicion inglesa (1922) suscita criticasadversas.

1927 El geologo britanico Arthur Holmesda una conferencia en la que apunta alcalentamiento radioactivo como fuerzapropulsora de la deriva continental.

1930 Wegener muere, a la edad decincuenta anos, en una expedicion aGroenlandia.

Decada de los 50 Los estudios del fondooceanico atlantico revelan caracteristicasque sugieren que se ha producido unaexpansion del fondo marino.

1960 Harry Hess (Universidad dePrinceton) presenta el concepto de laexpansion del fondo marino.

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1963 Drummond Matthews y suscolaboradores publican pruebas de laexpansion del fondo marino.

Decada de 1990 La telemetria laser y elGPS prueban que los continentes semueven a una velocidad de 15 centimetrospor ano.

Citas

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Hoy en dia todavia es motivo de polemicaentre los geofisicos el momento en quecomenzo exactamente la tectonica deplacas en la Tierra. Se ha calculado que elmaterial del antiguo fondo marino quecontenia los signos del procesamientotectonico tiene unos 1.900 millones de

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anos de antiguedad. En el ano 2000,Timothy Kusky (Universidad de St. Louis)identifico rocas cerca de la gran murallachina que parecian tener mas de 500millones de anos de antiguedad. De serasi, esto colocaria los origenes de latectonica de placas, como mucho, 2.000millones de anos despues de la formacionde la Tierra.

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La tectonica de placas aun estamodificando la apariencia de nuestroplaneta. Los calculos realizados por elprofesor Christopher Scotese y suscolaboradores de la Universidad de Texasindican que dentro de unos 50 millones deanos el mar Mediterraneo habradesaparecido, Africa habra aplastado lamasa continental de Europa y habra

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cerrado el estrecho que las separa. Unos250 millones de anos a partir de entonces,America y Eurasia habran completado unmovimiento de tenazas que atrapara aAfrica entre ellas, formando un enorme<<<supercontinente>>> al que Scoteseha denominado Pangea Ultima (veasewww.scotese.com).

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MATEMATICASQUE CUENTAN

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12El Teorema de Bayes

En pocas palabras

Si queremos probar una creencia o una teoria,necesitamos evidencias, aunque no todas sean igualmenteconvincentes. Por ejemplo, si un farmaco cura al 80% delos pacientes esto constituye una prueba mucho mascontundente que si solo curara al 60%; pero ?cuanto masconvincente? La respuesta procede de un metodomatematico concebido hace mas de 200 anos por ThomasBayes, clerigo y matematico ingles. Conocido como elTeorema de Bayes, muestra como actualizar nuestrascreencias en funcion de nuevas pruebas. Incluso enausencia de cualquier investigacion anterior, esta<<<creencia previa>>> puede ser algo mas que unasuposicion. Esto hizo que el Teorema de Bayes fueratachado de ser completamente subjetivo y acientifico y,hasta la decada de 1980, los cientificos practicamente lohabian abandonado. Desde entonces los estadisticos hanencontrado la forma de resolver los problemas de laspruebas previas, y en la actualidad el Teorema de Bayes

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se considera cada vez con mayor frecuencia como la formamas fiable de obtener informacion de un cumulo de datoscomplejos.

Los investigadores medicos anuncian un granavance en el tratamiento de los infartos demiocardio, afirmando que reduce a la mitad lastasas de mortalidad. Un cientifico forense diceante un jurado que las pruebas del ADN apuntana la culpabilidad del acusado con una probabilidadde varios millones contra uno. El partemeteorologico indica que hara un buen fin desemana.

Todos los dias nos bombardean con afirmacionesy contraafirmaciones, todas ellas basadas,aparentemente, en las ultimas pruebascientificas. Es evidente que muchas de ellas sonerroneas; pero ?cuales? Unas parecen muyplausibles mientras que otras hacen caso omisode la experiencia pasada. Es raro que los nuevos

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tratamientos medicos reduzcan a la mitad lastasas de mortalidad, de modo que hay queconsiderar cualquiera de tales afirmaciones conrecelo. Por otro lado, los partes meteorologicosse han hecho mas fiables, de modo que quizapodemos planificar el fin de semana.

?Como podemos tener en cuenta algo tan vagocomo la plau-sibilidad a la hora de tomardecisiones? De hecho, ?debemos hacerlo? ?Hemos de permitir que influya en nuestrasdecisiones? En una sociedad que cada vez se vemas forzada a hacer juicios basandose en laspruebas cientificas, nunca han sido masimportantes tales cuestiones.

De manera sorprendente, la clave pararesponder a estas preguntas se conocia desdehace mas de 200 anos, pero durante decenioshabia estado rodeada de polemica. Algunos aunla consideran como heretica desde el punto de

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vista cientifico, incluso como peligrosa. Sinembargo, sobre el papel parece suficientementeinocua: una receta matematica para convertir laspruebas en conocimiento. Se conoce comoTeorema de Bayes y, tras anos de marginacioncientifica, ahora se considera que es la formamas fiable de entender las pruebas. Desde loscientificos a los miembros de un jurado, desdelos descifradores de codigos a los consumidores,todo el mundo saca provecho de su potencia.

Sus origenes no dejan traslucir su extraordinariopotencial. En 1763, la prestigiosa Royal Societypublico un articulo de cuarenta y nueve paginastitulado <<<Ensayo sobre la resolucion de unproblema en la doctrina del azar>>>. Su autorera Thomas Bayes, un clerigo ingles que habiamuerto dos anos antes. El articulo establecia unintento de resolver una cuestion fundamental enel campo de la ciencia: entender la repercusionde las nuevas pruebas sobre la probabilidad de

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que una teoria sea correcta.

Por ejemplo, imaginese que sospecha que unarbitro de futbol esta usando una moneda quetiende a caer de cara. Para descubrirlo, echa lamoneda al aire cien veces y noventa y cinco deellas sale cara. Si la moneda estuvieraequilibrada, seria de esperar queaproximadamente cincuenta veces saliera cara,de modo que resulta evidente que existen ciertaspruebas que apoyan su teoria; la cuestion eshasta que punto son contundentes losresultados. En la epoca de Bayes, losmatematicos solo podian responder a unacuestion menos interesante: ?cual es laprobabilidad de obtener tantas veces cara,suponiendo que la moneda este perfectamenteequilibrada? Pero esa no es la cuestion:queremos saber si el hecho de que salganoventa y cinco veces cara implica que lamoneda esta realmente equilibrada.

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Bayes demostro que era posible responder talescuestiones usando una tecnica que ahora seconoce como Teorema de Bayes. Sencillamente,demuestra que la probabilidad de que una teoriasea verdadera, en funcion de las pruebas,depende de dos factores. El primero mide la<<<solidez>>> de la prueba y compara laprobabilidad relativa de obtener tal prueba si lateoria fuera verdadera y si fuera falsa. Como esprevisible, cuanto mayor es la denominada razonde verosimilitudes, mas contundente es la solidezde la prueba. Sin embargo, existe un segundofactor, que hizo que el Teorema de Bayes fueramuy polemico. Se trata de la denominadaprobabilidad previa, esto es, la probabilidad deque la teoria sea verdadera, antes de obtener losdatos. Aparentemente, esto parece extrano:dado que el unico proposito de obtener datos essaber si la teoria es cierta, ?en que pruebas debebasarse esta probabilidad <<<previa>>>? Elpropio Bayes intento abordar este problema

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arguyendo que, de no existir ninguna prueba, laprobabilidad previa puede ser cualquiera entrecero y uno. Sin embargo, no pudo resolver loscalculos resultantes, lo cual puede explicar porque sus resultados no se publicaron hastadespues de su muerte, en 1761.

Una decada despues, el gran matematicofrances Pierre-Simon Laplace retomo el problema,lo resolvio y formulo el Teorema de Bayes en suforma moderna. Luego lo aplico a problemasreales, como la afirmacion de que en Paris nacianmas ninos que ninas. Laplace utilizo lasestadisticas de los nacimientos y el Teorema deBayes para confirmar estas sospechas.Respaldado por la autoridad de Laplace, elTeorema de Bayes se convirtio en la formahabitual de evaluar las pruebas cientificas hastaprincipios del siglo XX, cuando algunosestadisticos destacados comenzaron a cuestionarlos <<<metodos bayesianos>>>. Sus dudas se

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centraban en la antigua cuestion de establecerlas probabilidades previas, lo que parecia permitirque cualquiera llegara a cualquier conclusion apartir de los mismos datos. Por ejemplo, losescepticos respecto a un nuevo tratamientomedico obtendrian una probabilidad previa deexito muy inferior a la que alcanzarian lospartidarios de dicho tratamiento, haciendoinstantaneamente que pruebas en aparienciaconvincentes resultaran meramente indicativas.

Esto olia a anarquia cientifica y, en la decada de1920, algunos estadisticos intentaron desarrollarmaneras enteramente objetivas de probar lasteorias que eliminaban la necesidad de lasprobabilidades previas. En realidad, estas tecnicaslo unico que hacian era enmascarar la cuestion,creando una ilusion de objetividad. Sin embargo,pese a los intentos de algunos estadisticosimportantes de senalar esto, los nuevos metodos<<<frecuentistas>>> pronto se convirtieron en

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la forma habitual de evaluar las pruebascientificas.

Desde la decada de 1930 en adelante, losmetodos bayesianos cayeron en desuso, yfueron tachados de totalmente subjetivos yacientificos. Sin embargo, unos cuantosdefensores acerrimos mantuvieron viva la llama.Entre ellos se encontraba Alan Turing, el brillantematematico de Cambridge que dirigio el trabajode desciframiento de los codigos del enigma nazi.En Bletchley Park30. Turing y su colega JackGood utilizaron metodos bayesianos paradescubrir el texto aleman mas probablecorrespondiente al codigo interceptado. ElTeorema de Bayes ayudo secretamente a ganarla guerra, aunque se critico a los cientificos porusarlo en su investigacion.

El auge de la investigacion cientifica de posguerravio como los metodos frecuentistas se convertian

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en algo casi obligado. Otros cientificos solotomaban en serio las afirmaciones de las nuevasteorias si las pruebas llegaban a tener<<<significacion estadistica>>>. Para ello, losdatos tenian que someterse a formulas fre-cuentistas y debian comprobarse para ver si eldenominado valor P estaba entre 1 y 20.

Muchos cientificos creian que este valor P era laprobabilidad de que sus resultados no fuerannada mas que mera casualidad, de modo quecuanto menor fuera el valor P mayorcontundencia tenia la prueba. Lo que no sabianera que los estadisticos frecuentistas,desesperados para evitar el uso del Teorema deBayes, habian intentado encontrar una formaobjetiva de probar teorias, pero habian fracasadoen el intento. En su lugar, plantearon la idea delvalor P, que no era mejor que las viejas formulaspara calcular la probabilidad de obtener los datos,en la presuncion de que realmente no son mas

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que mera casualidad. Por el contrario, loscientificos pensaban que mediante el valor P sepodia probar objetivamente si una teoria eracorrecta o no.

No era asi, y desde la decada de 1960 enadelante los principales estadisticos intentaronadvertir a los cientificos de los peligros demalinterpretar los valores P, aunque no lolograron. Para la mayoria de los cientificos, losvalores P parecian ser objetivos y faciles deutilizar y, lo que es mas importante, lasprincipales revistas exigian los valores P comoprueba de que merecia la pena publicar losresultados31.

Durante anos, los metodos bayesianos fueronpracticamente ignorados por los cientificos. Peroen la decada de 1980 se produjeron avancesque reavivaron su uso. En primer lugar, lacreciente disponibilidad de ordenadores implicaba

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que cualquiera podia llevar a cabo los antanocomplejos calculos necesarios para utilizar losmetodos de Bayes. En segundo lugar, todos,desde los cientificos hasta los gerentes desupermercados, se encontraban cada vez masinundados por datos, y necesitaban contar conmedios para transformarlos en conocimientos,por ejemplo, sobre las razones de que funcionenlos farmacos o de que se venda un producto. ElTeorema de Bayes brindo la capacidad deconvertir meros presentimientos en conclusionessolidas, y permitio actualizarlas constantemente amedida que se obtenian nuevas pruebas, cosaque a duras penas lograban los metodosfrecuentistas.

Por ejemplo, en 1992, investigadores medicos deEscocia fueron noticia por un tratamiento basadoen un farmaco trombo-litico que reduciaalrededor un 50% las muertes de los pacientesque sufrian un infarto del miocardio. Al menos,

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eso era lo que parecian demostrar los metodosfrecuentistas. Muchos expertos eran escepticosrespecto a una tasa de exito tan impresionante.Hacia caso omiso de experiencias mucho masamargas, pero parecia que no habia manera detener en cuenta esta carencia de plausibilidad.

Poco despues de que se publicara lainvestigacion, dos estadisticos medicos, DavidSpiegelhalter (Medical Research Council) y StuartPocock (London School of Hygiene) utilizaron elTeorema de Bayes para combinar los datos delos medicos escoceses con pruebas previasbasadas en investigaciones anteriores. Llegaron ala conclusion de que era probable que el efectoreal fuera solo la mitad de lo que se afirmaba. ?Quien estaba en lo cierto? Ocho anos mas tarde,en el ano 2000, un equipo de investigadoresestadounidenses revisaron todas las pruebas demuchos mas estudios del mismo tratamientotrombolitico, y llegaron a la conclusion de que, de

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hecho, era la mitad de eficaz de lo que se habiaafirmado en el primer estudio. La ideasupuestamente <<<peligrosa>>> de utilizar laspruebas previas habia permitido que el Teoremade Bayes alertara a los medicos del hecho deque el tratamiento no era la cura milagrosa queparecia ser32.

En la decada de 1990, el Teorema de Bayescomenzo a ser noticia en otro campo: elDerecho. Dado su poder para combinardiferentes fuentes de pruebas, tenia usos obviosen los juicios ante un jurado, y los abogadoscomenzaron a usar a expertos en el Teorema deBayes como testigos de la defensa. La mayoriade los casos se centraron en las pruebas deADN: los sospechosos eran acusados decrimenes graves basandose en las similitudesentre su ADN y las trazas encontradas en laescena del crimen. A finales de la decada de1980, los jurados escuchaban sistematicamente

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que la probabilidad en contra de obtener tal ADNsimilar de alguien escogido al azar era de millonesfrente a uno. Pero algunos cientificos forensesfueron mas lejos, diciendo a los jurados que estaminima probabilidad tambien era la probabilidadde que el acusado fuera inocente. El Teorema deBayes muestra que esto no es cierto: solo sepuede calcular la probabilidad en contra de lainocencia cuando se han tenido en cuenta elresto de pruebas, y los abogados defensoresdemostraron que existiendo alguna otra prueba,ni siquiera las concordancias de ADN sonsuficientemente convincentes para condenar aalguien. Desde mediados de la decada de 1990,el Teorema de Bayes ha desempenado unafuncion fundamental en varias apelaciones contracondenas, con resultados favorables.

Hoy en dia hay signos claros de que el Teoremade Bayes esta alcanzando una posicionprominente en el campo de la ciencia. En el

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ultimo decenio, el numero de articulos cientificosen los que se utilizaron metodos bayesianos seha decuplicado, y los investigadores lo utilizanpara probar teorias en campos diversos, desde lafisica a la farmacologia.

Sin embargo, el valor del Teorema de Bayes seesta reconociendo mas alla del campoacademico. Importantes corporaciones se basanactualmente en este teorema para obtenerinformacion de sus propios datos de ventas ymarketing, lo que les permite, por ejemplo,orientar los envios postales de forma mucho masprecisa y reduciendo en gran medida el correobasura. Muchas multinacionales usan unprograma informatico de gestion de datos deinspiracion bayesiana creado por Autonomy, unade las empresas de alta tecnologia mas exitosasdel final de la decada de 1990, cuyo fundador,Michael Lynch, fue la primera persona con unafortuna que rondaba los mil millones de dolares.

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Tras decenios de capa caida, parece que por finse reconoce el poder de la revelacion matematicade Bayes.

LA FORMULA MAGICA DEL REVERENDOBAYES

El Teorema de Bayes puede formularse devarias maneras, pero la mas simple es ladenominada <<<razon de posibilidades>>>, enla que el grado de creencia en una teoriaparticular se obtiene mediante la probabilidad deque sea cierta. En este caso, el Teorema deBayes establece que cuando surge una nuevaprueba (E), las posibilidades originales(<<<previas>>>) de que la teoria sea correcta—posibilidad (T)— se transforman en un nuevo

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valor de posibilidad (T dado E), segun la formula

Posibilidad (T dado E) = Posibilidad (T) X LR

donde LR es la denominada razon deverosimilitudes, dada por la probabilidad de quesurja E si T es verdadera, dividida por laprobabilidad de que surja E si T no es verdadera.Por ejemplo, si la prueba E es tan probable quesurja tanto cuando T es verdadera como cuandoes falsa, la LR es 1, y esta nueva prueba dehecho no supone ninguna diferencia en lo querespecta a la solidez del argumento de la teoriaT.

LA ILUSION DE OBJETIVIDAD

Los metodos bayesianos son criticados

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sistematicamente por introducir un elemento<<<subjetivo>>> en el proceso de obtencionde informacion de las pruebas. Los criticosarguyen que si no existe ninguna investigacionanterior, la denominada <<<probabilidadprevia>>> exigida por el Teorema de Bayespuede acabar basandose en poco mas que laintuicion y en conjeturas con cierta base. Sinembargo, los partidarios de los metodosbayesianos apuntan que esto es precisamente loque ocurre en la vida real en cualquier caso; elTeorema de Bayes solo hace que este proceso,de otra forma vago, sea explicito y cuantitativo.Ademas, aunque es posible que a muchoscientificos no les agrade la presencia desubjetividad en lo que hacen, eso no altera elhecho de que es realmente ineludible. En 1926, elmatematico Frank Ramsey (Universidad deCambridge) publico el denominado teorema dellibro de apuestas holandes, que demuestra quela evaluacion racional de las pruebas

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inevitablemente implica el uso del Teorema deBayes y las creencias previas, que a menudopueden ser totalmente subjetivas.

Cronologia

1763 Primera aparicion del Teorema deBayes, en un articulo publicado dos anosdespues de la muerte de su autor,Thomas Bayes.

1774 El matematico frances Pierre-SimonLaplace dio al Teorema de Bayes su formamoderna.

1922 El matematico britanico RonaldFisher presenta metodos supuestamenteobjetivos para probar teorias cientificas,

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conocidos como <<<pruebas designificacion>>>.

1926 El matematico Frank Ramsey(Universidad de Cambridge) publica elteorema del libro de apuestas holandes,que demuestra que las creencias racionalessiguen las leyes de la probabilidad.

1928 Los estadisticos Jerzy Neyman(Rumania) y Egon Pearson (Reino Unido)presentan metodos <<<frecuentistas>>>para el analisis de hipotesis.

1939 Los destacados estadisticos HaroldJeffreys (Universidad de Cambridge) yCarrodo Gini (Italia) critican los metodos deFisher-Neyman-Pearson.

1940 En Bletchley Park, Alan Turing usametodos bayesianos para descifrar loscodigos de la maquina nazi Enigma.

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Decada de 1950 Los metodosbayesianos pierden popularidad entre loscientificos, ya que los editores de revistasexigen el uso de pruebas de hipotesis ypruebas de significacion objetivas.

Decada de 1960 Advertencias sobre lospeligros del resurgimiento de los metodosfrecuentistas.

Decada de 1980 La creciente potencia delos ordenadores comienza a reactivar losmetodos bayesianos; empiezan aescucharse criticas de los metodosfrecuentistas.

1992 Los temores respecto a lainterpretacion de las pruebas de ADN llevana utilizar el Teorema de Bayes en losjuicios ante un jurado.

1990 Gran resurgimiento de los metodos

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bayesianos, que hasta la ahora se utilizanampliamente en ambitos que van fechadesde la investigacion medica hasta elanalisis de ventas.

Citas

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Bletchley Park es el nombre de lainstalacion militar localizada en Inglaterraen la que se descifraron los codigosalemanes durante la Segunda GuerraMundial. Su nombre lo debe a la mansionvictoriana donde se encontraba. Alli fuedisenada y construida la primeracomputadora Colossus que permitiodescifrar los codigos de Enigma, lamaquina encriptadora nazi. (N. del E.)

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Los valores P tambien han ayudado a quemuchos autenticos disparates hayancalado en las publicaciones cientificas, atraves de su tendencia a exagerar la<<<significacion>>> de resultadoscasuales sin sentido. El uso de los valores Pha demostrado ser especialmente valiosopara aquellos que buscan el apoyocientifico de ideas excentricas como laexistencia de biorritmos y la eficacia dedesear que haga buen tiempo. Uno de losejemplos mas singulares se centra en unestudio publicado en 2001 por LeonardLeibovici (Rabin Medical Centre, Israel),que pretendia demostrar la eficacia de la<<<oracion retroactiva>>>. Algunasinvestigaciones anteriores habian insinuadoque se podia beneficiar a los pacientesrezando por ellos. Segun el estudio delprofesor Leibovici, publicado en el British

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Medical Journal, las oraciones inclusoayudaron a los pacientes que ya se habianrecuperado. Los resultados, cuya supuestasignificacion se demostro utilizando valoresP, suscito la peticion de una revisioncompleta de las nociones del espacio y eltiempo. Sin embargo, para los estadisticoslos resultados eran solo otra prueba de lospeligros de malinterpretar los valores P.Existe una creciente preocupacion sobre eluso de los valores P para respaldarafirmaciones inadmisibles. En 2004, unequipo del National Cancer Instituteestadounidense (Bethesda, Maryland)advertia: <<<Demasiados articulos sobrela asociacion entre las variantes geneticasy los sitios comunes con cancer y otrasenfermedades complejas son falsamentepositivos>>>. Anadia que <<<una razonimportante de esta desafortunada situaciones la estrategia de declarar la significacion

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estadistica basandose solo en el valorP>>>. Mas tarde, en el mismo ano, loseditores de la revista Nature Medicine y suspublicaciones hermanas —las revistascientificas mas prestigiosas del mundo—anunciaron medidas energicas contra lastecnicas estadisticas descuidadas. Sinembargo, hasta ahora no hay signos deque sean capaces de abandonar suadiccion a los valores P.

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Es raro que pase una semana sin quealgun nuevo estudio medico sea noticia alindicar alguna supuesta relacion entre lasalud y, por ejemplo, el uso de lostelefonos moviles o el consumo de cafe.Merece la pena tomarse en serio algunasde estas afirmaciones, pero muchas otrasno; por supuesto, el problema es

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distinguirlas. El Teorema de Bayes puedeutilizarse para evaluar la credibilidadinherente de una afirmacion medica,teniendo en cuenta tanto la solidez de losnuevos descubrimientos como losconocimientos previos sobre tal relacion.Dicho <<<analisis de la credibilidad>>>puede ayudar a identificar cuales estudiosmerece la pena tomar en serio y cualesson probablemente ilusorios. Se puedeencontrar una calculadora en linea paraevaluar los resultados de estudios medicosen http://tinyurl.com/6ubfo

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13Caos

En pocas palabras

El mundo que nos rodea parece mostrar dos tipos defenomenos: los regulares y los aleatorios. Sin embargo,desde la decada de 1960, los cientificos fueronconscientes de un tercer tipo, extremadamenteimportante: los fenomenos caoticos, cuyocomportamiento, en apariencia aleatorio, es en realidadmuy complejo y puede predecirse, al menos en ciertogrado.

El ejemplo clasico es el tiempo, que no es ni aleatorio niregular y cuyas caracteristicas futuras pueden predecirsehasta cierto momento del futuro. El grado de caos queeste presente en la atmosfera influye en la antelacion conque puede predecirse el tiempo. Las estimaciones basadasen modelos informaticos de factores complejos implicadosen la configuracion del tiempo sugieren que las previsionesnunca seran fiables si se realizan con mas de veinte diasde antelacion.

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La razon es el denominado efecto mariposa, un distintivodel caos en el que solo un minusculo cambio puede tenerimportantes consecuencias. En el caso de las prediccionesdel tiempo, los datos meteorologicos nunca son totalmenteprecisos, y el efecto mariposa amplifica estos errores a lolargo del tiempo hasta que invalidan totalmente laprediccion.

El caos, que a menudo aparece en situaciones en las queinteractuan muchos factores diferentes, se ha encontradoen muchos fenomenos naturales, desde las orbitas de losplanetas a la actividad electrica del cerebro. Los cientificoshan observado que a veces pueden activar o desactivar elcaos, pero lamentablemente nadie tiene idea de comohacer esto en el caso del tiempo.

Esta a punto de salir para el aeropuerto cuandosuena el telefono: es un amigo que se dejo elreloj en su casa la pasada noche. No consigueencontrarlo y sale pitando, con cinco minutos deretraso. Los semaforos no le ayudan en absolutoy llega a la estacion de ferrocarril justo a tiempode ver como sale su tren, y el siguiente no pasahasta dentro de media hora. Cuando llega al

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aeropuerto ya es demasiado tarde: el avion hadespegado y no puede coger otro hasta el diasiguiente. Esos cinco minutos de retraso parasalir de casa se han convertido en todo un diaperdido.

Se trata de un ejemplo cotidiano de unfenomeno que ha desencadenado toda unarevolucion en el campo de la ciencia: el caos.

Desde el estado del tiempo a la astronomia,pasando por la medicina, se ha encontrado elcaos merodeando en campos que antes seconsideraban bien conocidos. Echando por tierrala idea de que los efectos pequenos solo puedentener pequenas consecuencias, ahora sereconoce que el caos es uno de los fenomenosmas importantes de la ciencia. Establece limitesfundamentales sobre lo que se puede saber yhace que nuestros intentos de predecir el futurosean ridiculos.

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Dada su ubicuidad, lo extrano es que nadie hayanotado la existencia del caos antes. No fue sinohasta la decada de 1960 cuando los cientificoscomenzaron a descubrir como es en realidad elcomportamiento caotico comun. Estacomprension se produjo tras el creciente uso porparte de los cientificos de los ordenadores, loscuales tienen la potencia necesaria para probarlos tipos de fenomenos en los que el caos asomalas orejas. A veces esto puede ser bastantesimple: por ejemplo, un pendulo que se muevadesde el final de otro pendulo puede mostrar uncomportamiento caotico; un minusculo cambio enla posicion de salida produce un comportamientoradicalmente diferente. Sin embargo, escaracteristico que el caos surja cuando existentres o mas factores que interactuan entre si deforma compleja.

Esto hace que el estudio convencional de sucomportamiento sea imposible; pero cuando se

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estudia mediante un ordenador, a menudosurgen grandes sorpresas, como la que tuvo elmeteorologo estadounidense Ed Lorenz en 1961,despues de tomar el cafe mas importante de lahistoria cientifica. En aquella epoca, Lorenz erainvestigador en el Massachusetts Institute ofTechnology y estudiaba simples modelos de laatmosfera de la Tierra. Durante decenios, losmeteorologos habian sonado con predecir eltiempo, pero estaban estancados por lacomplejidad de las ecuaciones que rigen laatmosfera. En estas intervienen magnitudes,como la temperatura y la velocidad del viento,que se relacionan entre si de forma compleja.Dado que no existe una simple relacion linealentre las cantidades implicadas, los matematicoslas denominan ecuaciones no lineales: porejemplo, un aumento de la temperatura del 10%no cambia la velocidad del viento necesariamenteen la misma medida.

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Durante el invierno de 1961, Lorenz utilizo unordenador para afrontar la cuestion de laprediccion del tiempo. Aunque el ordenador nopodia encontrar una solucion general a lasecuaciones no lineales, al menos permitio queLorenz observara como se comportan en casosespecificos.

Lorenz estaba especialmente interesado en laconveccion33 atmosferica, un fenomenometeorologico fundamental. Tras programar lasecuaciones que describen la conveccion, dejoque su ordenador imprimiese un grafico de lo quepasaba a lo largo del tiempo. Como solo podiarealizar sesenta multiplicaciones por segundo,Lorenz decidio acelerar el proceso, conconsecuencias revolucionarias. En lugar decomenzar cada nueva <<<ejecucion>>> desdecero, introdujo en el ordenador cifras obtenidasen la mitad de la ejecucion previa y lo apago.Luego salio a tomar un cafe. Cuando volvio, le

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aguardaba una gran sorpresa. Lorenz esperabasimplemente que el ordenador totalizara lasegunda mitad de la ejecucion previa antes decontinuar con la siguiente. Para su asombro, elordenador se nego a repetir lo que habia hechoantes. Comenzaba igual, pero luego se desviaba.

El primer impulso de Lorenz fue achacarlo a unmal funcionamiento. Pero luego se dio cuenta deque no habia arrancado el ordenador usando losmismos valores que habia encontrado en laejecucion previa: los habia redondeadoligeramente. Nunca penso que un cambio tanpequeno supusiera una diferencia real, hasta queel ordenador comenzo a dar resultados del tododiferentes.

Lorenz habia hecho un descubrimientoimportante por casualidad: en el caso de losfenomenos no lineales, como el estado deltiempo, cambios minusculos pueden tener

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enormes consecuencias. Las implicaciones deesto eran asombrosas. En primer lugar,significaba que, al menos en principio, el aleteode una mariposa en Brasil podia desencadenarun tornado en Texas, efecto que Lorenzinmortalizo mas tarde con el termino de efectomariposa. En segundo lugar, planteaba dudassobre la posibilidad de hacer predicciones deltiempo a largo plazo: los datos meteorologicosnunca son perfectos, y el efecto mariposa implicaque incluso errores minusculos pueden crecer conel tiempo hasta invalidar una prediccion.

Actualmente los cientificos saben que esto mismose aplica a muchos fenomenos en los que seproducen efectos no lineales. Se ha observadoque tambien sufren el efecto mariposa incluso lasposiciones de los planetas, que durante muchotiempo se consideraron el ejemplo clasico de lapredictibilidad. Todos ellos son exquisitamentesensibles a ligeros cambios o pequenos errores, y

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al final son impredecibles y su comportamiento sehace en apariencia del todo aleatorio. Sinembargo, no es una aleatoriedad autentica: setrata solo de que las leyes que gobiernan talesfenomenos producen una complejidad increibleque puede parecer aleatoria. El resultado fue loque en 1975 el matematico estadounidenseJames Yorke denomino caos: una especie de<<<termino medio>>> entre la regularidadcompleta y la aleatoriedad absoluta.

Evidentemente es crucial decidir cuando laaleatoriedad es realmente caos; por ello, losmatematicos han desarrollado la manera derevelar la presencia del caos y de determinar suintensidad: es la clave para descubrir hasta quemomento del futuro se pueden hacerpredicciones. En un fenomeno autenticamentealeatorio —como la eleccion de las bolas de laloteria— no existe una conexion entre cadaacontecimiento: por ejemplo, si en cinco tiradas

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consecutivas aparece el <<<17>>> no es nimas ni menos probable que salga en la siguiente.Sin relacion entre el pasado y el futuro, no hayforma de predecir lo que pasara despues. En elotro extremo estan los sistemas regulares, comoun reloj de cristal de cuarzo, cuyocomportamiento en un futuro lejano se puedepredecir.

Pero en el caso de los fenomenos caoticos comoel estado del tiempo, existe una relacion, no muyintensa, entre pasado y futuro. En consecuencia,conocer el tiempo que hace hoy ayuda a predecirel tiempo de manana, pero carece de utilidadpara predecir lo que ocurrira el mes proximo.Esto se debe a que el efecto mariposa amplia losmas minimos errores en los datos hasta queechan por tierra cualquier pronostico.

La forma mas comun de determinar la intensidaddel caos es calcular la denominada escala

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temporal de Lyapunov, que capta la velocidadcon la que crecen los errores a lo largo deltiempo. Los modelos informaticos meteorologicosindican una escala temporal de Lyapunov deunos veinte dias: esto es, incluso con los mejoresdatos y los ordenadores mas rapidos, nunca seraposible hacer previsiones fiables a mas de tressemanas vista34.

Los estudios del movimiento en apariencia regularde los planetas alrededor del Sol han reveladoque tambien se comportan caoticamente, debidoa que sus campos gravitacionales los atraen y losrechazan de manera compleja. Los modelosinformaticos sugieren para la Tierra una escalatemporal de Lyapunov de unos 100 millones deanos, tras los cuales su posicion se hace del todoimpredecible.

Aunque los astronomos pueden lamentar quehaya muerto su sueno de predecir el futuro,

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estas vastas escalas temporales tienen pocaimportancia practica. Mucho mas significativo esel descubrimiento del caos en los asteroides —trozos de rocas que trazan una orbita alrededorde un planeta— sobre todo de Marte y deJupiter. Algunos de estos asteroides siguenorbitas que hacen que se aproximen de modopreocupante a la Tierra, suscitando inquietud porla posibilidad de un futuro impacto, conconsecuencias potencialmente desastrosas.Identificar estos asteroides y calcular conexactitud cuando podrian colisionar es una de lastareas mas urgentes a las que ahora seenfrentan los astronomos. Sin embargo, elconstante empuje causado por la gravedad de laTierra y de otros planetas ha hecho que algunosde estos asteroides tengan orbitas muy caoticas,con escalas temporales de Lyapunov muyreducidas, de unas cuantas decadas, lo queanula cualquier esperanza de predecir sulocalizacion exacta dentro de un siglo35. Es

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evidente que los astronomos no tienen maseleccion que vigilar estrechamente estosasteroides caoticos para asegurarse de que noentran de repente en una trayectoria de colision.

No obstante, el caos no siempre supone unamala noticia. Si puede encontrarse acechando enalgo que parece ser totalmente aleatorio,entonces puede que sea posible predecir elcomportamiento futuro, incluso solo por un breveperiodo. No es sorprendente, dada la posibilidadde hacer fortuna, que gran parte de losesfuerzos realizados se hayan centrado enencontrar pruebas del caos en datos economicosy financieros aparentemente aleatorios. Y, enprincipio, su dependencia de un monton dediferentes factores debe significar que elcomportamiento aleatorio de, por ejemplo, elproducto interior bruto o las tasas de cambio demoneda es realmente caotico y, por tanto,potencial-mente predecible.

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Sin embargo, hasta la fecha las pruebas han sidomenos que convincentes. Los estudios realizadospor Paul Ormerod, de la consultora Volterra, consede en Londres, han demostrado que los datosparecen ser mas aleatorios que caoticos, lo queal menos explicaria la notable falta de fiabilidad delas predicciones economicas. Se ha llegado aconclusiones igual de sombrias sobre datosfinancieros como las tasas de cambio de divisas.Aun asi, algunas instituciones de la capital inglesason conocidas por recurrir a matematicos paradescubrir rafagas de predictibilidad en losmercados financieros —y si estan teniendo exitoutilizando la Teoria del Caos se lo callan, pormiedo a alertar a sus rivales.

Aunque puede que el caos no sea un caminoseguro hacia la riqueza, parece ser importantepara la salud. Investigadores medicos handemostrado que un corazon sano no late conregularidad completa, sino que es ligeramente

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caotico. Sin embargo, si el grado de caos sehace demasiado grande, la arritmia resultantepuede ser peligrosa. De igual modo, la actividadelectrica del cerebro que causa convulsionesepilepticas se produce en rafagas que carecen deuna cantidad saludable de caos.

Esto ha desencadenado el surgimiento de unnuevo tema en la investigacion del caos:encontrar formas de controlarlo. La idea esestudiar, por ejemplo, el comportamiento de uncorazon que late y aplicar un estimulo, comosenales electricas, justo en el momento precisopara controlar el grado de caos. El profesor

William Ditto y sus colaboradores del GeorgiaInstitute of Technology (Estados Unidos) handesarrollado metodos innovadores para controlarel caos de esta forma. A menudo la tareaconsiste en convertir el comportamiento caoticoen algo mas regular. No obstante, en el caso de

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la epilepsia, el equipo ha utilizado lo quedenominan metodos <<<anticontrol>>> paraintroducir una pequena cantidad de caos en laactividad celular cerebral con el fin de diluir lasrafagas concentradas de actividad que seasocian a las convulsiones.

La ciencia del caos ha recorrido un largo caminoen los cuarenta anos posteriores a los estudiospioneros de Ed Lorenz. Lo mismo ha ocurrido conla actitud de los cientificos hacia ella. Hasta finalesde la decada de 1980 se tendia a desestimar elcaos al considerarlo solo otra palabra en boga,una tendencia muy moderna que se aprovechapara explicar todo, desde las poco fiablespredicciones meteorologicas hasta el cancer.Ciertamente, no todas las grandilocuentesafirmaciones que se han hecho respecto al caoshan pasado la prueba del tiempo. Aun asi, ahorase reconoce que el caos es la caracteristica clavede nuestro mundo y que nos afecta a todos,

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incluso cuando corremos para llegar a tiempo altrabajo.

HIPERION: LA PATATA CAOTICA

Durante mucho tiempo se penso que Hiperion,que completa su orbita alrededor del planetaSaturno cada veintiun dias, era un sateliteabsolutamente ordinario, hasta que fuefotografiado por la sonda Voyager 2 en 1981. Lasimagenes revelaron que Hiperion era un objetocon forma de patata que parecia estar rotandode una forma curiosa. En 1984, un equipo dirigidopor el teorico Jack Wisdom (California Institute ofTechnology) sugirio que la causa estribaba en laforma extrana de Hiperion y en la atracciongravitacional del satelite vecino, Titan: juntos

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hacian que diera vueltas de un modo caotico. Losestudios del cambio del brillo de Hiperion hanconvencido desde entonces a la mayoria de losastronomos de que el caos lo controla.

SEGURIDAD EN CIFRAS: PREDICCION DELTIEMPO POR CONJUNTOS

Aunque el caos puede haber anulado el sueno dehacer predicciones precisas del tiempo a largoplazo, los meteorologos han encontrado unamanera de calibrar la repercusion del caos en unaprediccion especifica y de determinar, por tanto,hasta que punto es probable que sea fiable. Setrata de la conocida como prediccion porconjuntos, que implica hacer una serie depredicciones, cada una de las cuales comienza en

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unas condiciones iniciales ligeramente diferentes.Si la atmosfera esta en un estado en el que elefecto mariposa es intenso, entonces laspredicciones divergiran con rapidez, advirtiendo alos meteorologos de que no tengan demasiadafe en ellas. La tecnica por conjuntos hademostrado que las predicciones tienden a serrelativamente poco fidedignas en invierno, enespecial alrededor de las Islas Britanicas.

Cronologia

1961 Ed Lorenz (Massachusetts Instituteof Technology) descubre las primeraspruebas del caos en su modelo informaticode conveccion atmosferica.

1972 Lorenz idea el termino efecto

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mariposa para expresar que los pequenosfenomenos pueden tener enormesconsecuencias.

1975 El matematico estadounidenseJames Yorke acuna el termino<<<caos>>> para el comportamientoque causa el efecto mariposa.

1976 El fisico australiano Robert Maypublica en la revista Nature un articuloinnovador en el que alerta a los cientificosde que el caos acecha incluso en lasecuaciones simples.

1984 Jack Wisdom, expertoestadounidense en el caos, y suscolaboradores predicen el movimientocaotico de Hiperion, una luna de Saturno.

1987 Las observaciones de Hiperion loconfirman como el primer ejemplo de un

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objeto que da vueltas caoticamente en elSistema Solar.

1987 Chaos: Making a New Science, delperiodista estadounidense James Gleick, seconvierte en un exito de ventas y llama laatencion publica sobre el caos.

1989 Jacques Laskar (Bureau desLongitudes, Paris) demuestra que la orbitade la Tierra alrededor del Sol es caotica, yque es imposible predecir cual sera suposicion dentro de mas de 100 millones deanos.

1990 William Ditto y sus colaboradores delGeorgia Institute of Technology inicianestudios innovadores sobre el control delcaos.

1990 hasta la fecha Economistas yanalistas financieros investigan la forma de

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detectar el caos en los datos paraconseguir mejores predicciones.

1995 hasta la fecha Investigadoresmedicos encuentran signos de caos en elcomportamiento de los tejidos y organossanos, incluidos el corazon y el cerebro.

Citas

33

La conveccion consiste en el transporte decalor o energia por movimiento de fluidos;ocurre en gases, liquidos o materialsemirrigido, como el manto terrestre. (N.del E.)

34

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Es posible que se haya exagerado el papelde l efecto mariposa en la limitacion delpoder de prediccion, al menos en el casode los pronosticos meteorologicos. Unainvestigacion realizada por David Orrell(University College, Londres) hademostrado que los errores en laprediccion del tiempo simplemente nosiguen el patron previsto por el efectomariposa. Si lo hicieran, los errorescrecerian de modo exponencial,empezarian siendo relativamente pequenospero cada pocos dias duplicarian sutamano hasta echar por tierra la precisiondel pronostico. Los errores de prediccion delos modelos informaticos reales secomportan de una forma muy diferente,aumentando de forma rapida en losprimeros dias antes de estabilizarse(hablando en terminos matematicos,aumentan con la raiz cuadrada del

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tiempo). Orrell ha probado que esto esprecisamente lo que cabria esperar si laprincipal fuente de error no fuera el efectomariposa de la Naturaleza sino simplesdeficiencias del modelo informatico. Estoplantea la posibilidad de mejorar de maneraespectacular los pronosticos del tiempoporque, a diferencia del efecto mariposa, elerror del modelo informatico puedesolucionarse. Para ello, los meteorologosnecesitan encontrar mejores formas decaptar las sutilezas de la atmosfera y, portanto, de eliminar los errores del modeloque, segun Orrell, son los principalesresponsables de los fallos de prediccion enlos primeros dias. No solo los pronosticosdel tiempo pueden beneficiarse de estainformacion. Practicamente cualquiersistema complejo, desde las colonias decelulas hasta la economia mundial, tienencaracteristicas no lineales que pueden

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conducir al efecto mariposa. Asi, eldescubrimiento de Orrell puede tenerimplicaciones en gran cantidad defenomenos cuyo comportamiento parecedesafiar la prediccion a largo plazo.

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En 1995, Arthur Whipple (McDonaldObservatory, Universidad de Texas,Austin) publico los resultados de su intentode realizar el seguimiento, durante miles deanos en el futuro, de ciento setenta ycinco asteroides que cruzan la orbita de laTierra. Sus resultados, publicados en larevista Icarus, demostraron que enmuchos casos el paradero de estosasteroides se hace impredecible en escalastemporales tan breves como una decada.Suponiendo que la posicion inicial de talesasteroides se conozca con una precision

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aproximada de 100 kilometros —lo cual esmuy optimista—, el efecto mariposaaumentara ese nivel de incertidumbrehasta alrededor del diametro de la Tierraen menos de un siglo. Dicho de otro modo:es imposible asegurar si un asteroidechocara con la Tierra o no dentro de 50 o100 anos.

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14Automatas celulares

En pocas palabras

?Que se necesita para crear vida capaz de reproducirse asi misma? Aunque podria parecer una pregunta parabiologos, la cuestion ha atraido durante mucho tiempo alos matematicos, que han intentado precisar el numerominimo absoluto de ingredientes necesarios paraconseguirlo. En la decada de 1940, el brillante matematicohungaro-estadounidense John von Neuman propuso laidea de un robot autorreplicante —un <<<automata>>>— que tenia estas caracteristicas.

Sin embargo, la idea era demasiado teorica para suscitarmucho interes y solo progreso realmente cuando losmatematicos polacos Stanislaw Ulam y Stanislaw Mazurpresentaron una idea mucho mas sencilla, basada enpatrones reticulares de celulas cuyo comportamientoestaba gobernado por reglas simples. Los ahoradenominados automatas celulares permitieron que loscientificos simularan un comportamiento parecido a la vida

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usando ordenadores. Ahora se conoce a los automatascelulares por tener dos habilidades cruciales: puedenactuar como ordenadores universales y tambien puedenauto replicarse. Esto ha llevado algunos investigadores aafirmar que han utilizado automatas celulares para hacerimportantes avances en el conocimiento de los procesosque tienen lugar en los seres vivos como tambien delfuncionamiento del propio Universo. El partidario masacerrimo del poder de los automatas celulares es elmatematico britanico Stephen Wolfram, cuyo reciente libroA New Kind of Science presenta una vision deslumbrantede los automatas celulares como una nueva herramientapara sondear los misterios del Universo. Sin embargo,hasta la fecha los automatas celulares no han conseguidotener una gran repercusion en la ciencia, y pocoscientificos creen que lleguen a tenerla.

En mayo de 2002, los medios de comunicacionde todo el mundo proclamaron la llegada de unanueva era, una revolucion cientifica quetransformaria nuestro conocimiento de la vida, elUniverso y de todo en general. Mas asombrosoera aun que se trataba de una revolucion que,segun se decia, habia suscitado la labor de un

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genio solitario que trabajo de forma obsesivadurante mas de un decenio. <<<?Este hombrees mas importante que Newton y Darwin?>>>,se preguntaba un periodico del Reino Unido.

El hombre en cuestion era Stephen Wolfram —fisico britanico y millonario gracias a losprogramas informaticos—, cuya brillantez le habiadado un estatus legendario cuando todavia eraadolescente. Publico su primer articulo deinvestigacion cuando todavia iba a la universidady abandono Oxford un ano despues, a finales dela decada de 1970, menospreciando la carrera defisica por considerarla inutil. Fue al CaliforniaInstitute of Technology, hizo un doctorado ygano una beca de investigacion especial paranuevos genios.

Al comienzo de su tercera decada de vida, sepronosticaba que Wolfram haria grandes avancesdesentranando los misterios del cosmos. Pero

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cuando revelo su gran idea, no era exactamentelo que mucha gente esperaba. Segun Wolfram,la clave del cosmos estaba en los patronesreticulares en una pantalla de ordenador. Talescreencias suelen ser sintoma de que se haperdido el contacto con la realidad. Sin embargo,viniendo de Wolfram no era una afirmacion quese pudiera despreciar a la ligera, y algunoscientificos de renombre pensaban que podriatener razon, aunque exigieron muchas maspruebas. En 2002 llegaron en forma de unaenorme obra con un gran titulo: A New Kind ofScience.

La obra era la apuesta de Wolfram para seracogido como el descubridor del poder de esospatrones simples para descubrir los misterios dela Naturaleza. Sin embargo, dista mucho dehaber sido el primero en descubrir vestigios dealgo inmenso en esos extranos patronesreticulares que plagaban su inmensa obra.

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Conocidos como automatas celulares, atrajeronla atencion de algunas de las mas brillantesmentes del siglo XX mucho antes de queWolfram naciera.

Sin embargo, pese a los grandes esfuerzos quese hicieron por desvelar el potencial de losautomatas celulares, persiste una controversiaencarnizada sobre su trascendencia real. ?Losautomatas celulares son en realidad la clave delcosmos, o son solo patrones cuya belleza haextraviado a mentes brillantes?

Sus origenes radican en conversaciones de cafeque tuvieron lugar en la ciudad polaca de Lvov(ahora en Ucrania) en 1929. Stanislaw Ulam yStanislaw Mazur eran estudiantes dematematicas en la escuela politecnica, y conregularidad quedaban para conversar sobre susideas. En una de estas ocasiones, Mazur seplanteo que haria falta para tener una maquina

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que pudiera realizar automaticamente copias desi misma. Ambos reflexionaron sobre esta ideadel <<<automata>>> durante un tiempo, antesde pasar a otras cosas. Cuando volvieron atratar el asunto, mas de veinte anos despues,sus especulaciones de estudiantes llevarian alnacimiento de la investigacion de los automatascelulares.

En esa epoca, uno de los mas grandesmatematicos de todos los tiempos habiacomenzado a reflexionar sobre la mismacuestion. John von Neumann, nacido en Hungriaen 1903, ya era famoso por su trabajo encampos que iban desde la economia a la cienciacomputacional. En la decada de 1940 probo quelos ordenadores necesitan un procesador central,una memoria, y un dispositivo de entrada ysalida; esta <<<arquitectura de VonNeumann>>> domina el diseno de losordenadores hasta nuestros dias.

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A finales de la decada de 1940 esperaba hacer lomismo en lo que atane a la propia vida,identificando los componentes y las instruccionesfundamentales que se necesitan para quetengan lugar todos los procesos vitales, incluida lareproduccion. El resultado seria el<<<automata>>> con el que Mazur y Ulamhabian sonado anos antes.

Al igual que con los ordenadores, Von Neumannidentifico los diversos componentes que senecesitan para crear un automata: uncontrolador central, un dispositivo de copia, undispositivo de fabricacion y un conjunto deinstrucciones. Hoy en dia los biologos reconocenesto como la lista de comprobacion decomponentes que se encuentra practicamenteen todas las formas de vida;sorprendentemente, Von Neumann habiaprobado su importancia anos antes de que sehubieran identificado los genes. Sin embargo, le

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inquietaba la ausencia de detalles practicos sobreestos componentes. ?Como construir uno deestos automatas?

Von Neumann menciono esto a un viejo amigo,el matematico Stanislaw Ulam. Recordando susconversaciones de hacia mas de veinte anos,Ulam sugirio que comenzaran con algo massimple que construir un autentico automatareplicante. <<<?Por que no comenzar conpatrones de simples cuadrados coloreados enpapel grafico, cada uno de los cuales siguiera unconjunto de reglas, y ver si estos patronespodian hacer copias de si mismos?

Von Neumann tuvo en cuenta la sugerencia deUlam y se dedico a crear una <<<criaturavirtual>>> en forma de un patron reticular de<<<celulas>>>, cada una de las cuales podiaadoptar alguno de los veinte estados posibles,segun un conjunto de instrucciones. La criatura,

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formada por cientos de miles de tales celulas oceldas, fue disenada para hacer copias de simisma cambiando el estado de las celulas que larodeaban para formar los componentes que VonNeumann habia demostrado como necesariospara la vida. Como resultado haria una copia desi misma, imitando el proceso fundamental de lavida: la reproduccion.

Era una idea atrevida, pero la enormecomplejidad de las reglas y los estados vencio aVon Neumann: nunca consiguio construir sucriatura virtual. Despues de su muerte, en 1957,Arthur Burks (Universidad de Michigan), antiguocolaborador suyo, plasmo por escrito su intentoinnovador de crear vida artificial. Buscando unnombre para lo que habia intentado crear VonNeumann, a Burks se le ocurrio el termino de<<<automata celular>>>, que en la actualidades la denominacion convencional de este patronreticular de celulas.

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Sin embargo, aunque el campo ahora tenia unnombre, Von Neumann no habia conseguidoconstruir un automata celular, ni mucho menosestudiar sus propiedades, y este campo semantuvo latente durante muchos anos. Volveriaa surgir en 1970, en circunstancias inusuales: unarticulo de una revista cientifica estadounidenseen el que se describia un juego extranoinventado por un matematico britanico. Sedenominaba <<<Vida>>> y habia sidoconcebido en la Universidad de Cambridge porJohn Conway, que barajaba la idea de que lacriatura virtual de Von Neumann podriaconstruirse usando una cantidad mucho menorde celulas y estados. Conway comenzo concelulas que solo tenian dos formas —negro yblanco— mas un conjunto de reglas que dictabanel estado de cada celula de acuerdo con elestado de sus vecinas.

Tras un enorme esfuerzo, encontro un conjunto

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de reglas que producian una variedad asombrosade comportamientos. Aunque algunos automatascelulares <<<morian>>> rapidamente, otroscambiaban entre dos o mas estados diferentes,mientras que algunos patrones parecian moversepor la reticula como insectos. Pronto losestudiantes con acceso a los ordenadores de launiversidad estaban jugando el Juego de la vidade Conway, investigando el extrano mundo delos automatas celulares por si mismos.

No obstante, Conway prosiguio y demostro quesu automata celular podia actuar como unordenador, realizando las operaciones logicasnecesarias para resolver problemas. Sinembargo, al igual que Von Neumann, Conway noconsiguio hacer ni un automata capaz dereproducirse a si mismo ni una computadoraautomata celular. Pensaba que podia hacersedando una reticula suficientemente grande, perofaltaban pruebas solidas. A mediados de la

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decada de 1970 de nuevo los automatascelulares abandonaron los programas deinvestigacion.

La llama titilante se mantuvo encendida en elMassachusetts Institute of Technology (MIT),donde un equipo de investigadores tuvo una ideadiferente y mas fabulosa sobre los automatascelulares. Ed Fredkin y sus colaboradores creianque los automatas celulares podian hacer algomas que parecer vagamente <<<vivos>>>. Unmiembro del equipo, Tommaso Toffoli, habiademostrado que los automatas celulares tienensimilitudes con fenomenos fisicos complejoscomo los fluidos turbulentos, en los que lasinteracciones entre regiones vecinas son cruciales36. El Juego de la vida d e Conway habiademostrado que los automatas celulares puedenconvertir patrones simples en otros muycomplejos a una velocidad enorme. Para elequipo del MIT, esto hacia que los automatas

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celulares fueran perfectos para las simulacionespor ordenador de problemas fisicos realmentecomplejos, como la turbulencia.

Stephen Wolfram, que por entonces estaba en elprestigioso Institute for Advanced Study(Princeton), compartia su punto de vista. Aprincipios de la decada de 1980 se convirtio en elprincipal partidario de la idea de que losautomatas celulares eran un <<<caminointermedio>>> que permitia a los cientificosexperimentar con sus patrones mientrasbuscaban nuevas teorias para todo, desde laturbulencia al diseno de las conchas marinas.

Wolfram comenzo centrandose en automatascelulares incluso mas simples que los que creoConway: solo cuadrados negros y blancos en unalinea. Sin embargo, tambien encontro quealgunos automatas celulares comenzaban siendosimples mientras que otros se hacian

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asombrosamente complejos, y los clasifico enconsecuencia. Wolfram se convencio de que lacapacidad de los automatas celulares, incluso lossimples, de producir comportamientos complejosera una prueba clara de su importancia cosmica.

A mediados de la decada de 1980, la vision deWolfram habia conseguido centrar de nuevo laatencion de los cientificos en el poder de losautomatas celulares. Su colega Norman Packard,del Institute for Advanced Study, utilizo losautomatas celulares para simular el crecimientode los copos de nieve, mientras que un equipodirigido por el fisico frances Uriel Frisch demostroque los automatas celulares pueden usarse pararesolver la ecuacion de Navier-Stokes. Estaecuacion, famosa por su complejidad, es laecuacion central para comprender el flujo defluidos y es vital para todo, desde la predicciondel tiempo al diseno de aviones. En la Universidadde Michigan, Chris Langton incluso afirmo que

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habia identificado las condiciones necesarias paracrear automatas celulares <<<vivos>>> y quehabia encontrado el santo grial: un automatacelular que se reproducia a si mismo.

Pese a esta oleada de actividad, la mayoria delos cientificos ni se inmutaban. Para ellos, losautomatas celulares seguian siendo unpasatiempo como mucho intrigante, peroprobablemente complejo y carente de sentido. Afinales de la decada de 1980, Wolfram paso aestudiar otras cuestiones, y este campo perdiode nuevo su lustre.

Sin embargo, el propio Wolfram nunca renunciopor completo a los automatas celulares, ydespues de crear una empresa multimillonaria deprogramacion informatica, comenzo una decadade investigaciones intensivas y solitarias sobre laspropiedades de los automatas celulares queconcluyo en la obra A New Kind of Science. Se

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convirtio de inmediato en un exito de ventas,aunque entre los cientificos la respuesta distomucho de ser entusiasta. Muchos acusaron aWolfram de no lograr reconocer el trabajo deotros y de permitirse la publicidad a bombo yplatillo. Tambien senalaban que no habia nadanuevo o unico en la manera en que losautomatas celulares producen comportamientoscomplejos a partir de reglas simples: desde haciaanos se conocian otras vias. Y pocos creian quela obra de Wolfram hubiera probado susafirmaciones de que los automatas celularesconstituyen la base de <<<un nuevo tipo deciencia>>>.

?Los automatas celulares son tan importantescomo creyeron Wolfram y muchas otras mentesbrillantes antes que el? El hecho es que la historiade los automatas celulares esta plagada degrandes afirmaciones y hasta la fecha no hanconseguido tener ninguna repercusion

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significativa. El libro de Wolfram puede ser lachispa que finalmente desencadene unarevolucion en el campo de los automatascelulares. Pero, en funcion de la experiencia, lomas probable es que sea el fracaso total de unagran idea que carecia de fondo.

EL BRILLANTE DOCTOR VON NEUMANN

Nacido en 1903 en Budapest, en el seno de unarica familia de banqueros, Janos (John) vonNeuman fue miembro de un sorprendente grupode mentes que surgieron en Hungria durante laprimera parte del siglo pasado37. Desde los doceanos, Von Neumann tuvo como profesores a losprincipales matematicos de la Universidad deBudapest, y publico su primer articulo de

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investigacion a los diecisiete anos. A los veintidosera profesor adjunto en la Universidad de Berlin,convirtiendose en la persona mas joven quehabia ocupado tal puesto.

Comenzo estableciendo las bases matematicasde campos tan diversos como la Teoria Cuantica,la Teoria del Juego y el diseno de armasnucleares. Sin embargo, extranamente se diceque Von Neumann consideraba su trabajo sobrelos automatas celulares como su logro masimportante.

EL AUTOMATA CELULAR FINAL: REGLA 110

En A New Kind of Science, Wolfram examina laspropiedades de cientos de tipos de automatas

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celulares, cada uno de los cuales evolucionasegun un diferente conjunto de reglas. Aparte delas doscientas cincuenta y seis variedadesespecificas que considera, presta especialatencion a una que obedece a la <<<regla110>>>. Este automata celular, segun diceWolfram, es especial porque matematicamentese ha probado que muestra<<<universalidad>>>, esto es, la capacidad desimular cualquier caracteristica de cualquiersistema. Como tal, ejemplifica una caracteristicade los automatas celulares que, al menos segunWolfram, los hace tan interesantes: sucombinacion paradojica de simplicidad y decomportamiento profundamente complejo. Sinembargo, falta por aclarar hasta que puntodemostrara ser util en las simulaciones de la vidareal.

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Cronologia

1929 Los matematicos polacos StanislawUlam y Stanislaw Mazur comienzan aespecular sobre la posibilidad de robotsautorreplicantes.

1948 El matematico hungaro John vonNeumann da una conferencia en la quedestaca la idea de que aparecieranprocesos vitales en una maquina quesuperara cierto grado de complejidad.

1952 Ulam indica a Von Neumann unmetodo simple de <<<automatascelulares>>> reticulados para simular lavida. Un ano despues, Von Neumann da aconocer el primer automata celular.

1970 El matematico britanico John Horton

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Conway inventa el Juego de la vida, unautomata celular bidimensio-nal queproduce formas <<<vivas>>>.

1975 El italiano Tommaso Toffoli,estudiante de doctorado, revive el interespor los automatas celulares demostrandoque pueden ir hacia atras en el tiempocomo las leyes fisicas, insinuando su valoren las simulaciones.

1979 El fisico Christopher Langton afirmahaber creado vida artificial autorreplicanteen un ordenador utilizando automatascelulares.

1982 Stephen Wolfram, estudiantebritanico, comienza a examinar la idea deautomatas celulares ejecutados en unordenador como un nuevo tipo de ciencia:ni completamente teorica ni totalmenteexperimental.

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1985 El fisico Norman Packard utilizaautomatas celulares para simular laformacion y las formas de los copos denieve, y mas tarde intenta<<<reproducir>>> automatas celulareseficientes.

1986 Wolfram y un equipo dirigido porUriel Frisch demuestran que los automatascelulares pueden usarse para simular laecuacion de Navier-Stokes, utilizada paracomprender el flujo de fluidos (y el estadodel tiempo).

1992 Langton afirma demostrar queciertos tipos de automatas celulares sonsuficientemente complejos como paraimitar procesos vitales. Otros autorescuestionan sus afirmaciones, asi como lasde Packard.

2002 Wolfram publica A New Kind of

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Science, que explica con detalle susafirmaciones sobre la importancia de losautomatas celulares. Muchos cientificossiguen siendo escepticos al respecto.

Citas

36

Se atribuye a Toffoli el haber arrebatadolos automatas celulares a los matematicospuros y el haber destacado su posible usoen simulaciones informaticas de fenomenosreales. En 1977 creo una pruebamatematica de que los automatascelulares poseian reversibilidad, esto es, lacapacidad de volver hacia atras en eltiempo para recuperar su punto de partida.Esto sugeria que los automatas celularespueden resultar utiles en la simulacion de

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fenomenos naturales, y revitalizo estecampo mas alla de las investigacionesteoricas de la matematica pura. El propioToffoli creo un hardware especialmentedisenado para realizar simulaciones rapidasbasadas en automatas celulares.

37

La lista de genios que surgieron en Hungriaen la misma, epoca que Von Neumannincluia a Leo Szilard, descubridor de la<<<reaccion en cadena>>> de la fisionnuclear, Theodore von Karman,especialista en aerodinamica, EdwardTeller, padre de la bomba de hidrogeno, elmatematico Eugene Wigner y tresganadores de premios Nobel, incluido DenisGabor, el inventor del holograma. Loshistoriadores han sugerido que parte de larazon de la aparicion de tantos cerebros

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influyentes en un periodo tan breve radicaen la reorganizacion del sistema educativohungaro a finales del siglo XIX. Fue dirigidapor Mor Karman, profesor de filosofia yeducacion (y padre de Theodore), que seinspiro en las escuelas del sistema delGimnasio aleman e hizo especial hincapieen el estimulo a los estudiantes masbrillantes.

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15Teoria del Valor Extremo

En pocas palabras

Desde los huracanes a las marcas en salto de altura, condemasiada frecuencia un acontecimiento inesperadodistinto a cualquier cosa antes vista puede aparecercuando menos se espera. ?Pero hasta que punto sonextravagantes tales acontecimientos? Esta es la cuestionque responde la Teoria del Valor Extremo, que utiliza lainformacion existente —por ejemplo, sobre las peoresinundaciones acaecidas en los ultimos quinientos anos— yla utiliza para predecir la probabilidad de que se produzcaninundaciones incluso peores en el futuro.

La Teoria del Valor Extremo, desarrollada por matematicosen la decada de 1920, fue considerada con desconfianzadurante mucho tiempo debido a su capacidadaparentemente magica de predecir incluso acontecimientossin precedentes. En la actualidad se confia mas en suscapacidades, que se han utilizado en areas tan diversascomo la planificacion del riesgo financiero y la seguridad

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maritima. Se le ha dado un uso significativo en el campo delos seguros, en el que las empresas aplican formulas de laTeoria del Valor Extremo para calcular la probabilidad deque se produzcan desastres importantes y para garantizarque existen suficientes fondos para cubrir los costes.

Estos son tiempos extranos. Por todo el mundo,marcas deportivas que se mantuvieron durantesiglos se han venido abajo por completo. En solouna semana, en mayo de 2002, una tormentasin precedentes de trescientos tornados asolo elmedio oeste de Estados Unidos, causando danospor valor de mas de 1.600 millones de euros. Enagosto de 2003, una ola de calor sofoco Europa,y en Gravesend (Kent) se alcanzo unatemperatura de 38,1 degC, la mas alta de todoslos tiempos registrada en el Reino Unido;mientras, en Francia, murieron mas de 14.000personas a causa del calor. Incluso el Soltambien ha roto marcas, lanzando su mayorerupcion en noviembre, y forzando a los aviones

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a alterar su rumbo para reducir al minimo laexposicion a la radiacion cosmica38.

?Que es lo siguiente que podemos esperar en laTierra? ?Podemos hacer algo para protegernosde lo que nos tiene preparado la Naturaleza? Losacontecimientos extremos a menudo planteantales cuestiones. Reflejan nuestro terror sobre loque podria depararnos el futuro y nuestrasensacion de impotencia para actuar con el fin deimpedir que se repitan desastres pasados.

El mundo nos depara cada vez mayoressorpresas, por lo que existe ahora un crecienteinteres por una tecnica capaz de hacer loaparentemente imposible. Es la denominadaTeoria del Valor Extremo, que puedeproporcionar informacion sobre futurosacontecimientos extremos con anos, decenios oincluso siglos de antelacion. En todo el mundo, losgobiernos estan considerando ahora la Teoria del

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Valor Extremo para calibrar la probabilidad de quese produzcan acontecimientos extremos, con elfin de prepararse y defenderse de ellos. En elmundo financiero, la Teoria del Valor Extremo seesta utilizando para evaluar el riesgo dedesastres naturales y para garantizar que lasinstituciones tengan las reservas economicasnecesarias para cubrir la probable repercusion. Latecnica se esta utilizando para proteger losbarcos de las tormentas mas intensas cuandosurcan los oceanos de todo el mundo. Incluso haayudado a los biologos a determinar la duracionmaxima de la vida de los seres humanos.

Los fenomenos extremos en el espacio profundopueden afectar la vida en la Tierra. En noviembrede 2003, el Sol ataco a nuestro planeta con lamayor erupcion solar que se haya registrado,con particulas que alcanzaron la capa superior dela atmosfera a una velocidad superior a ochomillones de kilometros por hora. Fue preciso

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modificar las rutas de los aviones para eludir laelevada radiacion cosmica.

En todos los casos, la Teoria del Valor Extremorecurre a la documentacion sobre pasadosacontecimientos extremos y extrae informacionsobre lo que podria ocurrir en el futuro, inclusodando cifras sobre la probabilidad de quesucedan acontecimientos que nunca anteshabian ocurrido. Parece casi milagroso; quiza nosea sorprendente que la Teoria del ValorExtremo siga considerandose en algunos ambitoscon desconfianza. No obstante, los partidarios delmetodo apuntan que tiene bases matematicassolidas, a diferencia de la mayoria de las reglasgenerales utilizadas con tanta frecuencia paraindagar en el futuro.

El germen de lo que se convertiria en la Teoriadel Valor Extremo se encuentra a principios delsiglo XVIII, y en algunas reflexiones del

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matematico suizo Nicolas Bernoulli. Sin embargo,no fue hasta la decada de 1920 cuando la ideade predecir acontecimientos sin precedentesatrajo por vez primera autentica atencion. El quidde la Teoria del Valor Extremo radica en elconcepto de <<<distribucion>>>, una formulamatematica que da la frecuencia relativa de unacantidad particular. Por ejemplo, la probabilidadde observar a gente con una determinada alturasigue la famosa curva en forma de campanaconocida como distribucion de Gauss. Demuestraque la mayoria de la gente tiene una alturaproxima al promedio, dejando la <<<joroba>>>en el centro de la distribucion. Las <<<colas>>>largas y estrechas de la distribucion reflejan elhecho de que las probabilidades de encontrarpersonas extremadamente pequenas o altas sonmucho menores.

La distribucion de Gauss se aplica a muchosfenomenos, y los intentos iniciales de predecir la

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probabilidad de que sucedan acontecimientosextremos se basaron en calculos realizados consus <<<colas>>>. No obstante, durante ladecada de 1920, los matematicos dejaron enclaro sus reparos sobre las prediccionesresultantes y si se podria confiar en la curva deGauss para enfrentarse a acontecimientosextremos. En 1928, R. A. Fisher, un brillantematematico de Cambridge, y su colega L. H. C.Tippett presentaron lo que se conoceria comoTeoria del Valor Extremo en un articulo en el quese demostraba que los acontecimientosextremos siguen de hecho sus propios tiposespeciales de distribucion. Aunque su formulamatematica precisa difiere, cada una de lasdistribuciones refleja la idea intuitiva de quecuanto mas extremo es un acontecimientomenos probable es que ocurra. Se puede calcularhasta que punto es menos probable que ocurraajustan-do las distribuciones a los datos sobreacontecimientos extremos pasados —por

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ejemplo, la mayor serie de tormentas costerasobservada cada ano— y luego proyectandola alfuturo. Las formulas de la Teoria del ValorExtremo daban entonces estimaciones del riesgode observar una serie de tormentas de untamano determinado, incluyendo algunas tanextremas que nunca se hayan visto antes.

Pese a su valor practico en muchos ambitos, laTeoria del Va-, lor Extremo se considero condesconfianza durante muchos anos. En ladecada de 1940 tuvieron lugar dosacontecimientos que ayudaron a superar estasdudas. En primer lugar, el matematico sovieticoBoris Gnedenko dio una base matematicarigurosa a las formulas. Luego Emil Gumbel,matematico estadounidense de origen aleman,comenzo a aplicar la Teoria del Valor Extremo alproblema de predecir el nivel de inundaciones apartir de registros pasados, con resultados muysatisfactorios.

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La importancia de esta aplicacion de la Teoria delValor Extremo se vio clara y crudamente enfebrero de 1953, cuando una enorme oleada detormentas en la costa holandesa rompio diquescon siglos de antiguedad. La inundacion acabocon 800 personas y destruyo 47.000 hogares,suscitando demandas de acciones para impedirque volviera a pasar de nuevo. Un grupo deexpertos comenzo a estudiar registros pasadosde inundaciones para calibrar el tamano delproblema, y encontro que la inundacion de 1953distaba mucho de ser la peor de la Historia. El diade Todos los Santos de 1570, Holanda fue unade las naciones de Europa occidental devastadaspor una oleada de tormentas en la que la alturadel mar subio unos cuatro metros, es decir, almenos 15 centimetros mas que en el suceso de1953. Se calcula que perdieron la vida unas400.000 personas.

El grupo de expertos se enfrentaba al desafio de

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decidir hasta que altura se debian construir losdiques. Si se establecia un nivel demasiado alto,la construccion de los diques seriainnecesariamente cara; si se establecia un niveldemasiado bajo, el pais se enfrentariarapidamente a desastres repetidos. El grupo deexpertos llego a la conclusion de que unasdefensas costeras que se alzaran unos cincometros por encima de nivel del mar debianproteger al pais durante miles de anos. ?Perohasta que punto eran fiables sus calculos? Paradescubrirlo, un equipo dirigido por Laurens deHaan (Universidad Erasmus de Rotterdam) utilizola Teoria del Valor Extremo para estimar el riesgode que se produjera una inundacion quesuperara el nivel de cinco metros propuesto porel grupo de expertos. El analisis de los datossobre inundaciones historicas permitio que elequipo encontrara una distribucion de la teoria delos valores extremos que tuviera en cuentainundaciones extremas pasadas y las extrapolara

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al futuro. Sus calculos demostraron que se podiaesperar que las recomendaciones del grupo deexpertos protegerian al pais durante muchossiglos.

Hoy en dia la Teoria del Valor Extremo se utilizamucho para evaluar el riesgo de inundaciones ypara valorar si las defensas utilizadas sonadecuadas. Aun asi, debe emplearse conprecaucion. En 1996, matematicos de laUniversidad de Lancaster encontraron sutileserrores en la forma en que se habia utilizado laTeoria del Valor Extremo para disenar 800kilometros de defensas maritimas britanicas. Elequipo llego a la conclusion de que algunas partesde las defensas tendrian que ser dos metrosmas altas para proteger las zonas costeras deinundaciones graves.

No resulta sorprendente que las companias deseguros hayan sido de las primeras en explotar el

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poder de la Teoria del Valor Extremo. Durantemuchos anos, los actuarios valoraron el posibleriesgo planteado por diversas formas dedesastres utilizando reglas generales empiricascomo la regla del <<<20-80>>>, que estableceque el 20% de los sucesos graves suponen masdel 80% de los beneficios repartidos en forma dedividendos39. A mediados de la decada de 1990,el matematico economico Paul Embrechts y suscolaboradores del Swiss Federal Institute ofTechnology (ETH) de Zurich decidieroncomprobar la validez de tales reglas con la Teoriadel Valor Extremo. Encontraron que la regla del<<<20-80>>> funciona bien en muchos de lossectores de los seguros, pero tambien puedefallar de un modo estrepitoso. Por ejemplo,utilizando la Teoria del Valor Extremo paraestudiar datos pasados sobre reclamaciones, elequipo encontro que se aplica una regla del<<<0,1-95>>> a los danos por huracanes.Dicho de otro modo: la autentica amenaza

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procede de la tormenta uno por mil, que puedeacabar con el 95 % de los beneficios repartidosen forma de dividendos de una sola vez. Talesdescubrimientos estan ayudando a las companiasaseguradoras a optimizar su cobertura de riesgo,ampliando el rango de amenazas que puedencubrir con primas considerables, con beneficiostanto para las companias como para los clientes.

Por la misma epoca, una serie de desastreseconomicos despertaron un enorme interes porla Teoria del Valor Extremo entre los analistascuantitativos, que utilizan metodos matematicossofisticados para obtener beneficios y evitarperdidas, o al menos lo intentan. En febrero de1995, la sucursal en Singapur de Barings, elbanco mercantil mas famoso del mundo, perdiamas de 1.300 millones de euros por lastransacciones de un solo operador, NickLeeson40. Pocos meses despues, el banco Daiwade Japon descubrio en sus cuentas un agujero

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de poco mas de 1,000 millones de eurosproducido por las actividades de otro operadordeshonesto, To-shihide Iguchi. Se trataba de unadoble circunstancia adversa, y llevo a AlanGreenspan, presidente de la Reserva Federal deEstados Unidos, a hablar de los posiblesbeneficios de utilizar la Teoria del Valor Extremoen la evaluacion del riesgo financiero.

Este tipo de consejo podia haber ayudado aevitar una catastrofe financiera aun mayor queocurrio tres anos despues. En el verano de 1998,la economia de Rusia cayo en picado y sugobierno hizo lo impensable: no realizo los pagosde la deuda interna del pais. Era una medida sinprecedentes que cogio por sorpresa a todo elmundo, en especial a una enorme compania defondos de cobertura estadounidense, Long TermCapital Management, que se vio sorprendida porunas perdidas de casi 152.000 millones de euros.Importantes bancos rescataron a Long Term

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Capital Management, pero la experiencia fuehorrible: el peor de los panoramas de lacompania solo era un 60% mas desfavorable delo que realmente llego a ser.

Tras el descalabro, las inquietudes se centraronen la forma en que los gestores de fondosfinancieros estimaban los riesgos. Conposterioridad se descubrio que Long Term CapitalManagement habia utilizado metodos queasumen perdidas que siguen una distribucion deGauss. Pero, como habian advertido setentaanos antes los matematicos, las perdidas masextremas siguen una distribucion diferente, queprobablemente infravalore en gran medida lasperdidas reales. Long Term Capital Managementhabria logrado protegerse mejor de lo impensablesi hubiera seguido el consejo de Greenspan yhubiera utilizado los metodos de la Teoria delValor Extremo para evaluar su riesgo.

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En la actualidad, la conciencia sobre el poder dela Teoria del Valor Extremo se esta extendiendoincluso a muchos mas campos, desde la biologiahumana hasta la ingenieria maritima. En laUniversidad Erasmus de Rotterdam, Laurens deHaan y sus colaboradores han utilizado la Teoriadel Valor Extremo para intentar resolver elmisterio de la duracion maxima de la vida de losseres humanos. Analizando los registros de laduracion de la vida de los <<<viejos masviejos>>>, han encontrado pruebas de que laduracion de vida final de los seres humanos, lamas extrema, es de aproximadamente cientoveinticuatro anos. Hasta la fecha, parece que esverdad: la persona mas vieja con datoscorroborados fue Jeanne Calment (Francia), quemurio en 1997 a la edad de ciento veintidosanos41.

Los metodos de la Teoria del Valor Extremotambien se estan utilizando para resolver

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misterios mas tragicos. En 1980, el gigantebuque granelero Derbyshire se hundio en Japon,con sus cuarenta y cuatro tripulantes, a causade un tifon. Durante anos surgieron preguntasrespecto a si el barco fue victima de un disenodefectuoso o si la causa fue una deficientenavegacion, conclusion a la que se llego en 1997en la investigacion publica. Tres anos despues,una segunda investigacion exonero a latripulacion, despues de que el profesor JonathanTawn y la doctora Janet Heffernan, expertos enla Teoria del Valor Extremo de la Universidad deLancaster, ayudaran a descubrir la causa real:una ola inesperada y violenta que destrozo laescotilla de popa del barco. De resultas de lainvestigacion se recomendo que se reforzaransustancialmente las escotillas para afrontar talessucesos.

Como resultado, los marineros se han unido a losmillones de personas de todo el mundo cuyas

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vidas son ahora mas seguras gracias a lasmatematicas esotericas de la Teoria del ValorExtremo.

DISTRIBUCION GAUSSIANA

Esta distribucion toma su nombre de Carl Gauss,matematico aleman del siglo XVIII (aunque ladescubrio antes el matematico frances Abrahamde Moivre). Esta curva en forma de campanamuestra la pre-valencia de caracteristicas —comoel coeficiente intelectual, la altura o el peso— quetienen un valor medio pero estan sujetas avariaciones aleatorias. La <<<joroba>>> centralmuestra que el valor medio es el mas frecuente,mientras que los lados en declive reflejan laexistencia de cifras mas pequenas con valores

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mas inusuales, mayores y menores que lamedia.

?CUANDO SON LOS RESULTADOSDEMASIADO BUENOSPARA SER CIERTOS?

Cada cuatro anos los atletas de todo mundointentan establecer nuevas marcas en los JuegosOlimpicos. Pero a veces no se superansimplemente las marcas, sino que resultadosnunca vistos las echan por tierra. ?Es posible queun resultado sea demasiado bueno para sercierto? Esta es una pregunta que puedeabordarse si se utiliza la Teoria del ValorExtremo.

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Tomemos el caso de Wang Junxia, importantecorredora china de media distancia de la decadade 1990. En el campeonato nacional celebradoen Beijing el 13 de septiembre de 1993, corrio los3.000 metros en un tiempo asombroso, de 8minutos y 6 segundos, haciendo anicos la marcaprevia establecida nueve anos antes por unaasombrosa diferencia de 17 segundos. ?Era soloun resultado increible o habia hecho trampa? Losanalisis para detectar drogas o farmacosprohibidos fueron negativos, pero hasta la fechamuchos comentaristas afirman que Wang teniaque haber hecho trampa. Los matematicosMichael Robinson y Jonathan Tawn (Universidadde Lancaster) decidieron ver que podia aportar laTeoria del Valor Extremo a esta polemica.Usando registros pasados, calcularon el tiempomas extremo —es decir, el mas breve— quefuera plausible conforme a las tendenciasactuales. El analisis demostro que aunque elrecord de Wang era asombroso, era aun 3

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segundos menor que el tiempo mas breveplausible basandose en los registros previos.

Cronologia

1709 El matematico suizo Nicolas Bernoulliplantea por vez primera el concepto de losvalores extremos en un problemageometrico simple referente a los puntosde una linea.

1928 R. A. Fisher, matematico deCambridge, junto con L. H. C. Tippettdesarrollan las matematicas basicas de laTeoria del Valor Extremo.

1953 Una serie de tormentas intensasrompe las defensas maritimas de los

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Paises Bajos, acabando con la vida de1.800 personas. Se utiliza la Teoria delValor Extremo para comprobar el diseno delas nuevas defensas.

1958 Emil Gumbel (Universidad deColumbia, Nueva York) publica el primerlibro de texto sobre la Teoria del ValorExtremo, y hace que muchas personasajenas al ambito academico conocieran supoder.

1993 La atleta china Wang Junxia haceanicos el record mundial de los 3.000metros por una diferencia de 17 segundos.La Teoria del Valor Extremo ayuda aacallar las acusaciones de consumo dedrogas.

1994 Laurens de Haan y Karin Aarsen(Universidad Erasmus, Rotterdam) utilizanla Teoria del Valor Extremo para calcular la

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duracion maxima de la vida humana, queestablecen en ciento veinticuatro anos.

1995 La quiebra del banco Barings y eldescubrimiento del fraude en el bancoDaiwa de Japon suscitan la inquietudrespecto a los metodos convencionalespara minimizar los riesgos.

El descalabro economico lleva a AlanGreenspan, presidente de la ReservaFederal de Estados Unidos, a hablar de losposibles beneficios de utilizar la Teoria delValor Extremo en la evaluacion del riesgo.

1996 Tras el estudio de las defensasmaritimas britanicas mediante la Teoria delValor Extremo se advierte que sondemasiado bajas para afrontar tormentasen el futuro inmediato.

1998 Uno de los mayores fondos de

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cobertura, Long Term CapitalManagement, llega casi a la ruina,destacando la necesidad de evaluar mejorel riesgo.

2000 Matematicos de la Universidad deLancaster utilizan la Teoria del ValorExtremo para ayudar a los investigadoresa resolver el enigma del hundimiento delDerbyshire, y a hacer recomendaciones enmateria de seguridad.

Citas

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Los fenomenos extremos en el espacioprofundo pueden afectar la vida en laTierra. En noviembre de 2003, el Sol atacoa nuestro planeta con la mayor erupcion

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solar que se haya registrado, conparticulas que alcanzaron la capa superiorde la atmosfera a una velocidad superior aocho millones de kilometros por hora. Fuepreciso modificar las rutas de los avionespara eludir la elevada radiacion cosmica.

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Las companias aseguradoras se hanbasado durante mucho tiempo en reglasgenerales simples para calibrar laprobabilidad de sufrir grandes golpes aconsecuencia de desastres. Actualmente laTeoria del Valor Extremo esta ayudando aencontrar reglas mas fiables paraamenazas especificas, como las tormentastropicales.

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El picaro operador Nick Leeson fue

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responsable de uno de los acontecimientosfinancieros extremos mas notables de laHistoria. Una serie de malas transaccionesen el banco mercantil Barings le llevo aacumular perdidas de mas de 1.300millones de euros.

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Jeanne Calment (Francia) fue noticia en1995, cuando se convirtio en la personamas vieja de la Historia, con ciento veinteanos. Moria dos anos despues, a la edadde ciento veintidos anos. Segun la Teoriadel Valor Extremo, los seres humanospueden vivir incluso mas.

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EN LA SALUD YEN LA ENFERMEDAD

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16Medicina basada en pruebas cientificas

En pocas palabras

Durante siglos los medicos han tomado decisiones vitalessobre la mejor forma de tratar a sus pacientes basandose,como, mucho, en unas cuantas pruebas cientificas. Por logeneral, las pruebas de los nuevos tratamientos sellevaban a cabo en unos pocos pacientes, y los resultadosa menudo eran contradictorios. La aparicion de las tecnicasestadisticas para dar sentido a los experimentos llevaronen la decada de 1940 a los ensayos controladosaleatorios, en los que los pacientes se eligen y distribuyenal azar para que reciban el nuevo tratamiento, uno yaexistente o simplemente un placebo. El primero de estosensayos, que realizaron cientificos del Medical ResearchCouncil del Reino Unido, fue tan satisfactorio que estosensayos se convirtieron en el nucleo de un nuevomovimiento conocido como medicina basada en pruebascientificas.

La medicina basada en pruebas cientificas ha ayudado a

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los medicos a aportar pruebas claras y objetivas sobre larazon por la que funciona o no un tratamiento, y hasupuesto enormes beneficios para los pacientes. Inclusoasi, los criticos senalan que no ha conseguido poner fin a lapolemica sobre que tratamiento es mejor para cadapaciente en particular.

A sir Lancelot Spratt, el especialista masimportante del St. Swithins Hospital, no legustaba que se cuestionaran sus juicios clinicos.Si decia que habia que tratar a un paciente conun determinado farmaco, eso era lo que se debiahacer y fin de la discusion. Pobre del jovenmedico que sugiriera que algun nuevo farmacopodria ser mejor. Sir Lancelot podia ser solo unpersonaje de ficcion de la pelicula clasica Doctor inthe house, de la decada de 1950, pero su actitudhabia captado la forma, a vida o muerte, en quese tomaban las decisiones medicas en aquellaepoca (entre otras razones porque su creador,Richard Gordon, fue medico). Los imperiososespecialistas recurririan a anos de experiencia

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personal, conocimientos y perspicacia paraalcanzar lo que al menos ellos considerabandecisiones de infalibilidad divina.

Sin embargo, aunque tales especialistas, sinduda, tenian mucha experiencia, pocos pareciandarse cuenta de hasta que punto susconocimientos habian superado su periodo decaducidad. Los anos de posguerra marcaron elinicio de una explosion en la investigacion medica,produciendose en los laboratorios gran cantidadde nuevos tratamientos para enfermedades queiban desde la tuberculosis hasta la leucemia42.

Lo que necesitaban con urgencia losinvestigadores medicos era un modo decomparar estos tratamientos y de evaluar sueficacia. Y lo que precisaban los pacientes eranespecialistas y medicos generales que estuvieranal tanto de estos grandes avances y basaran sueleccion terapeutica en algo mas que viejos

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prejuicios y discursos amenazadores. Estasdemandas supusieron la aparicion de uno de losavances medicos mas influyentes y polemicos dela historia moderna: la medicina basada enpruebas cientificas. Tras ese terminoaparentemente inocuo se esconden cuestionesque han provocado gran polemica tanto entre losmedicos como entre los investigadores medicos.

No resulta sorprendente que el debate se centreen la fiabili-dad de las pruebas necesarias parapracticar la medicina basada en datos cientificos.Segun sus partidarios, esto supone hacer un usoclaro y consciente de las mejores pruebasdisponibles en un determinado momento sobre,por ejemplo, el tratamiento del cancer. Estoimplica utilizar pruebas obtenidas en ensayosclinicos, en los que se compara a los pacientestratados, por ejemplo, con un nuevo farmacocontra la leucemia, con aquellos que recibentratamiento convencional o incluso un placebo sin

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efecto alguno.

En teoria, tales ensayos pueden proporcionarpruebas claras de la eficacia o la ineficacia detratamientos que salvan vidas. Pero existe unacreciente preocupacion respecto a que talesensayos no son lo que parecen. Muchos medicossospechan que los resultados son a menudoenganosos, debido a que los pacientes de losensayos son escogidos y por tanto no sonrepresentativos de los pacientes tipicos. Confrecuencia los ensayos son financiados porgrandes companias farmaceuticas, lo que suscitael temor a que se manipulen los resultados paraque den la respuesta <<<correcta>>> o inclusose supriman. Aun asi, muchos medicos insistenen que la medicina basada en pruebas cientificases mucho mejor que la antigua manera deestablecer los juicios medicos, y ha supuestoalgunos exitos espectaculares. Ya en 1747, elfisico escoces James Lind43 utilizo un simple

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ensayo clinico para enfrentarse al azote de losnavios de todo el mundo: el escorbuto.

Desde los tiempos de Cristobal Colon, losmedicos habian observado que los marineros queemprendian largos viajes caian victimas de unaenfermedad que comenzaba con inflamacion delas encias y caida de los dientes, luego lasitud,hemorragias y muerte. En la epoca de Lind, elescorbuto se cobraba las vidas de hasta el 40%de los marineros de la Armada Real queemprendian largos viajes, porcentaje muchomayor que el de los muertos a causa de lasheridas de guerra.

Lind estaba convencido de que la causa seencontraba en la deficiente dieta de losmarineros; en mayo de 1747 comenzo unestudio que cambiaria el curso de la historiabritanica. Encontro a seis pares de pacientes quetenian sintomas muy similares y les administro

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dietas identicas, junto con los tratamientos quecreia que podrian aliviar sus sintomas, desdecuartos de galon de sidra hasta elixires bucalespotentes. Al cabo de una semana, uno de lostratamientos —una racion diaria de naranjas ylimones— demostro ser asombrosamente eficaz.Los tres pacientes que tomaron la fruta serecuperaron por completo de su afeccion mortal.

El uso innovador de Lind de la medicina basadaen pruebas cientificas habia sacado a la luz elprimer tratamiento eficaz del escorbuto (ahora sesabe que se debe a la carencia de vitamina C).Sin embargo, el confuso relato de Lind y laescasez de datos no lograron convencer alalmirantazgo, que tardo otros cuarenta anos enhacer que los citricos formaran parte de lasraciones de los navios. Cuando se introdujeronestas frutas en la dieta, tuvieron un efectoespectacular tanto en la salud de las tripulacionescomo en la Historia: en la batalla de Trafalgar, en

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1805, la Armada Real estaba en plena forma,mientras que la francesa tuvo que dejar unatercera parte de su flota amarrada en puertodebido a que sus tripulaciones padecian elescorbuto.

Pese a esta demostracion clara del valor de lamedicina basada en pruebas cientificas, la ideade realizar ensayos y obtener datos de la formamas objetiva posible no consiguio imponerseentre los investigadores medicos, que en sumayoria carecian de la pericia matematicanecesaria para analizar los resultados.Comenzaron a surgir el tipo de tecnicasnecesarias primero en otros campos, como laagronomia. En 1925, el matematico britanicoRonald Fisher, uno de los fundadores de laestadistica moderna, proporciono a los cientificosun conjunto de herramientas para dar sentido alos datos, en una obra de referencia tituladaMetodos estadisticos para investigadores. Entre

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ellas habia <<<pruebas de significacion>>>disenadas para demostrar si, por ejemplo, eranrealmente convincentes las diferencias entre lospacientes a los que se administra un nuevofarmaco y los que no lo recibian.

En la decada de 1940 tuvo lugar un importanteavance, cuando el Medical Research Council delReino Unido llevo a cabo ensayos en los que seincorporaron conceptos que en la actualidadconstituyen la base de la medicina basada enpruebas cientificas: el doble enmascaramiento yla aleatorizacion. En 1946, el Medical ResearchCouncil comenzo ensayos con <<<dobleenmascaramiento>>> de una vacuna contra latos ferina y el uso de un antibiotico, laestreptomicina, para tratar la tuberculosis; eldoble enmascaramiento implicaba que ni lospacientes ni los medicos que los trataban sabianel tratamiento que se estaba administrando, conel fin de impedir que los pacientes o los medicos

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se enganaran observando efectos que no eranreales. Segun las recomendaciones del estadisticomedico britanico Austin Bradford Hill, tambien seeligio aleatoriamente a los pacientes que debianser tratados y a los que no. Esto ayudaba areducir el riesgo de que los pacientes que recibianel tratamiento fueran de algun modo inusuales,dando, por tanto, una falsa impresion de laeficacia del farmaco.

El exito de estos estudios en lo que respecta a lademostracion de la eficacia de la vacuna y delantibiotico hizo que tales <<<ensayoscontrolados aleatorios>>> se convirtieran en laprueba de referencia de los nuevos tratamientosmedicos. Los ensayos controlados aleatoriosconstituyen actualmente la base de la medicinabasada en pruebas cientificas, proporcionando alos medicos pruebas solidas en las que basar susdecisiones. O al menos eso es lo que parece; larealidad demuestra ser mas compleja. En cuanto

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los ensayos controlados aleatorios entraron en lacorriente dominante, surgio el temor de quemuchos ensayos incluyeran a un numero depacientes demasiado escaso para demostrar sien realidad un farmaco era util. El resultado fueun monton de resultados <<<falsamentenegativos>>>, fracasando los ensayospequenos en su intento de revelar el autenticobeneficio de los farmacos.

Durante la decada de 1980, los investigadoresmedicos comenzaron a utilizar una tecnicadesarrollada anos antes por fisicos queprometieron combatir el problema de los ensayospequenos. Este metodo, conocido como<<<metaanalisis>>>, permitia combinar losresultados de muchos de tales ensayos,potenciando su capacidad de detectar inclusopequenos beneficios, que no obstante podiansalvar miles de vidas. En 1985 los investigadoresaplicaron el <<<metaanalisis>>> a mas de

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treinta pequenos ensayos de un farmacodenominado estreptocinasa, utilizado para eltratamiento del infarto de miocardio. La mayoriade los ensayos no habian logrado detectar ningunbeneficio; sin embargo, el <<<metaanalisis>>>revelo que el farmaco podia salvar la vida deaproximadamente una cuarta parte de lospacientes tratados con el44.

A finales de la decada de 1980, la profusion deinformacion procedente de los ensayoscontrolados aleatorios y del<<<metaanalisis>>> amenazaron con superara muchos que intentaban entenderla. Entre ellosestaba un antiguo tocologo, Iain Chalmers, quedecidio crear un centro en Oxford dedicado arevisar y resumir los ultimos datos sobretratamientos medicos de forma que los medicospudieran obrar en consecuencia. Lanzado enOxford, en 1993, como la CochraneCollaboration, pronto se convirtio en parte

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fundamental del movimiento de la medicinabasada en pruebas cientificas, que para entoncesse habia generalizado en la profesion medica45.Pero justo dos anos despues, los partidarios de lamedicina basada en pruebas cientificas setambalearon debido a los resultados de unestudio que ensombrecieron todo el concepto. Aprincipios de la decada de 1990, un<<<metaanalisis>>> de pequenos ensayosllevo a los medicos a considerar al sulfato demagnesio como un <<<tratamiento eficaz,seguro, simple y barato>>> del infarto demiocardio. Pero en 1995, un gran ensayocontrolado aleatorio que incluyo a 58.000pacientes llego a la conclusion de que el sulfatode magnesio carecia de utilidad. ?Que habiasalido mal y que tenian que creer los medicos?

Cribando las pruebas, los estadisticos hicieronalgunos descubrimientos inquietantes. Habiasignos de que el <<<metaanalisis>>> no habia

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logrado incluir estudios que mostraran resultadosnegativos; lo que se sospechaba era que losinvestigadores y las revistas simplemente no semolestaban en publicar <<<malas noticias>>>.Por otro lado, parecia que en el gran ensayocontrolado aleatorio se incluyo a pacientesrelativamente sanos que habian sido tratadosrelativamente tarde, lo que pudo hacer que eltratamiento pareciera menos eficaz de lo querealmente era.

En 2002, los resultados de otro importanteensayo controlado aleatorio tampococonsiguieron encontrar ningun beneficio deltratamiento con magnesio. Sin embargo, aunqueesto deberia haber puesto fin a la polemica,algunos expertos siguen insistiendo en que losresultados todavia no son concluyentes.

El desastre de sulfato de magnesio destaco unhecho inoportuno respecto a la medicina basada

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en pruebas cientificas: pese al uso de metodosaparentemente <<<objetivos>>>, como losensayos controlados aleatorios, los expertosmedicos pueden seguir discutiendo sin fin sobrelos resultados y su Habilidad. En 1998,investigadores que trabajaban para la CochraneCollaboration fueron noticia con un estudio queindicaba que un tratamiento convencional de lospacientes quemados no solo era ineficaz sino querealmente era peor que eso: el numero depacientes a los que mataba era mayor que lacantidad de enfermos a los que salvaba. Otrosestudios no consiguieron confirmar este riesgo ymuchos hospitales siguen usando el tratamiento.

Tambien estan surgiendo pruebas de quealgunos investigadores escogen a los pacientesque van a participar en los ensayos controladosaleatorios, mientras que otros buscan en losdatos en bruto resultados positivos que es masprobable que capten el interes de las revistas

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medicas. Muchos ensayos tampoco han logradoaclarar su fuente de financiacion, pese a que laspruebas demuestran que, en comparacion conlos estudios independientes, es mucho masprobable que estos ensayos financiados por lasempresas farmaceuticas afirmen haber obtenidoresultados positivos.

Desde el innovador trabajo de Lind sobre elescorbuto, los metodos de la medicina basada enpruebas cientificas han salvado innumerablesvidas. Aunque no sean una panacea, pocos sonlos que querrian volver a los discursosamenazadores de sir Lancelot Spratt.

NARANJAS, LIMONES Y ESCORBUTO

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Durante siglos los sintomas del escorbutoaterrorizaron a los marineros. Los primerossignos parecian triviales: dolores y sensacion decansancio. Pero luego aparecian signosinconfundibles: diminutas ampollas llenas desangre y manchas en las piernas, enciashinchadas y caida de dientes. Sin tratamiento, ala lasitud le seguia la inconsciencia y finalmente lamuerte.

Los citricos prevenian y curaban la enfermedadaportando acido ascorbico (vitamina C),compuesto que se necesita en la reaccionbioquimica de sintesis del colageno, la proteinaque forma el tejido conjuntivo y el hueso quedan cohesion al cuerpo. Sin vitamina C, elcolageno no es suficientemente robusto pararealizar su funcion crucial y comienza adesintegrarse, con resultados previsiblementemortales.

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LA MALDICION DE LOS ESTUDIOS CON<<<ESCASA POTENCIA>>>

Los cientificos medicos consideran los ensayoscontrolados aleatorios con dobleenmascaramiento como prueba ultima de laeficacia o la ineficacia de un tratamiento. Sinembargo, incluso los ensayos controladosaleatorios pueden dar resultados muy enganosossi no logran incluir un numero suficiente depacientes.

Los estudios han revelado que muchos ensayosque refieren resultados negativos en realidadtienen <<<escasa potencia>>>, lo que significaque simplemente son demasiado pequenos paradetectar beneficios medicos potencialmente

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importantes.

Una de las victimas mas frecuentes de estosestudios con escasa potencia son lostratamientos alternativos y complementarios,como la acupuntura. A falta de grandesmultinacionales interesadas en financiar estudiosimportantes, tales tratamientos se estudian amenudo en ensayos pequenos y de bajo costeque son apoyados por organizaciones beneficas,por lo que es casi inevitable que no consiganencontrar pruebas convincentes.

Cronologia

1747 El fisico naval escoces James Lindlleva a cabo ensayos de diversostratamientos para el escorbuto en una

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docena de marineros y descubre que loscitricos son el remedio para la enfermedad.

1925 El estadistico Ronald Fisher publicaMetodos estadisticos para investigadores,en el que establece las tecnicas paraprobar la <<<significacion>>> de losnuevos descubrimientos de investigaciones.

1943 El Medical Research Council (MRC)del Reino Unido comienza una investigacionsobre el tratamiento del resfriado comuncon patulina en un innovador ensayocontrolado con <<<dobleenmascaramiento>>>.

1946 Austin Bradford Hill persuade alMedical Research Council para que realiceensayos controlados aleatorios de lavacuna contra la tos ferina y el tratamientocon estreptomicina.

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1967 El bioestadistico canadiense DavidSackett crea un departamento en laMcMaster University que se convierte en elhogar del movimiento de la medicinabasada en pruebas cientificas.

1976 El estadistico Gene Glass(Universidad del Estado de Arizona) acunael termino de <<<metaanalisis>>> paradesignar las tecnicas utilizadas para extraerconclusiones de recopilaciones de ensayos.

1993 La Cochrane Collaboration del ReinoUnido, que toma su nombre delepidemiologo Archie Cochrane, seestablece como centro mundial para laevaluacion de las ultimas pruebas sobretratamientos medicos.

1995 Un importante ensayo revela quelas inyecciones de magnesio carecen devalor para los pacientes que sufren un

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infarto de miocardio, lo que contradice losresultados de un<<<metaanalisis>>>>>> de muchosensayos pequenos.

1998 Una polemica revision Cochrane delas pruebas obtenidas en ensayos clinicossobre el tratamiento con albumina,ampliamente utilizada en los pacientes conquemaduras, demuestra que no solocarece de utilidad, sino que en realidad esperjudicial46.

1999 Se crea en Estados Unidos elNational Institute for Clinical Excellence(NICE) para garantizar que el Servicio deSalud Nacional utiliza tratamientosapoyados por las mejores pruebasdisponibles.

2003 hasta la fecha Cada vez son mas

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las pruebas de que las empresasfarmaceuticas suprimen los datosinconvenientes47, aumentando el riesgo dellegar a conclusiones enganosas.

Citas

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Los ultimos cincuenta anos han sido laedad de oro de los descubrimientos defarmacos. Antibioticos como laestreptomicina curan enfermedades comola tuberculosis, mientras que la levodopa yla clorpromazina actuan en afeccionescomo la enfermedad de Parkinson y laesquizofrenia, respectivamente. Mientrastanto, farmacos antineoplasicos como lavincristina han aumentado mil veces lastasas de supervivencia en la leucemia

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infantil.

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James Lind, nacido en Edimburgo en 1716,no era mas que un modesto ayudante decirugia cuando realizo su famoso estudiocomparativo de los remedios para elescorbuto en 1747. El siguiente ano, Lindinicio un estudio medico formal, publicandosu investigacion sobre el escorbuto en1753. El fracaso de Lind a la hora deconvencer al almirantazgo de los beneficiosde los citricos no se debio solo a laestupidez burocratica: los resultados de suinvestigacion eran confusos y, en cualquiercaso, ni siquiera Lind podria explicar porque funcionaban los criticos. Pasaroncuarenta anos antes de que se expusieranargumentos a favor y se incluyeran loscitricos en las raciones de la Armada Real,

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en 1795, un ano despues de la muerte deLind.

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Uno de los medicamentos milagrosos de laposguerra, la enzima estreptocinasa, hasalvado miles de vidas disolviendo coagulospotencialmente mortales que circulan en eltorrente sanguineo. La estreptocinasaactua combinandose con el plasminogeno,un constituyente del plasma sanguineo,para formar una enzima que ataca a lafibrina, el material fibroso que constituye labase de los coagulos sanguineos.

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El poder de la medicina basada en pruebascientificas se refleja en el logotipo de laCochrane Collaboration, que muestra losresultados de ensayos de corticoesteroides

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administrados a mujeres que estaban apunto de tener un parto prematuro. Ya en1972 surgieron resultados positivos,aunque la ausencia de una organizacion delestilo de la Cochrane implico que la mayoriade los medicos no los conocieran,produciendose decenas de miles demuertes que hubieran podido prevenirse.

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Al ser la proteina mas abundante de lasangre, la albumina desempena unaimportante funcion de mantenimiento de lapresion del liquido celular, permitiendo elflujo de entrada y de salida de compuestosvitales en las celulas. Dado que lospacientes que sufren quemaduras amenudo presentan una perdida masiva deliquidos y proteinas, los medicos creian queera coherente reemplazar la albumina. Sin

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embargo, estudios recientes han puesto enduda esta practica.

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La renuencia de los investigadores y lasrevistas a publicar resultados negativos seconoce como sesgo de publicacion, ypuede tener una repercusion importante enlos intentos de determinar la eficacia realde un farmaco. Los estadisticos hanconcebido maneras de detectar el sesgode publicacion, pero no es nada sencillocompensar el punto de vista falsamenteoptimista de la eficacia de un farmaco quecrea este sesgo.

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17Epidemiologia

En pocas palabras

Durante siglos, los medicos han sospechado que existenrelaciones entre las afecciones medicas y factores comolas condiciones de salubridad, el trabajo o la dieta. Sinembargo, suele ser muy dificil probar que tales relacionesson reales, ya que suelen haber muchas explicacionesalternativas. La epidemiologia comenzo aproximadamentehace 150 anos con descripciones simples del entorno y lascondiciones de las personas afectadas por ciertasenfermedades, y con mapas que revelaban los lugares dealta prevalencia. A principios del siglo XX, estos metodosdescriptivos comenzaron a dar paso a formas sofisticadasde comparar grupos de personas para descubrir factoresde riesgo implicados en dolencias especificas, o paradetectar los factores comunes a las personas no afectadaspor la enfermedad. Los metodos estadisticos ayudaron aevaluar la probabilidad de que los datos fueran meracasualidad o el resultado de otra causa oculta. Hoy en dia,la epidemiologia se dedica a probar gran cantidad de

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cuestiones, desde los peligros de los telefonos moviles alos beneficios de tomar vino tinto.

Cada ano, millones de turistas visitan la regionnoroccidental de Gales para disfrutar de laespectacular campina de Gwynedd. Con sumundialmente famoso Parque Nacional deSnowdonia y su bella costa, parece idilica —unaparte del mundo a salvo de los problemas denuestro tiempo.

La realidad es muy diferente. De modosorprendente, la region sigue estando afectadapor las repercusiones del desastre nuclear deChernobyl de 1986, cuya lluvia radioactiva asoloesta parte particularmente accidentada y lluviosade Europa. Hasta ahora, los efectos se handejado sentir sobre todo en los granjeros deGwynedd, cuyo ganado esta sujeto arestricciones de movimientos y ventas. Aprincipios del ano 2004 surgio una posibilidad

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mucho mas inquietante. Las estadisticas oficialesrevelaban que las personas que vivian en laregion tenian tasas de cancer superiores a lamedia.

Existe un temor comprensible de que estoscanceres, que estan surgiendo dieciocho anosdespues del incidente de Chernobyl, sean elresultado directo de la lluvia radioactiva. Peroaunque este temor sea comprensible, ?estarealmente justificado? Para averiguarlo, loscientificos estan utilizando tecnicas de una de lasdisciplinas mas importantes y controvertidas de laciencia moderna: la epidemiologia.

Este termino, que literalmente se refiere alestudio de las epidemias, tiene raices griegas(‘entre la gente’)48 que captan el sentido masamplio de la epidemiologia: el estudio de losefectos sobre la salud de grupos de personas.Aunque sus origenes se encuentran en el

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conocimiento de las enfermedades infecciosas,su campo de accion se ha ampliado mucho mas,yendo desde la identificacion del riesgo de cancerpor el tabaquismo hasta la comprobacion de losefectos de las dietas vegetarianas sobre la salud.

A menudo esto constituye un reto dificil, queimplica un cuidadoso seguimiento de la salud demiles de personas durante muchos anos.Tambien existen muchos escollos. Un aumentoaparente de las tasas de cancer puede debersesimplemente al azar, una posibilidad que solopuede descartarse utilizando analisis estadisticossofisticados. Por ejemplo, en Gwynedd, la tasade cancer rectal es un 50% mayor que en elresto de Gales, lo que parece espectacular, perorealmente solo supone un caso mas por cada10.000 personas.

Ademas de investigar si estos casos adicionalespueden deberse solo a la casualidad, los

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cientificos evaluaron su plausibilidad inherente.Los canceres de recto y de mama quesuscitaron los temores en la zona no son del tipoque normalmente se relaciona con la exposicion ala radioactividad. Por otra parte, la tasa deleucemia —que se relaciona con la radiacion— esinferior a la media. Esto ha llevado a algunoscientificos a sospechar que los canceres deGwynedd se deben en realidad a factores comola dieta.

Aunque los epidemiologos utilizan ahora losultimos metodos estadisticos y tecnologiainformatica para analizar estas posibilidades, suobjetivo es el mismo que el de los pioneros de laepidemiologia: resolver el misterio de la salud y laenfermedad en el seno de un grupo de gente.

El misterio de un cancer que afectaba a losdeshollinadores londinenses fue lo que en el sigloXVIII atrajo la atencion de sir Percivall Pott49,

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eminente cirujano del St. Bartholomew’s Hospital.Pott observo que los deshollinadores la regionparecian ser especialmente propensos a unaforma de cancer de piel. Dado que el cancerparecia afectar solo a los adultos, una posibleexplicacion era que se tratara de unaenfermedad venerea. Pero Pott sospechaba quela causa verdadera era la exposicion constante alhollin. Su articulo sobre la prevalencia de laenfermedad, publicado en 1775, fue el primeroen identificar una causa de cancer en un grupoespecifico de gente, convirtiendose en el primerestudio epidemiologico. Al igual que ocurrio conmuchos estudios posteriores, tambien indujo atomar medidas para proteger a las personas queestaban en riesgo, pese a que se desconociera lacausa precisa del riesgo para la salud (en el casodel hollin, no se identifico hasta 150 anosdespues).

Incluso en fechas tan tardias como la decada de

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1850, no se conocia la causa de lasenfermedades infecciosas, y los medicos todaviase aferraban a conceptos medievales como los<<<miasmas>>>50. La epidemiologiaproporciono claves cruciales para conocer laverdad. En 1842, Edwin Chadwic llevo a cabo unestudio oficial de las condiciones de la fuerza detrabajo de Inglaterra en el que se descubrio unarelacion directa entre salud y enfermedad y lascondiciones de salubridad deficientes. Tras ellovino una comision real, que supuso la creacion deun comite de salud nacional para coordinarcuestiones basicas referentes a las condicionesde salubridad, desde la limpieza de las calleshasta la eliminacion de basuras.

Por la misma epoca, un estudio sobre ladiseminacion del sarampion en las islas Feroe,situadas entre Islandia y las islas Shet-lands, llevoal fisico danes Peter Panum a la conclusion deque la enfermedad se habia diseminado a traves

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de cierto tipo de agente contagioso. Se tratabade una teoria que se confirmaria dramaticamentedurante el brote de colera tuvo lugar en Londresen 1854.

John Snow, un fisico que vivia en el Soho, creiaque la causa era el agua contaminada; habiaestudiado un brote previo en el sur de la capital yobservo que esos sintomas eran coherentes conla ingestion de un agente. En los tres diasposteriores al inicio del nuevo brote, murieronmas de 100 personas en el barrio de Snow.Mientras otros abandonaban la zona, Snowpermanecio ahi y recopilo tratos con la esperanzade que confirmaran su teoria.

Determinando la localizacion de cada caso, Snowencontro que la mayoria de las muertes seprodujeron a poca distancia de una bomba deagua situada en la esquina de Broad Street yCam-bridge Street. Presento sus descubrimientos

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a la junta de distrito local, y les persuadio paraque quitaran la manivela de la bomba. Al cabo deunos dias el brote ceso, y Snow se quedoconvencido de que habia encontrado la causa.Sin embargo, le resulto mucho mas dificilconvencer a otros y, tal como ahora parece, nosin razon. Un informe oficial concluyo que losdatos de Snow constituian un apoyo inadecuadode sus afirmaciones respecto a una infecciontransmitida por el agua, y las letrinas y lascloacas abiertas seguian contaminando lossuministros de agua.

El innovador estudio epidemiologico de Snow erasimple segun los estandares modernos; pordesgracia, tuvo que producirse un simple caso decausa y efecto para vindicarle. A finales de ladecada de 1850 comenzo un programa masivode construccion de cloacas, y al cabo de undecenio se disponia de agua sin contaminarpracticamente en todo Londres —sin contar,

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claro esta, el East End, que en 1866 fue la unicazona de la capital abatida por el colera.

La ciencia de la epidemiologia recibio unimportante impulso aproximadamente hace unsiglo, con la aparicion de los metodos estadisticospara obtener informacion de los datos. En 1912,Janet Lane-Claypon51 (London School ofMedicine) publico un estudio innovador de dosgrupos (<<<cohortes>>>) de ninos,alimentados respectivamente con leche de vacay con leche materna. Lane-Claypon descubrioque los ninos que recibieron leche maternaganaban mas peso y utilizo metodos estadisticospara demostrar que era improbable que ladiferencia se debiera unicamente al azar.Tambien investigo si algun otro factor aparte deltipo de leche podia explicar la diferencia, efectoconocido como <<<confusion>>>.

Habiendo demostrado la potencia de los estudios

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de cohortes, Lane-Claypon comenzo a desarrollarotro tipo clave de investigacion epidemiologica, losdenominados estudios de <<<casos ycontroles>>>. En 1923, como parte de unainvestigacion gubernamental sobre la causa y eltratamiento del cancer, Lane-Claypon localizo acientos de mujeres con antecedentes de cancerde mama —los <<<casos>>>— y las comparocon mujeres que no padecian enfermedad peroque por lo demas eran muy similares —los<<<controles>>>—. Esto permitio que Lane-Claypon identificara muchos factores de riesgo,como el numero de hijos y la edad a la que seproduce la menopausia, que aun hoy en dia sereconocen como factores importantes.

Por ultimo, en otro innovador estudio de cohortespublicado en 1926, Lane-Claypon demostro queel tratamiento rapido era la clave para lasupervivencia de las mujeres con cancer demama. Sin embargo, pese a realizar estos

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enormes avances, el trabajo de Lane-Claypon noconsiguio tener la repercusion que deberia, engran medida porque se caso poco despues yabandono su actividad cientifica, sin dejarcolaboradores que continuaran su brillantetrabajo.

En la decada de 1950, otros investigadoreshabian redescubierto las estrategias de cohortesy de casos y controles, y las utilizaron paraprobar importantes cuestiones medicas. En elReino Unido, el espectacular aumento de loscasos de cancer de pulmon —normalmente unaforma rara de la enfermedad— llevaron a RichardDoll y a Austin Bradford Hill a realizar un estudiode casos y controles para identificar la causa.Emparejando a 1.465 de pacientes con cancerpulmonar con un numero similar de personas queno parecian enfermedad, Doll y Hill revelaron elfactor clave implicado: el consumo de tabaco.

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En 1960 se descubrio una relacion similar entre eltabaquismo y las cardiopatias mediante un granestudio de cohortes realizado en 1948 por losInstitutos Nacionales de la Salud de EstadosUnidos. Se obtuvieron datos sobre la salud y elestilo de vida de mas de cinco mil hombres ymujeres que vivian en la ciudad de Framingham(Massachusetts) con la intencion de descubrir losfactores de riesgo de padecer una cardiopatia. Elestudio de Framingham identifico rapidamenteque la hipertension arterial, la obesidad y lasconcentraciones elevadas de colesterol eranfactores que contribuian a la cardiopatia,demostrando la importancia de la dieta y delejercicio fisico para la salud.

El estudio se sigue realizando hasta la fecha,junto con gran cantidad de otros estudiosepidemiologicos sobre los efectos en la salud deinnumerables factores, desde el consumo decafe y el uso de telefonos moviles hasta el tipo

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de personalidad y el estatus social. A menudo losresultados son sorprendentes: por ejemplo, seha demostrado que beber un vaso de vino al diaes mas sano que no beber ninguno en absoluto,y que esto reduce el riesgo de cardiopatia. Otrosson asombrosos, como la posibilidad de que laausencia de exposicion a germenes en la infanciaaumente el riesgo de alergias y de asma. Esta<<<hipotesis de la higiene>>>, que se planteopor vez primera en 1989, sigue siendotremendamente polemica52.

La epidemiologia continua configurando laspoliticas sanitarias nacionales. Los estudios sobrelas tasas de cancer de pulmon y de cardiopatiaen las personas que viven con fumadores —losdenominados <<<fumadores pasivos>>>— hansupuesto que en todo el mundo se tomenmedidas para prohibir el consumo de tabaco enlugares publicos. Los trabajadores de numerosasindustrias gozan ahora de mejor salud despues

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de realizarse estudios epidemiologicos de losriesgos que afrontan debido a la exposicion adiversos factores, desde el amianto al polvo demadera.

Las competencias de los epidemiologosactualmente se extienden por todo el mundo, yaque vigilan patrones de enfermedad inusuales ylanzan advertencias sobre la aparicion de nuevasinfecciones mortales. A finales de la decada de1970, el aumento desconcertante de las muertespor formas inusuales de neumonia y cancerentre los consumidores de drogas por viaintravenosa y los varones homosexuales enEstados Unidos, presagio la epidemia mundial delsida. Recientemente los epidemiologos handesempenado una funcion fundamental en lacontencion de la diseminacion del virus delsindrome respiratorio agudo grave (SARS). Noexiste cura para ninguna de estas enfermedadesmortales, pero es indudable que los

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epidemiologos han salvado incontables vidas.

En lo que respecta a la salud publica, unapersona prevenida vale por dos.

EL LADO MAS OSCURO DE SNOW

John Snow es considerado como uno de losheroes de la epidemiologia por descubrir la fuentede la epidemia de colera que azoto Londres en1854. Incluso ha tomado su nombre un pub delSoho que esta cerca del lugar donde seencontraba la infame bomba de agua de dondeprocedia el agua contaminada. Sin embargo, lainvestigacion historica reciente ha suscitadocuestiones sobre su trabajo y su reputacion.

Estudios de los propios datos de Snow sobre el

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lugar y el momento en que se produjeron lasmuertes en el Soho han revelado que la epidemiade colera se habia desvanecido incluso antes deque se inutilizara la bomba. Ahora parece que lasconclusiones de Snow se basaron principalmenteno en pruebas, sino en su propia creencia en laentonces impopular teoria de la enfermedadcausada por germenes.

El brote de colera supuso que se demandara laimplantacion de nuevas leyes de higiene, algunasde las cuales amenazaban a las fabricas, cuyasemanaciones de gases cubrian las ciudades. Demodo sorprendente, Snow salio en defensa delas empresas que se oponian a la legislacion,afirmando que los trabajadores no podian verseafectados por la contaminacion atmosferica.Basaba su argumento en su investigacion delcolera, insistiendo en que las demasenfermedades tambien se transmitian por elagua.

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La extrapolacion absurda de Snow fue criticadaimplacablemente por otros cientificos. Aun asi,cuando se promulgaron las nuevas leyes, fueronmucho menos draconianas de lo que habiantemido los duenos de las fabricas.

TABAQUISMO: CINCUENTA ANOS DESDEEL DESCUBRIMIENTO DE DOLL DE LA

RELACION ENTRE EL CANCER DEPULMON Y EL TABACO

La publicacion en 1954 del estudio de Doll y Hill enel que se relacionaba el cancer pulmonar con eltabaquismo dio inicio a una de las mayorescampanas de salud publica de la Historia. Aunqueel British Medical Council declaro de inmediato queel tabaco era la causa directa del cancer, las

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primeras advertencias gubernamentales enmateria de salud no aparecieron en los paquetesde cigarrillos hasta 1971. A principios de ladecada de 1980 comenzo a prestarse atencion alos riesgos de los no fumadores debidos aldenominado tabaquismo pasivo, y losepidemiologos iniciaron estudios para determinarsus efectos sobre la salud. Una revision de losresultados publicados en 1997 por investigadoresen el St. Bartholomew’s Hospital (Londres)apuntaban a un riesgo significativo tanto decancer pulmonar como de cardiopatias debido altabaquismo pasivo, lo que suscito la demanda deque se prohibiera fumar en las oficinas y loslugares publicos.

Cronologia

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1775 El cirujano ingles Percivall Pottobserva la alta prevalencia de ulcerasescrotales en los deshollinadores y llega ala conclusion de que se trata de un cancercausado por el hollin.

1842 La publicacion de Sanitary Conditionsof the Labouring Population de EdwinChadwick revela que existe una relacionentre las condiciones de vida y lasenfermedades.

1846 El estudio de la epidemia desarampion en las islas Feroe por parte delmedico danes Peter Panum revela elefecto protector de la infeccion previa y sunaturaleza contagiosa.

1854 John Snow utiliza metodosepidemiologicos simples para identificar unabomba de agua en Broad Street (Londres)como origen del mortifero brote de colera

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de la capital.

1912 Janet Elizabeth Lane-Claypon publicaun estudio innovador de<<<cohortes>>>, con una comparacionestadistica de los efectos sobre la salud delos ninos amamantados y los alimentadoscon leche de vaca.

1948 Cientificos de los InstitutosNacionales de la Salud de Estados Unidosllevan a cabo el estudio de los ciudadanosde Framingham (Massachusetts) paradescubrir las causas de la cardiopatia.

1950 Richard Doll y Austin Bradford Hillcomienzan a comparar las tasas de cancerpulmonar entre los fumadores y los nofumadores, demostrando que la causa esel tabaquismo.

1981 Epidemiologos de Nueva York y Los

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Angeles describen un aumentodesconcertante de formas raras deneumonia y de cancer en varoneshomosexuales, que presagiaba la epidemiamundial del sida.

1989 Estudios de las historias de 17.000ninos indican que las alergias pueden estardesencadenadas por una exposicioninadecuada a virus, proponiendo la<<<hipotesis de la higiene>>>.

1997 Investigadores del St.Bartholomew’s Hospital (Londres) utilizan el<<<metaanalisis>>> para revelar losriesgos de cancer y de cardiopatiacausados por el denominado tabaquismopasivo.

2003 Se produce una alerta mundial trasel descubrimiento de una nueva forma devirus que surgio en China, el conocido

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como virus del sindrome respiratorio agudograve (SARS).

Citas

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Del griego epi, ‘sobre’, y demos, ‘pueblo’,‘que esta sobre el pueblo’, y, porextension, ‘enfermedad que cae sobre unpueblo’. En griego clasico, la palabraepidemia (s7u5r!uia) significo residencia enun lugar o pais. (N. del E.)

49

Percival Pott, nacido en Londres en 1714 yde origen humilde, se convirtio en uno delos cirujanos mas famosos de su epoca.Despues de formarse en el St.

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Bartholomew’s Hospital, se convirtio encirujano a los treinta y cinco anos de edady trato a muchos hombres famosos, comoSamuel Johnson y Thomas Gainsborough.Hoy en dia es mas conocido por haberidentificado la fractura de Pott del tobillo.

50

Hasta hace aproximadamente un siglo,mucha gente seguia considerando que lasenfermedades infecciosas estabancausadas por una emanacion de airehediondo conocida como <<<miasma>>>(del termino griego para<<<contaminacion>>>). La antiguacreencia no carecia por completo defundamento: el material acuoso o solidocargado de bacterias a menudo desprendeun olor terrible. En junio de 1858, la notoriaepidemia de colera de Londres coincidio con

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el <<<gran hedor>>>, que persistiodurante semanas. Pero algunos cientificosVictorianos fueron mas alla, acusando a losmiasmas de otras afecciones; en 1844, unprofesor declaro: <<<La mujer delcarnicero debe su obesidad a la inhalaciondel olor de la carne de vaca>>>. A finalesde siglo XIX, la investigacion de LouisPasteur y otros investigadores probo quelos miasmas son solo consecuencia de lacausa real: los germenes, ya seanbacterias o virus.

51

Janet Lane-Claypon fue una de laspioneras olvidadas de la moderna cienciamedica. Nacio en 1877 en el seno de unafamilia rica de Lincolnshire y fue unaestudiante brillante en la London School ofMedicine for Women. Su primera

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investigacion se refirio a la bioquimica y alcontrol hormonal de la lactancia. Luegopaso a la epidemiologia, desarrollandoinvestigaciones innovadoras sobre lascausas del cancer. Murio en 1967.

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La idea de que una excesiva limpiezapuede ser poco saludable ha captado laatencion del publico, pero sigue siendo muypolemica en medios cientificos medicos.Los intentos de confirmar la <<<hipotesisde la higiene>>> han producido resultadosmixtos y han descubierto algunos posiblesfactores de confusion: efectos que puedenconfundir a los cientificos que intentanencontrar la causa de los padecimientos.Por ejemplo, la investigacion sugiere quelos ninos que viven junto con mascotasson menos propensos a las alergias. Dado

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que las mascotas tienen parasitos ysuciedad, esto parece apoyar la hipotesisde la higiene. Sin embargo, un estudiopublicado por investigadores de laUniversidad de Karlstad (Suecia) descubriootra explicacion, mucho menosinteresante: las familias cuyos hijos sufrenalergias simplemente evitan tenermascotas en primer lugar.

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LA FISICA DE LAREALIDAD

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18Relatividad Especial

En pocas palabras

En 1887, dos cientificos estadounidenses hicieron undescubrimiento asombroso: la velocidad de la luz siempretiene el mismo valor, independientemente de la velocidadrelativa de los observadores respecto a ella. Estocontradecia rotundamente las sensatas leyes delmovimiento, que se remontaban a Galileo, y llevaron aEinstein a proponer que la velocidad de la luz —y todas lasleyes de la fisica— debe ser la misma independientementede cuan rapido nos movamos. Esta simple idea llevo a laasombrosa conclusion de que las propiedades de losobjetos ordinarios, como su longitud y su masa, debenvariar de acuerdo con su velocidad respecto a nosotros.Las consecuencias de esta teoria, conocida como TeoriaEspecial de la Relatividad, han revolucionado la ciencia.Llevan directamente a E = Mc2, la ecuacion en la que sebasan la energia nuclear y las bombas de hidrogeno, y queconduce a la prediccion de la antimateria. Sin embargo,hoy en dia se desafia la prohibicion de viajar a mas

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velocidad que la luz, abriendo la perspectiva de viajes a lasestrellas al estilo de Star Trek. Tambien hay signos de quela Relatividad Especial puede no ser la ultima palabra ytendra que dejar via libre a otra teoria, mas sofisticada,del espacio y el tiempo.

?Como comenzar una revolucion cientifica? Puedebastar con un experimento ingenioso o undescubrimiento afortunado —o con trabajo puroy duro—. Sin embargo, existe otra forma, quecuenta con el favor de los cientificos geniales:plantear una pregunta simple y seguir susconsecuencias.

La cuestion, obviamente, es hacer la preguntaadecuada.

En 1665, un estudiante de veintidos anos viocomo una manzana caia en su casa deLincolnshire, y se pregunto si la misma fuerzaatraeria a la Luna hacia la Tierra. Continuandocon su pregunta, Isaac Newton dio un salto

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intuitivo sin precedentes en la historia cientifica ydescubrio la Ley de la Gravitacion Universal.

En 1895, un adolescente aleman se preguntoque veria si viajara a la velocidad de la luz. Larespuesta llevaria a un Albert Einstein de dieciseisanos a una comprension del cosmos quefinalmente eclipsaria incluso a la de la revolucionnewtoniana. Sus consecuencias fueron tanenormes que inicialmente ni siquiera el fue capazde captarlas.

La solucion de Einstein a su pregunta se conocecomo Relatividad Especial y en ella sefundamenta toda la ciencia moderna. Los fisicosde particulas se basan en ella para comprender elmundo subatomico, mientras que los astrofisicosla utilizan para entender la fuente de energia delas estrellas. Sus consecuencias sustentan toda laquimica y han conducido al descubrimiento de laantimateria. Ha llevado la electricidad de origen

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nuclear a millones de personas de todo elmundo, aunque ha puesto a muchos mas bajo laamenaza de la guerra nuclear.

Todo esto se debe a que Einstein se dio cuentade que ocurriria algo muy extrano si pudieraviajar junto a un rayo de luz; cuando loalcanzara, el rayo pareceria ser estacionario. Sinembargo, de acuerdo con las leyes de la fisica,un rayo de luz es, por definicion, un campoelectromagnetico en movimiento. Entonces, ?como podria ser estacionario? ?Las leyes de lafisica se rompian a la velocidad de la luz o habiaalgo mas que pudiera explicar la paradoja delrayo de luz estacionario?

Einstein no era el primero en darse cuenta deque habia algo extrano en lo que se refiere a losrayos de luz. Desde finales del siglo XVII,muchos cientificos consideraban la luz comoondas que viajaban a traves de algo conocido

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como eter, una especie de fluido que llenabatodo el espacio. De existir, el eter causariacambios en la velocidad de la luz medida,dependiendo de la velocidad del observador. Sinembargo, pese a hacer todo lo posible, loscientificos no pudieron encontrar pruebas solidasde la existencia de este eter.

La cuestion llego a un punto critico en 1879,cuando el fisico escoces James Clerk Maxwellpropuso una nueva forma de detectar el eter. Laidea se tomo muy en serio por proceder deMaxwell, que ya tenia fama por haber revelado launidad cosmica de la electricidad, el magnetismoy la luz. El primero en aceptar el desafio fue elfisico estadounidense Albert Michelson, que ideoun sistema ingenioso de rayos de luz capaz dedetectar el efecto del eter sobre la luz, debido almovimiento de la Tierra alrededor del Sol. En suprimer intento, realizado en 1881, no consiguionada. Seis anos despues, lo intento de nuevo

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con un experimento incluso mas sofisticado querealizo en colaboracion con Edward Morley. Sinembargo, tampoco en esta ocasion logroencontrar ningun signo del eter: la velocidad de laluz parecia no verse afectada por su presencia.

A estas alturas, los cientificos estabandesesperados, y asi eran sus explicaciones. En1889, el fisico irlandes George FitzGerald sugeriaque, cuando viajaba a traves del eter, el aparatoutilizado por Michelson se habia contraido justo losuficiente para anular cualquier efecto. Suafirmacion fue ridiculizada hasta que el distinguidofisico holandes Hendrik Lorentz volvio con lamisma idea tres anos despues, junto con unaformula para el efecto de contraccion. Muchoscientificos la consideraron con gran desconfianza,pero nadie pudo plantear una alternativa —nadie,claro esta, salvo un licenciado en fisica deveintiun anos llamado Einstein.

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De estudiante habia oido hablar del experimentode Michelson y Morley, y se preguntaba como serelacionaria con la idea que tuvo sobre los rayosde luz cuando era adolescente. Tambien habialeido las obras de los filosofos David Hume yErnst Mach, que le llevaron a rechazar la idea deun fluido universal estacionario como el eter. Parael, implicaba la existencia de una posicionestrategica divina —y la unica que ofrecia lavision <<<correcta>>> del Universo—. Elrechazo del eter por parte de Einstein tambien sebasaba en algo que habia observado en ellaboratorio. Los experimentos con imanes yconductores daban los mismos resultadosindependientemente de si era el iman o elconductor lo que se movia: lo unico queimportaba era su movimiento relativo. Sinembargo, las famosas leyes de Maxwell delelectromagnetismo hacian una distincion.

Einstein lucho con todas estas ideas durante

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varios anos despues de licenciarse, buscandouna respuesta unica y coherente53. En 1905 seprodujo un importante avance cuando se diocuenta de que podia explicar todo a partir de dosprincipios simples: que las leyes de la fisica sonlas mismas para todos, independientemente desu velocidad, y que la velocidad de la luz es lamisma, independientemente de si su fuente semueve o no.

El primer principio parece bastante inocuo, pero,como ya habia observado Einstein, las leyes deMaxwell del electromagnetismo no lo obedecian yera preciso modificarlas. El tipo de modificacionnecesaria surgio del segundo principio, que eramucho mas radical. Implicaba que los rayos deluz no obedecen las reglas normales sobre lasvelocidades. Por ejemplo, para determinar lavelocidad de un tren, la velocidad del observadores evidentemente crucial. Para los pasajeros quese encuentran en una estacion, la velocidad del

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tren puede ser de 200 kilometros por hora, peropara un coche que viaje en paralelo al tren,puede que el tren solo vaya a 100 kilometros porhora. ?Quien esta en lo cierto? En el caso de laluz se suponia que la respuesta era la velocidadmedida respecto al eter. Sin embargo, segunEinstein, la respuesta era la misma para todo elmundo: la velocidad de la luz en el vacio era decasi 300.000 kilometros por segundo.

Einstein baso parcialmente su propuesta radicalen las pruebas experimentales de Michelson yMorley, pero tambien en sus reflexiones deadolescente, que le llevaron a reconocer losproblemas de que la luz pareciera serestacionaria. Sin embargo, cuando se combinabacon su primer principio, todo se aclaraba, comorevelo Einstein en un articulo revolucionariopublicado en 1905. Titulado Sobre laelectrodinamica de los cuerpos en movimiento,establece a partir de ese momento lo que se

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conocera como Teoria de la Relatividad Especial,asi denominada porque se aplica al caso especialde los cuerpos en movimiento con velocidadesfijas respecto a otros. Einstein demostro que susdos principios llevaban a formulas identicas a lasque ideo Lorentz para explicar el experimento deMichelson-Morley, pero sin necesitar ningun eter.Las mismas formulas tambien eliminaban laspeculiaridades de las ecuaciones de Maxwell, demodo que se aplicaban a todos losobservadores, y confirmaban que laspropiedades de los objetos en movimientorealmente parecian cambiar a medida que seaproximaban a la velocidad de la luz.

Pero la consecuencia mas asombrosa de laRelatividad Especial surgio pocos meses despues,en un articulo titulado ?Depende la inercia de uncuerpo de la energia que contiene? El signo deinterrogacion es importante porque demuestraque incluso el propio Einstein apenas podia creer

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lo que habia encontrado combinando su teoriacon la ley de la conservacion de la energia: unaformula que revelaba que la masa era unafuente increiblemente potente de energia. Sepodia considerar que cualquier objeto con unamasa M tiene una cantidad de energia E segun laecuacion E = Mc2, donde c es la velocidad de laluz; dicho de forma mas grafica, se puedeconsiderar que un kilogramo de materia tiene unaenergia equivalente a la detonacion de mas deveinte millones de toneladas de TNT.

Mientras que Einstein luchaba con todas lasimplicaciones de este resultado increible, loscientificos se dedicaron a probar sus otrasprevisiones. Con las velocidades cotidianas, losefectos de la relatividad son minusculos: inclusoviajando a 30.000 kilometros por hora, eltransbordador espacial se contrae apenas veintemillonesimas de milimetro. Aun asi, losexperimentos con electrones y otras particulas

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de movimiento rapido confirmaron que losobjetos realmente cambian sus caracteristicasprecisamente de la forma que predijo Einstein.

Los fisicos teoricos tambien comenzaron aincorporar los principios de Einstein a su trabajo,con resultados igual de increibles. En 1928, elteorico britanico Paul Dirac combino la Relatividadcon la Mecanica Cuantica, las leyes del mundosubatomico, y encontro que particulas como loselectrones deben poseer una propiedaddenominada <<<espin>>>. Actualmente sereconoce que el espin, cuya denominacion sedebe a una cierta semejanza con la rotacion, esla propiedad mas fundamental de las particulas yexplica por que solo se encuentran en los atomosciertas disposiciones de electrones. En estapropiedad se fundamenta la tabla periodica deelementos, que es la base de toda la quimica.Dirac tambien encontro que su teoria predecia laexistencia de un nuevo tipo de particulas,

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conocidas como positrones, cuyas propiedadeseran como imagenes en espejo de loselectrones. Cuatro anos despues se obtuvieronpruebas solidas de esta extrana<<<antimateria>>> en estudios de los rayoscosmicos.

A finales de la decada de 1930, los cientificoscomenzaron a tomar conciencia de la implicacionmas profunda de la Relatividad Especial, E Me2.Entre los primeros se encontraban losastronomos, que reconocieron que esta ecuaciondaba la clave para la fuente de energia del Sol.En 1938, el teorico aleman Hans Bet-hedemostro que la fusion de los nucleos dehidrogeno del interior del Sol llevaba a laformacion de <<<cenizas>>> de helio quepesaban ligeramente menos que los nucleosoriginales —la diferencia se liberaba como energiasegun la ecuacion E = Mc2—. Dada la inmensacantidad de energia generada por cada kilogramo

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de hidrogeno y el enorme tamano del Sol, lacapacidad de las estrellas de brillar durante milesde millones de anos ya no era un misterio.

De vuelta a la Tierra, los cientificos se dieroncuenta de que la ecuacion E = Me2 tambienexplicaba la energia aparentemente infinita quese desprende de materiales radiactivos como eluranio, y comenzaron a utilizarla. En 1942, unequipo dirigido por el fisico italiano Enrico Fermicreo en Chicago el primer reactor de fisionnuclear controlada en el que se utilizo uranio,haciendo una demostracion de una tecnologiaque actualmente produce cerca del 17% de laelectricidad del mundo. Tres anos despues, sedemostro el efecto devastador de una fisionnuclear incontrolada cuando detonaron dosbombas atomicas que se lanzaron sobre lasciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki.

La aparicion de las armas nucleares horrorizo a

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Einstein: <<<La potencia desatada del atomo hacambiado todo menos nuestra manera depensar —escribia en 1946—. Y de este modonos encaminamos a una catastrofe sinparangon>>>. Se trata de un sentimiento quesigue teniendo validez hoy en dia, dado que elmundo teme que los terroristas utilicen eltremendo poder de la formula E = Mc2.

Incluso ahora se siguen investigando lasimplicaciones de la Relatividad Especial. Laaparente prohibicion de viajar a mayor velocidadque la luz esta siendo desafiada por teoricosutilizando la Relatividad General, una extensionconsiderablemente compleja de la RelatividadEspecial de Einstein. En 1994, Miguel Al-cubierre(Universidad de Gales) demostro que laRelatividad General permitia que espacio y tiempose <<<deformaran>>> de tal forma que sepudiera imitar el efecto de los viajes a mayorvelocidad que la luz. Sin embargo, todavia nadie

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sabe como crear la deformacion necesaria.

En los ultimos anos han comenzado a aparecergrietas en el edificio de la Relatividad Especial54.Se insiste en que existe un limite de la energia delos rayos cosmicos del espacio profundo —sinembargo, en los ultimos anos se han detectadoen varias ocasiones rayos ultrarrapidos querompen este limite—. Algunos teoricos creen quela respuesta puede ser que la velocidad de la luzno es la unica que tiene el mismo valor paratodos los observadores: puede que haya unumbral de energia cuyo valor sea tambien<<<universal>>>.

La investigacion sobre lo que se denominaRelatividad Doblemente Especial esta dando aunsus primeros pasos. Aun asi, es posible quedemuestre ser el germen de una teoria conimplicaciones incluso mas increibles que las quetuvo el sueno de adolescente de Einstein.

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LO QUE SE VERIA VIAJANDO A LAVELOCIDAD DE LA LUZ

La Relatividad Especial predice que los objetosque se aproximan a la velocidad de la luz sereducen en la direccion del movimiento y parecende un azul-blanco deslumbrante cuando seacercan; luego pierden intensidad y pasan atener un tono de rojo a negro apagado a medidaque se alejan. Pero tambien predice ciertosefectos claramente antiintuitivos. Los observo porvez primera en 1929 el fisico vienes AntonLampa, y fueron redescubiertos treinta anosdespues por Roger Penrose en Inglaterra yJames Terrel en Estados Unidos. Por ejemplo, uncohete que pasara por delante a toda velocidadpareceria contraido, pero tambien estaria

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ligeramente girado, permitiendo que seobservaran partes que normalmente no sonvisibles (fenomeno conocido como rotacion dePenrose-Terrell). Por el contrario, una esferasiempre se mantendria perfectamente circular,con independencia de su velocidad.

!EINSTEIN SE EQUIVOCA!

Apenas un ano despues de su publicacion, laRelatividad Especial fue estudiada en ellaboratorio y exhaustivamente falsificada. Enexperimentos con electrones de movimientorapido, Walter Kauffmann (Universidad deGotinga) obtuvo resultados que parecian estarmas de acuerdo con teorias del espacio y eltiempo rivales de la de Einstein. Destacados

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fisicos de aquella epoca no pudieron observarningun error obvio en el trabajo de Kaufmann,pero la actitud del propio Einstein fue reveladorade la confianza en su teoria. Aunque felicitaba aKauffmann por su buen trabajo, se nego a creerlos resultados, alegando de forma totalmentesubjetiva que las teorias rivales le parecianmenos plausibles que la Relatividad Especial. Sedemostro que estaba en lo cierto, pero hubo queesperar una decada antes de que se obtuvieranfinalmente pruebas concluyentes.

Cronologia

1638 Galileo publica el Discurso sobre dosnuevas ciencias, que establece las basespara comprender el comportamiento de losobjetos en movimiento durante los 250

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anos siguientes.

1879 El fisico escoces James ClerkMaxwell sugiere un experimento paraencontrar el <<<eter>>>, que permiteque los campos electromagneticosatraviesen el espacio.

1887 Los cientificos estadounidensesAlbert Michelson y Edward Morley noconsiguen encontrar el eter, descubriendoen su lugar que la velocidad de la luz no seve afectada por el movimiento de la Tierra.

1889 El fisico irlandes George FrancisFitzGerald propone una explicacion basadaen la contraccion de los objetos a medidaque se aproximan a la velocidad de la luz.El fisico holandes Hendrik Lorentz llega a lamisma conclusion tres anos despues.

1905 Einstein publica articulos sobre la

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Relatividad Especial basados en laconstancia de la velocidad de la luz paratodos los observadores, y sobre la famosaecuacion E = Me2.

1928 Paul Dirac combina la TeoriaCuantica con la Relatividad, llegando a losconceptos de <<<espin>>> (y, portanto, a una explicacion de la tablaperiodica) y de <<<antimateria>>>.

1938 El teorico germano-estadounidenseHans Bethe demuestra como en virtud dela formula E = Me2 el Sol se ha mantenidoardiendo durante miles de millones deanos, a traves de la fusion nuclear delhidrogeno.

1942 Puesta en marcha en Chicago delprimer reactor nuclear, en el que se utilizouranio natural.

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1945 Se detona la primera bombaatomica en Alamogordo, Nuevo Mexico.

1994 Miguel Alcubierre sugiere unamanera de viajar a mayor velocidad que laluz, distorsionando el espacio-tiempousando un <<<motor dedeformacion>>> al estilo de Star Trek.

2002 El descubrimiento de rayos cosmicosultrarrapidos lleva a la aparicion de la<<<Relatividad Doblemente Especial>>>,una version modificada de la teoria originalde Einstein.

Citas

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En enero de 1990, Evan Walker, un

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historiador estadounidense, causosensacion al afirmar que Einstein no habiadescubierto la Relatividad, sino que todose debia realmente al trabajo de su primeraesposa, Mileva Maric. Habria sido facilrechazar de plano tal afirmacion, de no serpor el hecho de que Mileva era estudiantede fisica con Einstein, y era muy capaz deenfrentarse a la matematicacomparativamente simple en la que sebasa la Relatividad Especial. De hecho, noera la primera vez que surgian rumoressobre el papel de Mileva en la relatividad.En 1929, un estudiante amigo le dijo a unperiodista que a Mileva no le gustabahablar sobre su participacion en el famosotrabajo de Einstein por temor a suscitardudas sobre su nueva fama mundial comogenio cientifico. Y en 1969, Serb DesankaTrbuhovic-Gjuric, biografo y colega deMileva, afirmo que Einstein dijo en una

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ocasion: <<<Todo lo que he creado yconseguido se lo debo a Mileva>>>. Lamayoria de los expertos en Einsteinrechazan tales afirmaciones, apuntandoque se basan principalmente en rumores yen interpretaciones subjetivas de laevidencia. Por ejemplo, el aparente<<<reconocimiento>>> por parte deEinstein de la participacion de Milevatambien puede contemplarse como untributo conmovedor a su ayuda, emocionalmas que intelectual, en el desarrollo de lateoria. La mayoria de los historiadorescreen que su papel en la carrera deEinstein se resume mejor en lasdeclaraciones que su propio hijo, HansAlbert, hizo en 1962 a un periodista:<<<Mileva le ayudo a resolver ciertosproblemas matematicos, pero nadie puedeayudar con el trabajo creativo>>>.

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Aunque muchos aclamaron a Einsteincomo un genio, tambien tuvo susdetractores, algunos de los cualesafirmaban que su Teoria Especial de laRelatividad estaba basada en erroresfundamentales. No se trataba solo de losautodidactas que siguen plagando losdepartamentos universitarios de fisica (ylos escritores cientificos) con<<<pruebas>>> de que Einstein era unfraude. Entre ellos estaban Frederick Soddyy Ernest Rutherford, ganadores del PremioNobel, asi como Louis Essen, inventor delreloj de cesio (lo que, como veremos, estoda una ironia). Pero el principal critico fueel profesor Herbert Dingle, del UniversityCollege (Londres) y presidente de la RoyalAstronomical Society a principios de ladecada de 1950. Dingle, que originalmente

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apoyaba la teoria de Einstein y fue autorde un libro de texto sobre este asunto,puso en duda sus fundamentos tras leerun informe sobre la llamada <<<paradojadel reloj>>>. Segun esta, un reloj que semueva respecto a otro parecera ir maslento segun el reloj estacionario. Dingleafirmaba que los resultados de Einstein noeran coherentes con los que se obteniancon un metodo <<<de sentidocomun>>>. Sin embargo, otros expertosdemostraron que el metodo de Dingleestaba plagado de viejos conceptos newto-nianos que, segun habia demostradoEinstein, eran invalidos. El golpe de gracia alas afirmaciones de Dingle llego en 1971,cuando dos cientificos estadounidenses delObservatorio Naval de Estados Unidosllevaron dos relojes de cesioextremadamente precisos en vuelosalrededor del mundo en diferentes

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direcciones. Segun Einstein, los dos relojesdeberian haber registrado una diferencia de275 milmillonesimas de segundo. Loscientificos midieron una diferencia de 273+- 7 milmillonesimas de segundo,exactamente lo que predecia la teoria deEinstein.

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19Entrelazamiento Cuantico

En pocas palabras

En la decada de 1920, los cientificos descubrieron que laTeoria Cuantica implicaba que las particulas solo tienenpropiedades claramente definidas cuando se miden.Einstein insistia en que esto solo demostraba que la TeoriaCuantica era incompleta e ideo un experimento paraprobarlo.

Cuando al final se realizo en 1982, el experimento proboque Einstein estaba equivocado, y revelo que lasparticulas pueden <<<entrelazarse>>>, lo que permitiacorrelacionar al instante sus propiedades con las decualquier otra, con independencia de la distancia.

El Entrelazamiento Cuantico, que se considero un efectodelicado y esoterico, ha demostrado sersorprendentemente robusto, y quiza sea uno de losconceptos fundamentales de la tecnologia del siglo XXI.

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Las particulas entrelazadas se estan utilizando para crearsistemas de comunicacion seguros; tambien puedenconstituir la base de los ordenadores cuanticosultrarrapidos e incluso de maquinas de<<<teleportacion>>> al estilo de Star Trek.

Los teoricos consideran ahora que el entrelazamientopuede ser relativamente comun en la naturaleza,planteando la posibilidad de que vivamos en una autenticared cosmica de conexiones que trascienden el espacio y eltiempo.

Como simple investigador treintanero sin empleopermanente, Alain Aspect sabia que iba aarriesgar su carrera intentando probar queEinstein estaba equivocado. Al saber delexperimento que planeaba, un importantecientifico mascullo sombriamente: <<<Debes deser un licenciado muy valiente>>>. Aun hoy endia, mas de veinte anos despues de querealizara experimento, Aspect es una celebridadacademica, y su nombre ha merecido pasar a lahistoria cientifica55, porque consiguio probar que,

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por una vez, la intuicion del mayor fisico de lostiempos modernos era erronea.

Sin embargo, lo que observaron Aspect y suscolaboradores en 1982 iba mucho mas alla.

Descubrieron la primera prueba solida de unfenomeno tan extrano que incluso la mayoria delos cientificos actuales luchan para intentar captarsus implicaciones: el Entrelazamiento Cuantico.

Como sugiere su nombre, el EntrelazamientoCuantico une las particulas subatomicas pero lohace de una manera simplemente pasmosa.Realice usted una accion en una particula y suscompaneras entrelazadas se veran afectadas alinstante, no importa donde esten o cuanalejadas se encuentren. Parece algo de cienciaficcion, y abre la posibilidad a aplicacionesclaramente futuristas, desde la computacionultrarrapida a la <<<teleportacion>>> del tipoStar Trek para enviar objetos por el cosmos.

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Quiza lo mas asombroso sea que ahora estansurgiendo pruebas de que el entrelazamiento seencuentra en todo el Universo, apuntando a ungrado de conexion cosmica de proporcionesdignas de la corriente New Age.

La naturaleza de esta conexion dista mucho deser intuitiva, desafiando los vinculos habitualesentre el espacio, el tiempo y el sentido comun.Solo se puede comprender por completo con lasreglas de la Teoria Cuantica, y en particular atraves de una serie de descubrimientos quecomenzaron con una idea que sugirio unaristocrata frances en 1924. En su tesis doctoral,el principe Louis de Broglie apuntaba queexperimentos recientes habian revelado que laluz, que solia considerarse como una onda, aveces se comportaba como si estuviera formadapor pequenas particulas denominadas fotones.Sugeria entonces que era posible que particulascomo los electrones se comportaran a veces

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como ondas, cuyas propiedades estimabausando argumentos simples. Se trataba de unaprediccion temeraria, pero tres anos despues seconfirmo de forma experimental que electronessupuestamente solidos podian generar un efectoondulatorio, conocido como interferencia. Muchosfisicos importantes, incluido Einstein, loconsideraron un avance importantisimo, eintentaron descubrir mas sobre estas extranas<<<ondas de materia>>>.

Entre ellos estaba Erwin Schrodinger, un teoricoaustriaco que construyo una ecuacion que regiasu comportamiento. Esta revelaba que las ondasno son como cualquier onda fisica ordinaria, loque llevo a Schrodinger a darles un nombremucho mas abstracto: <<<funciones deonda>>>.

El descubrimiento de Schrodinger fue un golpepara aquellos, incluido Einstein, que habian

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esperado que la Teoria Cuantica les diera unaidea de la realidad clara y de sentido comun. Lopeor vendria con el teorico aleman WernerHeisenberg, que descubrio el famoso Principio deIncertidumbre, que demostraba que eraimposible conocer todo sobre las particulassubatomicas en un momento dado. En la decadade 1930, el reino subatomico emergia como unlugar totalmente extrano, poblado de particulasdifusas, sin propiedades bien definidas hasta quefueran sacudidas por un acto de observacion.Para Einstein esto solo significaba que faltabaalgo en la Teoria Cuantica. Y en 1935, junto conBoris Podolsky y Nathan Rosen, propuso unexperimento para probarlo. Se denomino<<<experimento EPR>>> y era brillantementesimple.

Imaginese una molecula unica que estalleproduciendo dos particulas identicas que vuelanen direcciones opuestas. Segun la Teoria

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Cuantica, ninguna de las particulas tienepropiedades netamente definidas hasta que esobservada. Asi que suponga que queremossaber la posicion de una de las particulas: laobservamos, y la <<<sacudida>>> resultantedebera forzarla a adquirir propiedades definidas56.Luego Einstein tendio su trampa: una vez queconocemos la posicion de la primera particula,podemos usar las leyes de Newton para imaginarla posicion de su pareja, sin haberla observadonunca. No hay incertidumbre alguna, comotampoco la supuestamente crucial<<<sacudida>>> de la observacion paragarantizar que adquiere propiedades biendefinidas. En resumen, segun decia Einstein, lasparticulas siempre tienen propiedades biendefinidas, tanto si se las observa como si no.Segun declaro Einstein, el hecho de que la TeoriaCuantica no pueda responder esto simplementedemostraba que era incompleta.

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Sin embargo, existia una laguna. Quiza la primeraparticula senalaba de alguna manera el hecho deque habia sido observada, incitando a sucompanera, todavia difusa, a tomar un estadodefinido. Pero Einstein tambien tenia unargumento contundente contra esto: su propiaTeoria de la Relatividad, que demostraba queninguna senal puede viajar mas rapido que la luz.Esto descartaba cualquier esperanza de que lasparticulas se comunicaran instantaneamente conlas demas. Solo debian tener propiedades biendefinidas todo el tiempo.

El argumento de Einstein fue atacado por losdefensores de la Teoria Cuantica, pero sin datosexperimentales solidos ninguna de las partespodia dar un golpe fulminante a la otra. Laposibilidad de resolver el debate solo surgio nueveanos despues de la muerte de Einstein en 1955.

El teorico irlandes John Bell probo que si las

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particulas tienen propiedades permanentes,como afirmaba Einstein, entonces existe un limite—establecido por la velocidad de la luz— para elgrado de similitud de las propiedades de los paresde particulas en su experimento. De estarEinstein en lo cierto, la correlacion en laspropiedades de las particulas nunca podriasuperar la <<<desigualdad de Bell>>>.

En 1982, Alain Aspect y sus colaboradores de laUniversidad de Paris lograron realizar con exito elexperimento usando fotones de luz. Yencontraron que la desigualdad de Bell se rompiapor completo: sorprendentemente, incluso paresde fotones separados por grandes distanciasparecian ser capaces de <<<comunicarse>>>instantaneamente, dando un nivel de correlacionque superaba con amplitud la desigualdad de Bell.

Las implicaciones eran espectaculares. Dado quese habia roto la desigualdad de Bell, al menos

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una de sus presuposiciones —y, por tanto, las deEinstein— debe ser erronea. O ninguna particulatiene propiedades bien definidas hasta que esobservada, o son capaces de comunicarse masrapido que la luz —o incluso ambas cosas.

Sin embargo, para muchos fisicos el mensajepractico era mas mundano: se habia demostradoque la Teoria Cuantica era correcta, lo que,dados sus enormes exitos, dificilmente erasorprendente. Tampoco estaban preocupadospor la idea de la transmision de senales a unavelocidad superior a la luz. Ya que es imposiblecontrolar el resultado de la determinacion de laspropiedades de una particula entrelazada,tambien es imposible establecer lo que envia a supareja entrelazada, lo que hace que sea inutilcomo medio de comunicacion.

El experimento de Aspect les parecia a muchosun ejercicio de ordenamiento esoterico, que

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implicaba un fenomeno sutil sin valor practico. Alos fisicos les llevo cierto tiempo llegar a entenderlas formidables implicaciones del EntrelazamientoCuantico. Ahora lo han conseguido, y losresultados han demostrado ser autenticamenteinconcebibles.

Entre los primeros se encontraba el teorico DavidDeutsch (Universidad de Oxford), que en 1985demostro que las particulas entrelazadas podianutilizarse en un <<<ordenador cuantico>>>,que resuelve problemas mucho mas rapido quecualquiera de los ordenadores actuales57. Dichollanamente, mientras que un ordenadorconvencional usa electrones cuyas propiedadesestan bien definidas, un ordenador cuantico utilizael hecho de que las particulas entrelazadasposeen toda una serie de posibles estados, cadauno de los cuales pueden utilizarse para realizarcalculos binarios. Esto permite resolver enparalelo muchos problemas, haciendo que tal

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ordenador sea inimaginablemente mas rapidoque los superordenadores actuales.

Hasta la fecha ha resultado dificil crear elhardware necesario para construir un ordenadorcuantico, pero muchos fisicos creen que puedelograrse. Su confianza se basa en el hecho deque el entrelazamiento ha demostrado sermucho mas robusto de lo que originalmente secreia. En 2002, un equipo de la Universidad deLeiden (Paises Bajos) demostro que el efecto delentrelazamiento puede pasar a traves del metal,y una noche fria y ventosa de 2003, AntonZeilinger y sus colaboradores de la Universidad deViena transmitieron de manera satisfactoriafotones entrelazados por el cielo nocturno de unlado al otro del Danubio58.

Tambien han comenzado a aparecer lasprimeras aplicaciones en la vida real. En 1990,Artur Ekert (Universidad de Oxford) sugirio que el

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entrelazamiento puede ser la base de un sistemade codificacion indescifrable. Consiste en ladigitalizacion de mensajes y la adicion de<<<cadenas clave>>> aleatorias quedistorsionan el resultado; solo una persona quetenga la clave aleatoria correcta puede invertir elproceso y leer el mensaje. Aunque quiza seaindescifrable, el gran problema es garantizar quela clave llega unicamente a las personasadecuadas. Ekert demostro que los fotonesentrelazados pueden conseguirlo, ya quecualquier intento de interceptarlos en su caminoproduciria cambios reveladores en sus estadosentrelazados correctos. En abril de 2004, Zeilingery sus colaboradores utilizaron con exito estemetodo de <<<distribucion cuantica declaves>>> para encriptar una transferencia de3.000 euros entre el Ayuntamiento de Viena y elbanco Austria Creditanstalt.

Pero lo mas asombroso de todo es la perspectiva

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de utilizar el entrelazamiento para<<<transmitir>>> objetos de un lugar a otro,como el transportador de Star Trek. Los teoricosfueron los primeros en sugerirlo, en 1993; implicaescanear el objeto y utilizar pares de particulasentrelazadas para captar sus propiedades. Lainformacion sobre el objeto captada mediante unconjunto de particulas entrelazadas puede usarseluego para recrear el objeto adonde quiera quese hayan enviado las particulas entrelazadas conellas.

En 1997, Zeilinger y sus colaboradoresconsiguieron <<<tele-portar>>> un unico fotonun metro usando el entrelazamiento59. Cuatroanos despues, un equipo de la Universidad deAarhus (Dinamarca) dirigido por Eugene Polzikconsiguio preparar billones de atomos en unestado entrelazado apto para la teleportacion.

No hay ninguna perspectiva de conseguir lo

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mismo con los seres humanos en un futuroproximo; se ha calculado que la informacionprecisa necesitaria una cantidad de CD quellenarian una caja con lados de 1.000 kilometros.Sin embargo, el hecho de que cientificosafamados esten estudiando tal posibilidaddemuestra hasta que punto el EntrelazamientoCuantico esta revolucionando la fisica.

Tambien esta cambiando la percepcion sobre lapropia naturaleza del Universo. Los fisicos handescubierto que el cosmos esta lleno de lasdenominadas <<<particulas de vacio>>>, queconstantemente aparecen y desaparecen de lanada. Estas particulas estan muy entrelazadas, ylos ultimos datos astronomicos sugieren que susefectos controlan el destino del Universo.

El panorama que ahora surge es el de uncosmos lleno de materia y energia entrelazadas,que se comunican de forma instantanea,

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independientemente de la distancia. No hacemucho, el teorico Caslav Brukner y suscolaboradores (Imperial College, Londres) handemostrado que el entrelazamiento puede inclusotrascender el tiempo, uniendo pasado y futuro.

Puede que a Einstein se le conozca mas por susaciertos, pero es posible que se demuestre quelas consecuencias de su fracaso a la hora dedesautorizar la Teoria Cuantica son su legadocientifico mas increible.

JOHN BELL

John Bell, uno de los fisicos teoricos masoriginales del siglo XX, nacio en Belfast en 1925 yentro en la Queen’s University a la temprana

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edad de dieciseis anos. Rapidamente centro suatencion en el mundo cuantico, primero comodisenador de aceleradores de particulas y luegocomo teorico. Su articulo mas famoso fueproducto de su permanente creencia de queEinstein estaba en lo cierto cuando sospechabade la Teoria Cuantica, mientras que Neils Bohrsolo hablaba de manera enigmatica. Bell sededico a aprehender el argumento sobre laTeoria Cuantica con tal claridad que pudieraponerse a prueba. Pese a que su trabajo sereconoce en gran medida por haber probado queEinstein estaba equivocado, el propio Bell insistiaen que los hallazgos de Aspect no eran tan claroscomo muchos creian.

COMO SE LIGA EL ENTRELAZAMIENTOCON LOS NUDOS

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El propio termino <<<entrelazamiento>>>suscita imagenes de hilos anudados, pero pareceobvio que no puede existir ninguna conexion realentre las <<<funciones de onda>>> abstractasde la Teoria Cuantica y el mundo de los nudoscorredizos y los cordones de los zapatos.

Sin embargo, para asombro general, el fisicoPadmanabhan Ara-vind (Worcester PolytechnicInstitute, Massachusetts) ha encontrado talconexion. En 1997 demostro que elentrelazamiento de dos o mas particulas seguiareglas matematicas que obedecian los nudos ytrenzas basicos, siendo el acto de observacionequivalente a cortar los nudos. Por ejemplo, elcomportamiento de tres particulas entrelazadastiene curiosas similitudes con los denominadosanillos borromeos, en los que si se corta algunode ellos se liberan los otros dos.

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Cronologia

1923 El principe Louis de Broglie, fisicofrances, presenta la idea de que lasparticulas tienen propiedades semejantes aondas, que mas tarde se describirian como<<<funciones de onda>>>.

1935 Einstein y sus colaboradores realizanun <<<experimento imaginario>>> con laesperanza de que pruebe la in-completitudde la Teoria Cuantica.

El fisico austriaco Erwin Schrodinger, cuyaecuacion rige el comportamiento de lafuncion de onda, acuna el termino<<<entrelazamiento>>> por primera vez.

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1964 El fisico irlandes John Bell pruebamatematicamente que la existencia delentrelazamiento puede observarse ymedirse en el laboratorio.

1982 Alain Aspect y sus colaboradores dela Universidad de Paris demuestran porprimera vez el entrelazamiento, probandoque Einstein estaba equivocado en lo querespecta a los efectos cuanticos.

1985 David Deutsch (Universidad deOxford) demuestra que el entrelazamientopuede abrir la via para los<<<ordenadores cuanticos>>>, queresuelven en paralelo una miriada deproblemas.

1993 Un equipo internacional dirigido porCharles Bennett (IBM) demuestra que elentrelazamiento permite la<<<teleportacion>>> —al menos de las

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particulas subatomicas— al estilo de StarTrek.

1997 El profesor Anton Zeilinger y suscolaboradores de la Universidad de Vienautilizan el entrelazamiento para<<<teleportar>>> un foton un metro ensu laboratorio.

2001 Un equipo dirigido por Eugene Polzik(Universidad de Aarhus, Dinamarca)consigue entrelazar dos nubes de billonesde atomos de cesio.

2003 El profesor Anton Zeilinger y suscolaboradores transmiten con exito fotonesentrelazados a traves del aire de un lado aotro del rio Danubio.

2004 El teorico Caslav Brukner y suscolaboradores del Imperial College(Londres) demuestran que la Teoria

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Cuantica puede permitir el entrelazamientoen el tiempo asi como en el espacio.

Citas

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Nacido en 1947, Aspect quedo fascinadopor la Teoria Cuantica cuando estabarealizando un trabajo de voluntariado enCamerun en 1971, despues de licenciarseen ciencias. Ahora trabaja en laUniversidad de Paris-Sud, y sudemostracion del Entrelazamiento Cuanticosupuso su nombramiento en 2001 comomiembro de la prestigiosa Academie desSciences.

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El experimento EPR original implicaba a unaparticula imaginaria que estallaba en dosfragmentos identicos que fluian endirecciones opuestas. Investigadores de laUniversidad de California llevaron a cabo en1972 el primer intento de realizar elexperimento en la vida real, usando paresentrelazados de fotones emitidos poratomos de calcio. Aunque confirmo laspredicciones de la Teoria Cuantica, lasconclusiones solo fueron completamenteirrebatibles gracias a Aspect y a suscolaboradores de la Universidad de Paris-Sud, que en 1982 aseguraron que lasdeterminaciones de los fotones se hicieronsolo despues de que estuvieransuficientemente alejados para<<<comparar notas>>> a la velocidad dela luz.

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Se espera que el Entrelazamiento Cuanticodesempene una funcion fundamental en lacomputacion cuantica, en la que lainformacion se capta a traves de losdenominados qubits, particulas que existenen mezclas de estados, en lugar de lahabitual variedad <<<binaria>>> de unosy ceros. El entrelazamiento permite que laspropiedades de cada qubit se compartancon muchos otros de forma instantanea,produciendo un aumento espectacular dela velocidad.

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Pese a sus origenes subatomicos, elEntrelazamiento Cuantico ha demostradoser sorprendentemente solido —comoAnton Zeilinger y sus colaboradores de laUniversidad de Austria demostraronenviando fotones entrelazados a dos

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receptores diferentes separados 600metros, a ambos lados del Danubio. Losfotones se crearon lanzando rayos laser encristales especiales, que dividen algunos delos fotones en pares entrelazados. Pese alas malas condiciones, con vientos dehasta 50 kilometros por hora, los fotonesque llegaron a los dos receptores seguianestando entrelazados. El equipo encontroque la calidad de la recepcion eraequivalente a la transmision de fotonesdesde un satelite que orbi-tara a 600kilometros de la Tierra, lo que sugiere queel Entrelazamiento Cuantico podra algun diacruzar el mundo.

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La teleportacion parece pura ciencia ficcion:despues de todo, no es una copia delobjeto lo que se envia, sino el propio

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objeto. Sin embargo, esto es precisamentelo que hace posible el EntrelazamientoCuantico —los cientificos lo han hecho nohace mucho con atomos enteros—. Enviara los seres humanos sigue siendo algolejano, en gran medida porque estamosformados por trillones de atomos.

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20El Modelo Estandar

En pocas palabras

Desde la decada de 1920, los cientificos han hecho unadescripcion detallada de las particulas subatomicas y lasfuerzas que actuan entre ellas. En este proceso, hanencontrado que las propiedades de muchas particulaspueden explicarse usando entidades incluso mas basicas,denominadas quarks, mientras que las fuerzas que actuansobre la materia son el resultado del intercambio de<<<particulas de intercambio>>> especiales, como losfotones y los gluones. En conjunto, el resultado es elModelo Estandar, que ha dado lugar a una gran cantidadde predicciones sobre la naturaleza de la materia a lo largode los ultimos cuarenta anos. Aun asi, los fisicos aceptanque no puede ser la Teoria del Todo definitiva, en granmedida porque no incluye la gravedad entre sus fuerzasfundamentales. Ahora estan surgiendo pruebas de laexistencia de efectos que van mas alla del alcance delModelo Estandar, y muchos fisicos creen que estamos apunto de llegar a una revolucion en el conocimiento del

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cosmos y de su contenido.

La tarea a la que se enfrentaban Cario Rubbia ysu equipo era inconcebible, pero tambien lo era larecompensa. Estaban buscando lo queequivaldria a unos granos de azucar perdidosentre tres cuartos de tonelada de materia. Perode conseguirlo serian aclamados como heroescientificos y merecerian recibir el Nobel.

En unos pocos meses del ano 1982, Rubbia y suequipo habian hecho chocar miles de millones departiculas subatomicas en el enorme aceleradorSuper Proton Synchrotron en el CERN, un centrode investigacion nuclear europeo situado cerca deGinebra. Ahora tenian que tamizar los restos deesas colisiones, buscando signos reveladores dedos particulas subatomicas que nunca antes sehabian visto. Se denominaban W y Z, y suexistencia habia sido predicha anos antes por

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teoricos que intentaban crear algo que habiaderrotado incluso a Einstein: una explicacion unicay unificada de las fuerzas que rigen el cosmos.

Se habia predicho que las particulas W y Z 60

eran increiblemente inestables,descomponiendose en otras particulas en elmismo instante en que se creaban. Aun asi, loscalculos sugerian que si mil millones de protonesy sus equivalentes de antimateria se hacianchocar, en los restos podria haber unas pocasparticulas W y Z.

A primera vista, parecia imposible confirmar esto:simplemente no habia suficiente potencia decomputacion para tamizar tantas colisiones deforma suficientemente rapida, de modo que elequipo ideo un <<<tamiz>>> electronico querechazara instantaneamente los acontecimientosque obviamente no eran prometedores. Estoeliminaba el 99,9% de los datos brutos, pero aun

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habia un millon de colisiones que habia quesometer a examen. Usando sofisticadosmetodos informaticos de deteccion porimagenes, el equipo del CERN comenzodescartando todo salvo los mejores datos para elanalisis final. Al final acabaron con solo cincocolisiones, lo cual era suficiente: ahi estaban lossignos reveladores de las particulas W. Pocosmeses despues tambien encontraron lasparticulas Z, y en 1984 Rubbia y Simon van derMeer, el ingeniero que habia construido elacelerador, recibieron su recompensa: el PremioNobel de Fisica.

No obstante, el premio real fue incluso mayor.Las particulas W y Z tenian exactamente laspropiedades que habian predicho los teoricos, loque confirmaba su confianza en una esplendidateoria con un nombre equivocamente modesto:el Modelo Estandar.

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El Modelo Estandar, forjado en los ultimossetenta anos, es el intento mas satisfactorio decrear una teoria unica que describa las fuerzas ylas particulas que forman nuestro universo.Explica fenomenos que van desde laradioactividad hasta la fuente de energia del Sol,y ha dado muchas sorpresas, desde la existenciade la antimateria a la existencia de particulasatrapadas dentro de otras. Sus prediccionesdetalladas se han confirmado en unas pocaspartes por 100 millones.

No resulta sorprendente que el Modelo Estandarhaya sido considerado durante mucho tiempocomo una de las joyas de la corona de la ciencia.Pero ahora comienzan a surgir errores, yapuntan a la existencia de una teoria inclusomayor, cuyo poder solo se puede adivinar.

De forma casi inevitable, los origenes del ModeloEstandar se encuentran en el trabajo de un

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empleado de patentes suizo llamado AlbertEinstein. En 1905, publico una serie de articulosque echaron por tierra ideas antiguas sobre lanaturaleza del espacio, el tiempo y la materia. SuTeoria de la Relatividad Especial predecia quecomenzarian a surgir nuevos fenomenosextranos a velocidades proximas a la de la luz.Tambien demostro que la propia luz puedeconsiderarse como un chorro de paquetes deenergia llamados cuantos.

Esta idea revolucionaria tenia evidentementeimportantes implicaciones en la electrodinamica,las leyes que gobiernan la radiacionelectromagnetica, como la luz. En 1928, unbrillante y joven fisico britanico, Paul Dirac, reveloel resultado de integrar las leyes de la RelatividadEspecial con la Teoria Cuantica. Conocida comoelectrodinamica cuantica, sus ecuacionesresultaron ser una cueva del tesoro llena denueva informacion. Surgio una nueva vision de la

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fuerza electromagnetica, en la que los cuantosde luz —<<<fotones>>>— revoloteaban entreparticulas cargadas, transportando la fuerzaentre ellas. Pero lo mas sorprendente de todoera que la electrodinamica cuantica predecia laexistencia de la <<<antimateria>>>,exactamente lo opuesto a la materia ordinaria61.

El descubrimiento en 1932 del positron —laparticula de antimateria equivalente al electron—en estudios de rayos cosmicos confirmo lapotencia de la electrodinamica cuantica y llevo alos teoricos a insistir en la misma idea. Entre ellosse encontraba el teorico japones Hideki Yukawa,que se preguntaba si otras fuerzas de laNaturaleza podrian explicarse tambien enterminos de <<<particulas de intercambio>>>como los fotones. En 1935 sugirio que ladenominada fuerza nuclear fuerte, que mantieneunidos a protones y neutrones en el nucleo, setrasmitia a traves de una particula de intercambio

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denominada meson. Predijo su masa probable, yen 1947 la particula aparecio debidamente enestudios de los rayos cosmicos.

La particula de Yukawa se incorporo entonces ala lista de particulas subatomicas conocidas, cuyonumero parecia crecer sin limite. A finales de ladecada de 1950, habia docenas de ellas, y suspropiedades dispares desafiaban la creencia en launidad esencial de la naturaleza. Pero en 1960,los teoricos hicieron un descubrimiento singular. Silas propiedades de las particulas serepresentaban en papel milimetrado, surgiansorprendentes patrones hexagonales ytriangulares. O, mas bien, casi surgian: existianlagunas que apuntaban a la existencia departiculas sin descubrir. En los siguientes anos seencontraron las particulas que faltaban, y tenianexactamente las propiedades que los patronesgeometricos predecian.

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?Pero por que existian los patrones? En 1964, elteorico estadounidense Murray Gell-Mannpresento una idea asombrosa: que encerradasdentro de muchas de las particulas habiaentidades realmente fundamentales a las quebautizo como quarks62 (que en ingles sepronuncia de manera que rima con forks) 63.Segun afirmaba Gell-Mann, las propiedadesdispares de las particulas simplemente reflejabandiferentes combinaciones de dos o tres quarksdentro de ellas. Era una idea audaz, en granmedida porque implicaba que los quarks tenianalgunas propiedades muy extranas que nuncaantes se habian visto en la Naturaleza.

En 1968, los fisicos comenzaron a buscar quarkslanzando particulas a traves de protones yneutrones, investigando su interior. Y losresultados revelaron la presencia de objetossimilares a pepitas dentro de las particulas, quetenian exactamente las propiedades predichas

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para los quarks.

Su descubrimiento reavivo la esperanza de unateoria unificada de las particulas subatomicas. Labusqueda de una teoria unificada de las fuerzasfundamentales tambien recibio una inyeccion deesperanza aproximadamente por la mismaepoca. Ya en 1938, Yukawa habia encontradopruebas de que dos de estas fuerzas —elelectromagnetismo y la denominada fuerza<<<debil>>>— eran realmente diferentesfacetas de una unica fuerza<<<electrodebil>>>. Sin embargo, los intentospara demostrar la conexion se enfrentaban a ungran problema: el corto alcance de la fuerzasuponia que las particulas de intercambioimplicadas tenian que ser relativamente pesadas,pero las teorias solo producian particulas sinmasa como los fotones.

En 1964, el teorico britanico Peter Higgs presento

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una solucion, en forma de una particula que se<<<tragaban>>> las otras, dandoles masa64.Conocida actualmente como particula de Higgs,los teoricos adoptaron la idea y en 1969 StevenWeinberg, en Estados Unidos, y Abdus Salam,en Inglaterra, habian concebido de formaindependiente una teoria unificada de la fuerzaelectrode-bil, que presentaba unas particulas deintercambio pesadas denominadas W y Z.

Por entonces los teoricos habian comenzado aforjar la denominada Gran Teoria Unificada(GUT), que tambien incluia a la fuerza nuclearfuerte. Esto establecio un vinculo directo con lasnacientes teorias unificadas de particulas basadasen los quarks. En experimentos se habiademostrado que estos se encontraban atrapadosdentro de sus huespedes por <<<gluones>>>,las particulas de intercambio de la fuerza fuerte.Mientras tanto, los teoricos encontraron nuevasconexiones entre las propiedades de los quarks,

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los electrones y otras particulas que apuntaban aque existian aun mas miembros de la familiasubatomica sin descubrir.

Cuando en junio de 2000 se descubrio el ultimomiembro de esta coleccion —el denominadoneutrino tau—, el Modelo Estandar alcanzo sucenit. Por entonces ya estaba claro que eraposible que no fuera la ultima palabra. Lo masobvio era que la teoria excluia la fuerza masimportante de todas: la gravedad. Ademasexistia el hecho inquietante de que el exito delModelo Estandar se basaba en un enormenumero de presuposiciones, incluidos losdiecinueve <<<parametros libres>>>, cuyosvalores desafiaban cualquier explicacion. Pero lomas preocupante de todo era que todavia no sehabia encontrado la particula de Higgs, que eracrucial para explicar por que las particulas tenianmasa.

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Cualquier rastro de autocomplacencia persistentese hizo anicos en 1998, cuando un grupo decientificos del experimento SuperKamiokande, enJapon, anunciaron que los fantasmales neutrinostenian masa. Aunque apenas era unamillonesima parte de la masa del electron, erasuficiente para que escapara a cualquierexplicacion por el Modelo Estandar65.

Muy recientemente ha surgido otra importantebrecha. Uno de los triunfos del Modelo Estandares su capacidad para predecir el valor correctode cierta propiedad magnetica de unas particulasdenominadas muones con una precision mayorde uno por millon. Actualmente, un equipointernacional ha llevado a cabo determinacionesextremadamente precisas en el Brookha-venNational Laboratory (Estados Unidos) que hanrevelado discrepancias con las predicciones delModelo Estandar.

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De nuevo estas discrepancias, aunqueminusculas, causan enormes problemas alModelo Estandar. Tambien apuntan a laexistencia de nuevos efectos con importantesimplicaciones en nuestro conocimiento delUniverso. Entre ellos esta la <<<supersi-metria>>>, una nueva manera de clasificar lasparticulas que une aquellas que forman lamateria, como los protones y los electrones, ylas particulas de intercambio, como fotones ygluones66.

En los proximos anos, los cientificos esperanaprehender mas secretos del corazon de lamateria utilizando el Large Ha-dron Collider (LHC),una gigantesca maquina que se esta acabandode construir cerca de Ginebra67. El primer puestoen su lista de particulas mas buscadas lo ocupala particula de Higgs, necesaria para que elModelo Estandar explique por que tienen masalas particulas.

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Si el LHC encontrara la particula de Higgs, suprediccion sera el logro supremo del ModeloEstandar. Sin embargo, ironicamente, el LHCtambien parece estar pensado para escribir suepitafio, si confirma la realidad de efectos queestan mas alla de su alcance, como lasupersimetria.

Independientemente de lo que el LHC revele, elModelo Estandar ocupara un lugar al lado de laley de la gravedad de Newton —como unconcepto del Universo que, aunque seaimperfecto, sigue siendo uno de los mayoreslogros del intelecto humano.

ELECTRODINAMICA CUANTICA

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La Electrodinamica Cuantica —resultado decombinar las leyes clasicas del electromagnetismocon la teoria cuantica y la relatividad— es una delas teorias mas exitosas que se hayan planteadonunca. Conduce a la prediccion de la antimateriay da una explicacion de una propiedad cuanticaque sin esta teoria seria desconcertante: el espin—la propiedad mas fundamental que poseen lasparticulas subatomicas—. En el caso del electron,esto conduce a predicciones de la fuerza de sucampo magnetico, lo que se ha confirmado enexperimentos con una precision de uno por diezmil millones. Una de las consecuencias masimpresionantes, confirmada en la decada de1940, fue la existencia de energia que surgialiteralmente de ninguna parte. Las denominadas<<<fluctuaciones del vacio>>> desempenanahora un papel clave en la fisica fundamental,que incluye las teorias del origen y la naturalezadel Universo.

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MURRAY GELL-MANN

Uno de los teoricos mas creativos de laactualidad, el estadounidense Murray Gell-Mann(nacido en 1929), gano el Premio Nobel de Fisicaen 1969 por su contribucion al ordenamiento delmundo aparentemente caotico de las particulassubatomicas. Clasificando las particulas seguncierta combinacion de propiedades, Gell-Manndescubrio la existencia de regularidades que lepermitieron predecir la existencia de nuevasparticulas con una precision asombrosa. Propusoque estos patrones se debian en ultima instanciaa la existencia de particulas incluso masfundamentales que los protones y los neutrones,conocidas como quarks. Mas recientemente, seha centrado en intentar crear una Teoria

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Cuantica de la gravedad y encontrar reglassubyacentes en el comportamiento complejo defenomenos naturales, desde los terremotos a losincendios forestales.

GRANDES TEORIAS UNIFICADAS

Durante la decada de 1960, los fisicos teoricosdemostraron que dos de las cuatro fuerzasfundamentales del cosmos —elelectromagnetismo y la fuerza debil, responsablede la radioactividad— eran de hecho diferentesaspectos de una fuerza <<<electrodebil>>>unica. A finales de la decada de 1970 secomenzo a intentar unificar esta con otra fuerza:la interaccion fuerte, que mantiene unido elnucleo atomico. El resultado se presento con el

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titulo, un tanto grandilocuente, de Gran TeoriaUnificada (GUT) —grandilocuente porque ahorase sabe que sus primeros intentos eranincorrectos y tambien porque la teoria fracasacompletamente en la pretension de incorporar lacuarta fuerza, la mas conocida: la gravedad—.Aunque se han hecho algunos progresos en lacreacion de una Gran Teoria Unificada, siguenpersistiendo graves problemas. Uno de los masimportantes es que tales teorias predicen que elproton, un componente basico de los atomos, esrealmente inestable, y se descompone en otrasparticulas en una escala temporal de alrededorde mil trillones. Sin embargo, hasta la fechatodos los intentos de confirmar esta prediccionhan fracasado.

Cronologia

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1928 El teorico britanico Paul Diraccombina la relatividad con las leyes delelectromagnetismo para crear laelectrodinamica cuantica, que explica laexistencia del espin.

1935 El teorico japones Hideki Yukawapresenta una explicacion de las fuerzasfundamentales basada en una idea de<<<particulas de intercambio>>>transmitidas de un lugar a otro.

1964 Murray Gell-Mann y George Zeigsugirieron independientemente que laspropiedades de muchas particulas puedenexplicarse usando combinaciones de quarksdentro de ellas.

Peter Higgs (Universidad de Edimburgo)presenta un medio de dar masa a lasparticulas subatomicas, que pasa aconocerse como particula de Higgs.

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1967 Steven Weinberg y Abdus Salamusan la idea de la particula de Higgs paracrear una teoria viable que unifica la fuerzaelectromagnetica y la fuerza nuclear debil.

1971 Gerardus’t Hooft utiliza unordenador para probar que la TeoriaElectrodebil carece de. problemasmatematicos que hacian temer por losintentos de unificacion.

1973 Sheldon Glashow y Howard Georgipresentan el primer intento de relacionar lafuerza electrodebil y la fuerza fuerte enuna <<<Gran Teoria Unificada>>>(GUT).

1983 Un equipo internacional dirigido porCario Rubbia en el acelerador SPS (SuperProton Synchrotron), en el CERN(Ginebra), encuentra las primeras pruebasde la existencia de las particulas W y Z que

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predecia la Teoria Electrodebil.

1998 Se demuestra que los neutrinostienen masa en experimentos realizados enel SuperKamiokande en Japon; es laprimera prueba de efectos mas alla delMo-delo Estandar.

2000 Un equipo internacional encuentraen el laboratorio Fermilab (Chicago) el<<<neutrino tau>>>, la particula quefaltaba para completar el Modelo Estandar.

2004 Se obtienen continuamente pruebasexperimentales de la caida del ModeloEstandar, como en los estudios de losmesones B en el acelerador KEKB, enJapon.

Citas

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Las particulas W y Z, cuya existenciapredijeron los teoricos en la decada de1960, son <<<particulas deintercambio>>> de la denominada fuerzadebil, responsable de la desintegracionradioactiva. Debido al corto alcance de estafuerza, se esperaba que las particulasfueran relativamente pesadas, lo que seconfirmo en 1983.

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La antimateria, cuya existencia predijo elfisico britanico Paul Dirac en 1931, es laimagen especular exacta de la materiaordinaria, con la misma masa pero cargaopuesta. Cuando se juntan los dos tipos, elresultado es la forma mas violenta deliberacion de energia del cosmos, unas10.000 veces mas potente que una

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bomba de hidrogeno, comparandokilogramo por kilogramo. Los cientificoscreen que en el Big Bang se crearoncantidades iguales de materia yantimateria, con efectos previstos por elModelo Estandar que conducirian alpredominio actual de la materia ordinaria.

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El nombre lo tomo Gell-Mann de la ultimaobra de James Joyce, Finnegan’s Wake:<<<Three quarks for Muster Mark! / Surehe hasn’t got much of a bark / And sureany he has it’s all beside the mark>>>(Finnegan’s Wake, libro 2, episodio 4). (N.del E.)

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A principios de la decada de 1960, unestudiante universitario llamado George

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Zweig intento dar sentido a las propiedadesdispares de las particulas subatomicas. Enaquella epoca se creia que existian mas dedos docenas, pero Zweig descubrio quepodia explicar todas los propiedades sicontuvieran particulas incluso masfundamentales, a las que llamo<<<ases>>>. La atrevida proposicion deZweig fue ridiculizada y se vio forzado adesistir de publicarla. Entretanto, elconocido y brillante teorico estadounidenseMurray Gell-Mann planteo la misma idea yconvencio a otros para que tomaran enserio sus quarks. Actualmente constituyenel corazon de la fisica moderna.

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Muchos fisicos creen que Peter Higgsganara el Premio Nobel si la famosaparticula a la que dio nombre se llega a

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descubrir. Durante la decada de 1960, losteoricos que intentaban unificar lasinteracciones electromagneticas y lasinteracciones debiles encontraron que susteorias conducian a particulas sin masa.Peter Higgs presento la idea de unaparticula pesada que era<<<devorada>>> por otras, dandolesesta propiedad crucial.

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A 2.700 metros bajo el monte Ikenoyama,en el centro de Japon, se encuentra elexperimento conjunto (Estados Unidos yJapon) SuperKamiokande, el detector deneutrinos mas sensible del mundo. Losneutrinos, que se crean cuando los rayoscosmicos del espacio bombardean la partesuperior de la atmosfera terrestre, apenasinteractuan con la Tierra. Para detectar su

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presencia, los cientificos delSuperKamiokande utilizan un tanque quecontiene 50.000 toneladas de aguaaltamente purificada y buscan los tenuesdestellos de luz que se producen cuandolos neutrinos interactuan con las moleculasdel tanque. Tras dos anos de trabajo, elequipo se vio recompensado en 1998cuando encontraron pruebas de que losneutrinos tienen masa —el primer resultadoque apuntaba claramente a la fisicainexplicable por el Modelo Estandar.

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Aunque las particulas subatomicas de hoyen dia poseen muchas propiedadesdiferentes, los teoricos creen que en losinicios de la historia del Universo todasellas mostraban una similitud basicadenominada <<<supersimetria>>>.

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Analizar esta prediccion es uno de losobjetivos del gran colisionador dehadrones (Large Hadron Collider, LHC), unaparato en el que los cientificos aceleraranparticulas hasta energias que asemejan lascondiciones del Big Bang, para ver sicomienzan a aparecer signos reveladoresde la supersimetria.

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En 2007, los fisicos de particulas tendranfinalmente acceso a la maquina quenecesitan para ver mas alla del ModeloEstandar: el Large Hadron Collider (LHC).Se trata de un colosal anillo de tubos eimanes de 27 kilometros de perimetro queesta enterrado a 100 metros en elextrarradio de Ginebra (Suiza). El LHC haracolisionar protones con una violencia nuncavista en la Tierra. La energia de los

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protones sera equivalente a unatemperatura de 100.000 billones de gradoscentigrados —condiciones similares a lasque habia justo una billonesima de segundodespues de que se produjera el Big Bangcosmico—. Para mantener dentro delaparato protones que se mueven tanrapido, el LHC usara mas de mil imanessuperconductores gigantes, cada uno deellos 100.000 veces mas potente que elcampo magnetico de la Tierra. Cuandohayan cogido velocidad, las particulas sereuniran en detectores, creando unenorme spray de fragmentos. Loscientificos esperan encontrar entre losrestos las respuestas a misterios presentesdesde hace anos, como el origen de lamasa, que se cree asociado a la existenciade la particula de Higgs, que aun no se hadetectado. Pero tendran que ser rapidos:se calcula que de los 800 millones de

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sucesos por segundo que tendran lugardentro del LHC, solo uno podria produciralgo interesante.

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21La Teoria del Todo

En pocas palabras

Durante los ultimos ciento cincuenta anos, los fisicos hanestado investigando para encontrar la Teoria del Todo, unconjunto unico de ecuaciones que describa todas lasfuerzas y la materia que existen en el Universo. El primerexito llego en la decada de 1860, cuando el fisico escocesJames Clerk Maxwell demostro que la electricidad y elmagnetismo eran realmente facetas diferentes de unfenomeno unico: el electromagnetismo. Ahora el objetivoes encontrar una manera de conectar esto con las demasfuerzas del Universo y las particulas sobre las que actuan.Durante decenios, la fuerza de la gravedad se nego aentrar en el redil. En la decada de 1970, los teoricosdescubrieron que el impasse podia romperse si lasparticulas no fueran meros puntos, sino que fueran comominusculas <<<cuerdas>>> multidimensionales. En losveinte anos siguientes, esas extranas entidades fueron elcentro de atencion en la busqueda de la Teoria del Todo.Ahora se piensa que las supercuerdas son solo una

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pequena parte de algo incluso mas extrano y mayor: ladenominada Teoria M. Segun esta, nuestro Universo ytodo lo que contiene pueden describirse en terminos deobjetos de once dimensiones que son, salvo cuatro deellas, mucho mas pequenas que un universo atomico.Aunque todavia no se ha dado el veredicto final, muchosconsideran que la Teoria M es lo mas cerca que los teoricoshan estado de la Teoria del Todo definitiva.

El 17 de abril de 1955, Albert Einstein se sento ensu cama, en el hospital de Princeton, y comenzoel ultimo calculo de su vida.

Con su buena letra caracteristica, comenzo aescribir lineas y lineas de simbolos. Tras organizaralgunas formulas algebraicas y fracciones, dejosu trabajo a un lado y descanso. Pocas horasdespues moria el mas importante cientifico delsiglo. En su cabecera yacia su ultimo y fallidointento de crear su sueno de una <<<TeoriaUnificada de Campos>>>: una explicacion unicay coherente de todas las fuerzas del cosmosconocidas.

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Einstein habia pensado en ella durante mas detreinta anos, sin tener exito alguno. Hoy en dia,medio siglo despues de su muerte, su suenopuede estar a punto de hacerse realidad.Algunos de los mas brillantes fisicos creen quehan alcanzado una teoria majestuosa que abarcamucho mas de lo que Einstein hubieraconsiderado posible. En su forma final, explicarano solo todas las fuerzas que operan en elUniverso y las particulas en las que actuan, sinoincluso la naturaleza del propio espacio y deltiempo.

No es de extranar que se la haya denominadoTeoria del Todo.

Su gran titulo y sus objetivos incluso mayores nodejan traslucir sus origenes —en experimentosrealizados en un laboratorio Victoriano durante elverano de 1831—. En la Royal Institution deLondres, el gran fisico ingles Michael Faraday

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habia estudiado la relacion entre electricidad ymagnetismo. Ya sabia que la electricidad quefluye a traves de un cable produce un campomagnetico; pero queria saber si lo contrariotambien era cierto: ?el magnetismo puedegenerar electricidad? Tras algunos intentosfallidos, creo la primera version de lo que ahoraconocemos como dinamo.

En este proceso, Faraday habia descubierto algoprofundo: que pese a las apariencias, laelectricidad y el magnetismo eran realmentediferentes facetas del mismo fenomeno basico.Fue la primera pista de lo que se convirtio en unode los principios rectores de aquellos quebuscaban la Teoria del Todo definitiva: que existeuna unidad basica en el cosmos, si se observade la forma correcta.

Aunque las capacidades experimentales deFaraday le habian permitido vislumbrar esta

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unidad, carecia de la herramienta intelectualnecesaria para revelarla en todo su esplendor: lasmatematicas. En 1861, el teorico escoces JamesClerk Maxwell consiguio traducir losdescubrimientos de Faraday al lenguajematematico. El resultado fueron las ahoracelebradas ecuaciones del electromagnetismo deMaxwell, que explicitan la unidad esencial de laelectricidad y el magnetismo.

Era un logro brillante, pero tambien eludia unacuestion obvia: ?esta unidad cosmica se extiendepara abarcar la gravedad, la mas familiar de lasfuerzas? Este fue el desafio que se planteo AlbertEinstein poco despues de publicar su idearadicalmente” nueva de la gravedad, conocidacomo Relatividad General, en 1915.

Mas que ningun fisico antes que el, Einstein teniatanto la fe como el intelecto necesarios paraunificar la gravedad y el electromagnetismo. Pero

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pronto encontro que el reto era mucho mayor delo que se habia imaginado. El primer escolloimportante era encontrar una manera de incluir laRelatividad General, su propia teoria de lagravedad, y las ecuaciones de Maxwell en unsolo formato unificado. Segun la RelatividadGeneral, la gravedad es el resultado de deformarel propio tejido del espacio y el tiempo que nosrodea; las ecuaciones de Maxwell, por elcontrario, consideraban el electromagnetismocomo un tipo de <<<campo de fuerzas>>>que fluye a traves de este escenariotetradimensional.

En 1919, Einstein se entero de algo queconsidero una gran pista para la unificacion deestas dos teorias dispares. Theodor Kaluza, unmatematico aleman, habia demostrado que unconjunto de ecuaciones podia sintetizarlas, perosolo si el Universo contuviera una quintadimension adicional.

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Era una idea sensacional, ?pero era algo masque una mera curiosidad? ?Donde estaba esadimension extra? En 1926, el matematico suecoOskar Klein sugirio una respuesta: quiza se habiaenrollado hasta tal punto que se habia hechodemasiado pequena para ser detectable, al igualque el diminuto grosor de un pelo hace queparezca ser solo bidimensional.

Aunque la intuicion de Einstein lo convencio de suimportancia, no pudo transformar losdescubrimientos de Kaluza y Klein en la teoriaunificada de la gravedad y el electromagnetismoque buscaba: siempre habia cabos sueltos oconsecuencias absurdas. Intento otrasestrategias, pero no dieron mejores resultados.En la epoca de su muerte, acaecida en 1955, lamayoria de los fisicos estaban convencidos deque Einstein simplemente habia perdido el tiempoen unas matematicas ingeniosas pero vacias.

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Era una creencia aparentemente confirmada porel hecho de que mientras Einstein estabaforcejeando con su teoria unificada de campos,se habian encontrado dos fuerzas fundamentalesmas: la denominada interaccion fuerte, que unelos nucleos atomicos, y la fuerza nuclear debil,responsable de la radioactividad. Peor aun eraque estas fuerzas parecian explicarse mejorcomo debidas a particulas <<<mensajeras>>>que las transmitian de un lugar a otro —algototalmente diferente a la idea de la gravedad deEinstein—. Pero, increiblemente, por fin secomprobo que la creencia de Einstein en laimportancia de las ideas de Kaluza y Klein eracorrecta, aunque de una manera que ni siquierael habria comprendido.

Con Einstein muerto y sus intentos por unificar lagravedad con el electromagnetismo en lapapelera, pocos fisicos mostraban interes enaceptar el reto. En su lugar, la atencion empezo

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a centrarse en la unificacion delelectromagnetismo con una de las fuerzasrecientemente halladas: la interaccion debil. ComoMaxwell habia demostrado, el truco estaba enencontrar una descripcion matematica de ambosque pusiera de manifiesto sus similitudes ocultas.Durante la decada de 1920, los fisicos creyeronque habian encontrado la manera de hacerlo,usando la denominada Teoria Cuantica deCampos.

Segun esta teoria, cada fuerza fundamental tienesu propia particula mensajera especial y, durantela decada de 1950, los fisicos comenzaron aestudiar las similitudes entre las portadoras delelectromagnetismo y la fuerza debil: el foton y laparticula W. Descubrir las similitudes distabamucho de ser sencillo, en gran parte porque laparticula W es infinitamente mas pesada que elfoton, que carece de masa. Pero a finales de ladecada de 1960, tres teoricos —Steven

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Weinberg y Sheldon Glashow, en Estados Unidos,y Abdus Salam, en Inglaterra— desarrollaronindependientemente teorias sobre estas dosfuerzas que demostraban que, en el fondo, noson mas que diferentes aspectos de una solafuerza <<<electrodebil>>>. Mejor aun: launificacion permitio que se hicieran prediccionesde nuevos efectos sutiles que podiancomprobarse en experimentos.

Cuando se empezaron a verificar estaspredicciones, durante la decada de 1970, losfisicos celebraron la primera unificacion exitosadesde el importante avance de Maxwell, acaecidohacia mas de un siglo.

Por aquella epoca, Glashow se habia embarcadoen la Universidad de Harvard en unainvestigacion de otras maneras de revelar launidad ultima de las fuerzas. En 1973,trabajando con su colega Howard Georgi,

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encontro un formalismo matematico queunificaba la fuerza electromagnetica, la fuerzanuclear debil y la fuerza nuclear fuerte. Estateoria, conocida como Gran Teoria Unificada,abrio una vision autenticamente cosmica de unasola <<<superfuerza>>> que rigio el Universojusto despues del Big Bang. Cuando el Universose enfrio, las tres fuerzas se separaron, creandoel cosmos que vemos hoy en dia.

De nuevo la teoria hizo predicciones, pero enesta ocasion fue mas dificil confirmarlas. Losteoricos encontraron que la version original de lagran teoria unificada carecia de un ingredientecrucial, el cual produciria otra unificacion increible.La <<<supersi-metria>>>, descubierta por losteoricos a principios de la decada de 1970, esuna propiedad matematica que une las particulasque forman la materia, como los electrones yprotones, con las que transportan fuerzas, comolos fotones.

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Los teoricos descubrieron que la supersimetriaeliminaba todas las diferencias aparentes deestas particulas subatomicas para revelar suunidad basica. Pero tambien descubrieron que lesdaba otra clave, incluso mas profunda, sobre laTeoria del Todo, clave que apuntaba a comounificar la superfuerza de la Gran Teoria Unificadacon la gravedad, que seguia resistiendose a launificacion.

Algunos teoricos ya habian intentado llevar lagravedad al redil usando la Teoria Cuantica deCampos, que presentaba la fuerza como unasparticulas, llamadas gravitones, revoloteandoentre las masas. Sin embargo, al igual queEinstein, se encontraron con horribles problemasmatematicos. Incluso asi, los mas prometedoresde estos fracasos colosales incluian lasupersimetria, mas una novedad: dimensionesadicionales —idea que habia embelesado aEinstein medio siglo antes—. Lo que les faltaba

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era algun ingrediente que unificara la gravedadcon las demas fuerzas sin desatar los demoniosmatematicos. Demostro ser algo tan radical queincluso Einstein podria haberse mostrado reacio aaceptar: la supercuerda68.

En 1984, los teoricos John Schwarz (Caltech) yMichael Green (Universidad de Londres)asombraron a sus colegas declarando que podianunificar la gravedad con las demas fuerzas sintener los problemas habituales, pero con unacondicion: que las particulas ya no seconsideraran como meros puntos, sino comoentidades minusculas llamadas supercuerdas.Mucho mas pequenos que el nucleo atomico,estos objetos similares a hilos tambien debiantener supersimetria (de ahi el termino de<<<supercuerdas>>>) y existir en diezdimensiones.

Era una afirmacion sorprendente que hizo que

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infinidad de teoricos se interesaran por lassupercuerdas. A finales de la decada de 1980estaba claro que, pese a suponer un importanteavance, no lo eran todo. Aunque solo puedehaber una Teoria del Todo, los teoricosdescubrieron no menos de cinco teorias desupercuerdas, y no habia una manera clara deelegir entre ellas. Las supercuerdas parecian noser mas que la sombra de algo incluso mayor. En1995, el teorico de cuerdas Edward Witten(Institute of Advanced Study, Princeton) desvelolo que ahora muchos consideran el primervislumbre de esa teoria definitiva, quiza la propiaTeoria del Todo.

Witten demostro que las cinco teorias desupercuerdas son solo descripciones preliminaresde una idea unica y principal, a la que denominoTeoria M. Algunos teoricos afirmaban que la Mhacia referencia a <<<madre>>>,<<<misteriosa>>> o incluso <<<magica>>>,

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pero su conexion con las supercuerdas es masclara si hace referencia a <<<membrana>>>.Las cinco teorias de las supercuerdas surgieronentonces como simples extremosmultidimensionales de membranas de oncedimensiones, todas ellas, salvo cuatro,demasiado pequenas para observarlas. Hoy endia la Teoria M sigue siendo la candidata masplausible para lo que Einstein pensaba y paramucho mas: una sola descripcion unificada nosolo del electromagnetismo y la gravedad, sinode las demas fuerzas fundamentales, y todas lasparticulas sobre las que actuan69. Es un logrorealmente inconcebible, y aun no ha concluido.Muchos de los mejores teoricos del mundo estaninvestigando los ricos filones matematicos de laTeoria M, buscando respuestas a los muchosmisterios que aun quedan por resolver.

?Exactamente como y por que las oncedimensiones (excepto cuatro) se

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<<<enroscan>>> hasta ser demasiadopequenas para observarlas?

?Por que es tan dificil descubrir la bella unidadentre las fuerzas y las particulas?

Incluso es posible que finalmente la Teoria Mdemuestre carecer de la capacidad pararesponder todas estas preguntas. Pero al menosnos ha dado una vision imponente de la unidadbasica del cosmos y de todo lo que hay en el.

SIMETRIA: CUANDO LA BELLEZA SEENCUENTRA CON LA VERDAD

Durante mucho tiempo se ha considerado que lasimetria es un aspecto clave de la belleza, peroen el siglo XX los teoricos encontraron que

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tambien tiene vinculos profundos con la verdadcosmica. En fisica, la simetria suele tomar formade operaciones matematicas que dejaninvariante alguna magnitud fisica —como ocurre,por ejemplo, al rotar un cristal simetrico a travesde ciertos angulos: parece que no cambia—. Aveces dichas simetrias matematicas revelanpatrones de las propiedades de particulas, y loshuecos que hay entre estas permiten que losfisicos hagan predicciones sobre particulas queaun no se han descubierto. En otros casos, lasimetria se manifiesta como leyes de laconservacion; por ejemplo, la ley de laconservacion de la energia se relaciona con unasimetria especial del espacio-tiempo.

PROBANDO LO QUE NO TIENE PRUEBA

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Si la Teoria del Todo de verdad existe, sedemostrara a si misma en fenomenos que tienenlugar cuando se alcanzan energias caracteristicasdel propio Big Bang, que tuvo lugar hace casi14.000 millones de anos. Dado que no hay visosde crear tales energias en la Tierra, muchosfisicos han criticado la busqueda de la Teoria delTodo como un paraiso de los teoricos, en el quecualquiera puede tener ideas descabelladas asabiendas de que nunca podran analizarse. Sinembargo, recientemente han comenzado a surgirposibles metodos de prueba. Por ejemplo,Giovanni Amelino-Camelia (Universidad de Roma)ha demostrado que unos instrumentos conocidoscomo interferometros laser pueden ser capacesde detectar efectos sutiles predichos por losintentos de unificar la Teoria Cuantica y lagravedad, un componente clave de cualquierTeoria del Todo. Los estudios de la radiacionprocedente de ciertas explosiones cosmicasviolentas, conocidas como estallidos de rayos

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gamma, tambien pueden arrojar luz sobre lanaturaleza del espacio y del tiempo predicha porteorias que podrian convertirse en la Teoria delTodo.

Cronologia

1831 El fisico ingles Michael Faradayconfirma que los campos magneticospueden producir electricidad, y viceversa, loque apunta a su unidad esencial.

1862 El fisico escoces James ClerkMaxwell logra la primera unificacion con unconjunto de ecuaciones que reunen laelectricidad y el magnetismo.

1900 Max Planck (Alemania) comienza la

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revolucion cuantica al mostrar que laenergia se transmite en paquetesconocidos como <<<cuantos>>>.

1915 Einstein desvela su teoria de lagravedad, la Relatividad General. Durantetoda su vida intento unificar esta teoria conla Teoria del Electromagnetismo deMaxwell.

1919 El matematico aleman TheodorKaluza demuestra que anadiendo unadimension adicional al espacio se unifican lagravedad y el electromagnetismo.

1967 El teorico estadounidense StevenWeinberg y sus colaboradores consiguenunificar el electromagnetismo y la fuerzanuclear debil.

1974 Los teoricos John Schwarz y JoelScherk (Caltech) demuestran que la Teoria

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de Cuerdas incluye automaticamente lagravedad.

1976 Peter van Nieuwenhuizen y suscolaboradores (Universidad del Estado deNueva York) encuentran que lasupersimetria debe tener un papel clave enuna Teoria del Todo.

1984 Los grandes avances de MichaelGreen y John Schwarz, que colaboran en elQueen Mary College, centran la atencionen las supercuerdas.

1995 El trabajo de Ed Witten (Institute ofAdvanced Study, Princeton) dispara larevolucion de la Teoria M.

1998 Giovanni Amelino-Camelia y suscolaboradores demuestran que las teoriascuanticas de la gravedad pueden analizarseexperimentalmente.

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Citas

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Aunque la Teoria de las Supercuerdas yposteriormente la Teoria M han constituidoel centro de atencion de los fisicos queestaban a la busca de una Teoria del Todo,ciertamente no son las unicas. De hecho,es posible que ni siquiera sean lasmejores. Algunos teoricos han seguidouna estrategia radicalmente diferente paraabordar el problema clave de unificar laTeoria Cuantica con la teoria de lagravedad de Einstein, la RelatividadGeneral. Conocida como gravedadcuantica de bucles, aplica las ideas de laTeoria Cuantica directamente a lasecuaciones de Einstein, eliminando ciertassuposiciones y aproximaciones

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cuestionables que se hacen en la Teoriade las Supercuerdas. Una consecuenciaes que el espacio y el tiempo surgen de lateoria en forma de <<<bucles>>>increiblemente pequenos, a partir de loscuales se forma el Universo. Muchas delas intuiciones de la gravedad cuantica debucles tambien han aparecido en la Teoriade las Supercuerdas, lo que —dada laindependencia y el mayor rigor de laprimera— esta ayudando a potenciar laconfianza en una busqueda que hasta lafecha adolecia de una grave carencia decomprobaciones frente a la realidad.

69

Un problema importante al que se enfrentala Teoria del Todo es la autentica pletorade soluciones a las ecuaciones de la Teoriade las Supercuerdas. Algunas estimaciones

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la situan en un valor superior a uno seguidode quinientos ceros —y cada una describeun Universo del todo diferente—. Esto esclaramente insatisfactorio, ya que, comomucho, solo una de estas numerosassoluciones puede ser cierta: la quecorresponda a nuestro Universo. Sinembargo, existe una forma de solventaresto. Quiza nuestro Universo, con sumezcla de fuerzas y particulas, seasimplemente parte de un<<<multiverso>>> mayor formado porinnumerables universos, cada uno con suspropios conjuntos de leyes. De ser asi,entonces quiza no tenga sentidopreguntarse cual de las ecuaciones de lassupercuerdas es correcta, de haberalguna. Todas ellas podrian serdescripciones precisas de diferentes partesdel multiverso. En el capitulo 24 encontrarael lector mas detalles sobre el concepto de

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multiverso.

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EL UNIVERSO Y NUESTROLUGAR EN EL

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22El Big Bang

En pocas palabras

Hasta hace aproximadamente un siglo, la mayoria de loscientificos se aferraban al punto de vista aristotelico delUniverso como algo eterno e inmutable. En 1917, Einsteinencontro que su nueva teoria de la gravedad, laRelatividad General, se negaba a ajustarse a esta ideaantigua, y se vio forzado a alterar sus ecuaciones. Prontose descubrio que se habia equivocado y que el Universorealmente se estaba expandiendo como si hubieraestallado en una enorme explosion hace miles de millonesde anos.

Desde entonces, los cosmologos han descubierto pruebasconvincentes de este Big Bang y ahora intentan descubrirsu causa. Se cree que efectos cuanticos conocidos comocampos escalares impulsaron un periodo inicial deexpansion extremadamente rapida, conocida comoinflacion, y desencadenaron la liberacion de radiacion y demateria a la que denominamos Big Bang. Ahora el principal

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desafio es explicar el origen de estos campos escalares ydemostrar que realmente existian en el momento de lacreacion.

La proxima vez que busque algo inspirador en latelevision, apriete el boton para cambiar de canalhasta que este entre dos canales. Mire condetenimiento el efecto de nieve que llena lapantalla. Alrededor del 1% de esto es energia demicroondas que surgio como calor del Big Bang,hace aproximadamente 14.000 millones de anos.

?Quien dice que nunca hay nada interesante enla tele?

De todos los avances cientificos del ultimo siglo,ninguno es mas imponente —o mas asombroso— que el descubrimiento de que nuestroUniverso comenzo con una explosion colosal y seha estado expandiendo desde entonces. Es unaconclusion tan profunda que incluso le costo

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aceptarla a Einstein, el cientifico mas radical delos tiempos modernos. ?Como podria habercobrado un Universo existencia de la nada? ?Quelo desencadeno y’de donde procedia la materiaque ahora vemos?

Tras decenios de esfuerzos por parte de losastronomos teoricos y los que observan elcosmos, ahora comienzan a surgir respuestas,basadas en pruebas solidas y no enespeculaciones. Pero trazan un panorama delUniverso formado por fuerzas cuyos origenes ycuya potencia son apenas algo menos milagrososque el relato biblico de la Creacion.

Es suficiente para hacer que uno casi sientanostalgia de la idea simple del cosmos quepresentaron el filosofo griego Aristoteles y otroshace mas de 2.000 anos, segun la cual elUniverso es infinito, eterno e inmutable.Ciertamente, Albert Einstein no vio razones para

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desafiar aquellas presuposiciones cuando publicoen 1917 una explicacion de las implicacionescosmicas de su nueva teoria de la gravedad, laRelatividad General. Segun la Relatividad General,la materia produce una curvatura del espacio-tiempo que la circunda, causando efectos queinterpretamos como la <<<fuerza>>> de lagravedad. Esto representaba un punto de partidaradical a partir de la idea mas que vaga de lagravedad que dio Newton, segun la cual la fuerzaactuaba como una especie de goma elasticainvisible. Einstein habia demostrado que laRelatividad General daba una explicacion masprecisa de la realidad que el concepto de Newtonde la gravedad, al menos dentro del SistemaSolar, y esperaba, sin duda alguna, que triunfaracuando se aplicara al cosmos entero.

Sin embargo, rapidamente se topo con un granproblema: en su forma mas pura y elegante, lasecuaciones de la Relatividad General se negaban

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a dar la respuesta <<<correcta>>>, apuntandoen su lugar a un Universo que era cualquier cosamenos estatico. Einstein, perplejo por esteresultado aparentemente absurdo, introdujo untermino adicional a sus ecuaciones, un factor decorreccion (fudge-factor) al que mas tarde sedenomino <<<constante cosmologica>>>. Erael primer sintoma de los problemas a los que seenfrentaria Einstein lidiando con cuestionescosmicas.

El segundo surgio casi de inmediato, cuando elteorico holandes Willem de Sitter demostro que laRelatividad General permitia un Universo enexpansion aunque invariable. Einstein esperabaque la Relatividad General tuviera el sello de lateoria <<<definitiva>>> de la gravedad yprodujera un modelo unico de nuestro Universo—en concreto, el que se ajusta a la realidad—.En principio penso que De Sitter habia cometidoun error, pero no consiguio encontrarlo. Por si

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fuera poco, mas tarde, en 1922, un meteorologoruso llamado Alexander Friedmann demostro quela Relatividad General permitia un monton deuniversos, algunos de los cuales no eran niestaticos ni invariables. De nuevo Einsteinsospecho que habia algun error garrafal, pero nopudo encontrar ninguno.

El mayor golpe llego en 1927, cuando GeorgesLemaitre, cosmologo y sacerdote belga,consiguio los mismos resultados teoricos queFriedmann, y apunto a pruebas solidas de que elUniverso se estaba expandiendo. El astronomoVesto Slipher (Lowell Observatory, Arizona) habiaobservado que la luz de las <<<nebulosas>>>amorfas del cielo nocturno a menudo mostrabaun curioso desplazamiento hacia el rojo —unalongitud de onda mayor— del espectro. Slipherpensaba que estaba siendo testigo deldenominado efecto Doppler, que explica elaumento de la longitud de onda del sonido de las

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sirenas de policia a medida que se alejan a todavelocidad. De hecho, estaba viendo algo muchomas profundo: el estiramiento de la luz por laexpansion de todo el Universo.

Las primeras pistas de esto llegaron en 1924,cuando Edwin Hubble (Mt. Wilson Observatory,California) demostro que las nebulosas eran enrealidad vastas galaxias que se encontraban muylejos de la nuestra70. Cinco anos despues,Hubble publico uno de los resultados masimportantes de la ciencia moderna: un graficoque demostraba que los <<<desplazamientoshacia el rojo>>> de estas galaxias distantesaumentaban de manera constante con ladistancia. La ahora denominada ley de Hubbleera precisamente el tipo de comportamientopredicho por la Relatividad General para unUniverso en expansion.

Friedmann y Lemaitre estaban en lo cierto, y

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Einstein fue consciente de que al forzar susecuaciones para que se ajustaran a creenciasantiguas habia perdido la oportunidad de hacer laprediccion mas asombrosa de la historia cientifica.

Le correspondio a Lemaitre apuntar otraimplicacion no menos increible: que el Universotuvo que haber aparecido en alguna explosiontitanica. Llego a ser aclamado como el padre dela teoria del Big Bang. Mientras tanto, Einsteinempezo a considerar su oportunidad perdidacomo el mayor error de su vida.

Pronto resulto claro que el cosmos puede jugartanto con los astronomos como con los teoricos.Las determinaciones iniciales de la velocidad deexpansion cosmica implicaban que el Universohabia nacido solo unos pocos miles de millones deanos atras, lo que hacia que fuera mas jovenque la Tierra. En 1948, tres teoricos de laUniversidad de Cambridge —Hermann Bondi,

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Thomas Gold y Fred Hoyle— encontraron unasalida ingeniosa a esta paradoja. Demostraronque la ley de Hubble era coherente con unUniverso que estuviera en <<<estadoestacionario>>>, cuya velocidad de expansion ycuya densidad nunca cambiaran.Matematicamente, eso implicaba que, pese a lasapariencias, en realidad el Universo habia nacidoinfinitamente antes.

El modelo del estado estacionario soslayaba, portanto, el problema de la edad cosmica eimpresiono a muchos por su elegancia. Sinembargo, para mantener constante la densidadde la materia, debia permitir que la materiasurgiera en el universo de la nada. Sus creadoresapuntaban que esto era apenas mas plausibleque el hecho de que todo el Universo surgierarepentinamente de la nada en lo que Hoyledenomino ironicamente un <<<granestallido>>> (Big Bang, en ingles).

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A finales de la decada de 1950, nuevasdeterminaciones demostraron que la edad delUniverso era holgadamente mayor que la de laTierra, echando abajo la razon de ser del modelodel estado estacionario. Pero el autentico golpede gracia llego en 1964, con el mayordescubrimiento cosmico que se hubiera hechodesde la Ley de Hubble. Ingenierosestadounidenses intentaron encontrar la fuentede un curioso <<<silbido>>> de microondasdetectado en los laboratorios Bell (Nueva Jersey)por una antena de radio. Parecia proceder de unlugar fuera de la Tierra, pero su significado realsolo surgio despues de que los ingenieroshablaran con astrofisicos de la Universidad dePrinceton, que les indicaron que el silbido teniaprecisamente la forma esperada de una radiacioncalorica desplazada hacia el rojo remanente delBig Bang.

Ahora se considera que el descubrimiento de

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este fondo cosmico de microondas es la mejorprueba de que el Universo comenzo en unagigantesca bola de fuego71. Pero no es la unicaprueba. Hace mas de cincuenta anos, elastrofisico ruso-estadounidense George Gamow ysus colaboradores se dieron cuenta de que elcalor del Big Bang habia desencadenadoreacciones nucleares que podrian haber creadoelementos quimicos72. Calculaban que el Universodeberia contener aproximadamente tres partesde hidrogeno por cada parte de helio, algo queconfirmaron los astronomos con posterioridad.

Durante la decada de 1970, los teoricoscomenzaron a luchar con los efectos cuanticosque con probabilidad existieron en el pequeno eintensamente caliente Universo primitivo. Laatencion se centro en los denominados camposescalares; cosmologos de la Union Sovietica y deEstados Unidos demostraron que dichos campospodian producir un aumento increiblemente rapido

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de la expansion cosmica denominado inflacion. Esmas, estos campos antigravitatorios podiancrearse para liberar su energia en el Universorecien nacido, proporcionando justo el tipo decalor y de materia necesarios para un Big Bang.

Esto era al menos la teoria, y en 1992comenzaron a surgir pruebas que la apoyaban,con la llegada de una nueva era en el campo dela cosmologia. El satelite COBE (CosmicBackground Explorer) examino con una precisionsin precedentes la radiacion de microondas quellena el Universo, y dio a los cosmologosinformacion con la que en tiempos solo habiansonado. Demostro que la bola de fuego originalse ha enfriado hoy en dia hasta una temperaturade solo 2,73 grados sobre el cero absoluto.Tambien demostro que el fondo cosmico demicroondas tenia caracteristicas tecnicas que seajustaban en lineas generales a la Teoria de laInflacion.

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Desde entonces, las observaciones del fondocosmico y los resultados de la sonda WMAP(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) de laNASA han proporcionado mas detalles. Tambiense espera obtener mas informacion sobre lainflacion con el satelite Planck de la AgenciaEspacial Europea, cuyo lanzamiento esta previstopara 2007. En conjunto, los datos obtenidoshasta la fecha muestran un Universo primitivoque literalmente surgio de la nada hace unos13.700 millones de anos. Lleno de camposescalares, luego sufrio una inflacion repentinadesde un tamano aproximadamente 1.000millones de veces mas pequeno que un proton altamano de un pomelo en cerca de 10-32

segundos. Entonces, de forma igualmenterepentina, el campo escalar se colapso, liberandoenergia como radiacion y materia en lo que en larealidad se conoce como Big Bang.

Por tanto, hoy en dia parece que el Big Bang no

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era al fin y al cabo el comienzo de todo, sino soloel resultado de efectos que ya estabanfuncionando en un Universo recien nacido.Comprender esos efectos requerira nada menosque una Teoria del Todo, capaz de explicartodas las fuerzas de la Naturaleza y las particulasque en ella actuan, e incluso el origen del espacioy el tiempo.

Es una perspectiva desalentadora, pero losteoricos esperan dar con una nueva y poderosafuente de conocimiento: las ondasgravitacionales. Se cree que estas arrugas delpropio tejido del espacio-tiempo, cuya existenciapredijo Einstein en 1916, fueron desencadenadaspor los acontecimientos cosmicos mas violentos,como explosiones de supernovas o colisiones deagujeros negros. Ahora los astronomos estanproyectando enormes observatorios situados enel espacio y capaces de detectar las ondasgravitacionales creadas durante el Big Bang, la

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inflacion, y quiza incluso el momento mismo de laCreacion73.

Hasta ahora no se han detectado ondasgravitacionales; su existencia sigue siendo laprincipal prediccion de Einstein pendiente deconfirmacion. Si, como la mayoria de loscientificos creen, Einstein estaba en lo cierto y lasondas gravitacionales realmente existen, esposible que sean la clave que descubra elmisterio cosmico definitivo que con tanto afanintento resolver.

?FINALMENTE ES CORRECTA LA TEORIADEL ESTADO ESTACIONARIO?

La desaparicion de la Teoria del Estado

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Estacionario a finales de la decada de 1960entristecio a muchos cosmologos, que laconsideraban una bella teoria destruida por la feapresencia del fondo cosmico de microondas. Unode sus autores, sir Fred Hoyle, continuodefendiendola —o al menos una versionmodificada de ella— hasta su muerte, que tuvolugar en 2001. En la obra A Different Approach toCosmology, publicada un ano antes, Hoyle y losdestacados astrofisicos Geoffrey Bur-bidge yJayant Narlikar sostenian que todas las criticasque apuntaban a la Teoria del EstadoEstacionario en las decadas de 1950 y 1960 novenian al caso o tenian explicaciones plausibles.

Sin embargo, pocos fueron los que mostraroninteres y el Big Bang aun lleva la batuta. Noobstante, no carece de sus propios problemas, eironicamente estos pueden incluso resucitar elmas bello de los aspectos del estadoestacionario. El descubrimiento reciente de que el

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Universo esta lleno de <<<energia oscura>>>ha revelado que el efecto de la materia ordinariasobre la expansion cosmica es mucho menor delo que originariamente se creia. En su lugar, elUniverso, durante billones de anos a partir deahora, sera impulsado exclusivamente por laenergia oscura, y su comportamiento seraentonces identico al previsto basandose en elmodelo del estado estacionario.

?HABRA OTRO BIG BANG?

Los datos actuales sugieren que el Universo secreo en un Big Bang hace unos 13.700 millonesde anos y que se expandira por siempre,impulsado por la invisible <<<energiaoscura>>>. Esto indica que nuestro Universo

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esta condenado a diluirse de forma gradual. Sinembargo, segun los cosmologos Sean Carroll yJennifer Chen (Universidad de Chicago), larealidad puede ser muy diferente. Apuntan que laenergia oscura puede sufrir ciertas fluctuacionesaleatorias aterradoras que desencadenarian otroBig Bang. Su probabilidad es extremadamenteremota —solo uno contra diez elevado a diezelevado a cincuenta y seis—, pero no es nula, ypuede explicar el ultimo Big Bang.

Cronologia

1917 Einstein aplica su Teoria de laRelatividad General a todo el Universo,pero no consigue dar la respuesta<<<correcta>>> de un cosmos estaticoy eterno.

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1922 El meteorologo teorico rusoAlexander Friedmann encuentra ecuacionesque demuestran que la Relatividad Generalpermite un Universo no estatico; undubitativo Einstein finalmente llega a estarde acuerdo.

1927 El cosmologo y sacerdote belgaGeorges Lemaitre, a raiz de los datossobre el desplazamiento hacia el rojo,sostiene que la Relatividad General implicaun Universo que tuvo un principio.

1929 El astronomo estadounidense EdwinHubble anuncia el descubrimiento de laexpansion del Universo, con las galaxiasalejandose rapidamente unas de otras,como si provinieran de una explosion.

1946 George Gamow, Ralph Alpher yRobert Herman comienzan el estudio de lacreacion de elementos quimicos en el Big

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Bang.

1948 Herman Bondi, Thomas Gold y FredHoyle (Universidad de Cambridge)proponen la Teoria del Estado Estacionario,que establece que el Universo no cambiacon el tiempo.

1950 Fred Hoyle acuna el termino de BigBang en una serie de conferenciasradiofonicas emitidas por la BBC; pese a sucaracter ironico, se convierte en ladescripcion estandar de la teoria.

1964 Los ingenieros Arno Penzias yRobert Wilson (Laboratorios Bell) detectanel fondo cosmico de microondas,considerado la confirmacion de la teoria delBig Bang.

Decada de 1970 El teorico sovieticoAndrei Linde y el estadounidense Alan Gut

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destacan el papel de los <<<camposescalares>>> como desencadenantes dela inflacion del Universo primitivo.

1992 El satelite COBE estudia el fondocosmico de microondas con detalles sinprecedentes y comienza una nueva era de<<<cosmologia de gran precision>>>,con estimaciones fiables de muchaspropiedades del Universo.

1995 Al estudiar las explosiones desupernovas, los astronomos encuentranpruebas convincentes de la existencia de la<<<energia oscura>>>, que ahora secree que domina el Universo.

Citas

70

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Pese a siglos de observaciones por partede los astronomos, hasta la decada de1920 no se aclaro la autentica naturalezade las manchas de luz denominadas<<<nebulosas>>> que salpican el cielonocturno. Entonces el astronomoestadounidense Edwin Hubble uso lasobservaciones de un tipo especial deestrella variable para determinar la distanciaa una de tales nebulosas: M.31, situada enla constelacion de Andromeda. Suresultado de 900.000 anos luz demostroque M.31 era en realidad una gran galaxiade estrellas muy alejada de la nuestra. Secree que las primeras galaxias se formarona partir de la <<<grumosidad>>>primordial de la materia que se creodurante el Big Bang. Las ultimasobservaciones del fondo cosmico demicroondas sugieren que las primerasgalaxias se formaron solo 200 millones de

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anos despues del nacimiento del Universo.

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Las microondas son una forma deradiacion electromagnetica cuya longitud deonda de un milimetro a 30 centimetros seencuentra entre el rojo de la luz visible ylas ondas de radio. Sus aplicaciones vandesde la cocina hasta los telefonos movilesy los satelites de comunicaciones; con unaantena disenada para comunicarse consatelites es como se revelo la realidad delBig Bang.

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El ruso Gamow (nacido en 1904) fue unode los cientificos mas originales del ultimosiglo. Ya como doctorando demostro queel recientemente descubierto Principio deIncertidumbre podia explicar la

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radioactividad, e hizo contribucionesfundamentales a la cosmologia, laastrofisica e incluso la bioquimica,trabajando en el codigo genetico de ADN.

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Para detectar las ondas gravitacionales, loscientificos de Estados Unidos hanconstruido el LIGO (Laser InterferometerGravitational-wave Observatory), por uncoste de 300 millones de euros. De hechohay dos centros, en Lui-siana y en elestado de Washington, para minimizar lasfalsas alarmas; cada uno de ellos utilizalaseres que viajan por tubos en forma de Lde cinco kilometros de largo para detectarminusculos movimientos debidos a lasondas gravitacionales.

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23Energia oscura

En pocas palabras

Ya desde la epoca de Isaac Newton, existia un dogmaentre los cientificos: que la fuerza mas importante delcosmos es la gravedad. Hasta hace poco, los astronomosestaban convencidos de que, incluso desde el Big Bang, elUniverso se habia estado expandiendo a una velocidaddecreciente bajo el influjo de la gravedad. La grancuestion era si la gravedad era suficientemente intensapara detener la expansion y provocar un Big Crunch(<<<gran colapso>>>) catastrofico. A principios de ladecada de 1990, los astronomos se dedicaron a responderla cuestion estudiando la luz de supernovas distantes,estrellas que habian estallado en los confines del Universovisible. En 1998 quedo claro que la expansion cosmica,lejos de hacerse mas lenta, realmente se estabaacelerando. Este hallazgo, que desde entonces se haconfirmado con otros metodos, ha revelado la existenciade la <<<energia oscura>>> del Universo, que impulsa lavelocidad de expansion en contra de la atraccion de la

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gravedad.

Hasta la fecha, los intentos de desarrollar una teoria de laenergia oscura han fracasado, aunque se cree que estarelacionada con las denominadas fluctuaciones cuanticasdel vacio, efectos subatomicos cuya existencia se hademostrado en el laboratorio. Se espera que la explicaciondefinitiva surja de la esperada Teoria del Todo, querevelara las conexiones ocultas entre el mundo subatomicoy el mundo cosmico.

Fue una llamada telefonica que el astronomoRobert Kirshner (Universidad de Harvard) noolvidaria asi como asi. Un colega le habia llamadopara comentar nuevas observaciones de estrellasque explotan en los confines del Universo visible.El colega de Kirshner le estaba diciendo algo queno queria oir: que el Universo esta en manos deuna fuerza que nadie puede explicar.

Por lo general, los cientificos estarian encantadosde hacer un descubrimiento tan asombroso. Peroesto era diferente. Se trataba de una fuerza que

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ya antes habia puesto en ridiculo al propioEinstein. Lo que preocupaba a Kirshner y a suscolaboradores era la posibilidad nada desdenablede que tambien estuviera a punto de hacerlesquedar en ridiculo a ellos.

Esto ocurria en diciembre de 1997. Desdeentonces, ha quedado claro que esasobservaciones de estrellas que estallan no eransimples visiones. Otros astronomos han hechoobservaciones similares y las han respaldadomediante datos obtenidos del espacio. Hoy endia quedan pocos motivos de duda. El Universono solo se esta expandiendo: esta haciendolo auna velocidad cada vez mayor, impulsado poruna extrana fuerza que literalmente procede dela nada.

Su nombre capta perfectamente su naturalezamisteriosa: <<<energia oscura>>>. Hastaahora los astronomos estaban convencidos de

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que la fuerza mas importante del cosmos es lamisma que Isaac Newton, hace 350 anos, viotirando una manzana de un arbol. Pero ya no.Hoy en dia los astronomos creen que hace unos7.000 millones de anos la gravedad perdio elcontrol del destino del Universo, que paso a estamisteriosa energia oscura. El problema es quenadie puede desvelar el porque ni el como.Aparte de su presencia, practicamente no seconoce nada sobre esta energia oscura, elmayor enigma de toda la ciencia.

No es de extranar que los cientificos tenganemociones diversas respecto al descubrimientode la energia oscura. Es mas que comprensibleque se muestren reacios, dada la suerte de laprimera persona que se enfrento a ella: AlbertEinstein. En 1915, Einstein, que ya era famosopor su revolucionaria Teoria de la RelatividadEspecial y sus intuiciones sobre la TeoriaCuantica, desvelo su obra maestra: una teoria de

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la gravedad radicalmente nueva, la primeradesde la epoca de Isaac Newton. Conocida comoRelatividad General, consideraba la gravedad nocomo un influjo misterioso que de alguna manerase extendia por el vacio del espacio, sino comouna curvatura del propio tejido del espacio y deltiempo generada por todo lo que hay en el,desde las galaxias a las manzanas.

Como ya hiciera Newton antes que el, Einsteinhabia demostrado que su teoria podia explicarhechos, de otro modo desconcertantes, sobre elmovimiento de los planetas, y predijo efectosque mas tarde se confirmaron. Pero Einsteintambien compartia la tendencia de Newton allevar su teoria mas lejos, usandola paracomprender toda la creacion. En 1917 aplico susecuaciones de la Relatividad General al cosmosen su conjunto, para ver que nueva luz podrianarrojar sobre la naturaleza del Universo. Y susecuaciones le depararon una gran sorpresa:

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apuntaban a que el Universo estabaexpandiendose.

En esa epoca los cientificos creian que elUniverso era estatico e inmutable, idea queapoyaban las observaciones astronomicas. Lamera idea de un Universo en expansion pareciaabsurda: ?en expansion a partir de que o dentrode que? Confrontado con sus ecuaciones, que noconseguian concordar con esta idea<<<sensata>>> del cosmos, Einstein creia queno tenia otra eleccion salvo introducir un<<<factor de correccion>>> para forzar suteoria de modo que produjera un Universoestatico e inalterable.

Esta correccion, a menudo denominadaconstante cosmologica o simplemente<<<lambda>>>, venia a ser una nueva fuerzafuncionando en el Universo que anulaba el efectode la gravedad. Einstein se lamentaria

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amargamente de su decision. A finales de ladecada de 1920, los astronomos descubrieronque se habian equivocado: el Universo realmentese expandia, haciendo que la constantecosmologica de Einstein fuera innecesaria. Habriabastado con que Einstein hubiera conservado lafe en sus ecuaciones originales para que hubierahecho la mayor prediccion de la historia de laciencia: que el Universo se creo en un explosivoBig Bang y que se expandia desde entonces.

Anos despues, Einstein supuestamente le dijo aun amigo que manipular las ecuaciones de laRelatividad General fue el mayor error de su vida.Sin embargo, por entonces se habian hechodescubrimientos que al final demostrarian que laverdad es mas extrana de lo que Einstein hubierapodido imaginar.

Las primeras pistas surgieron en 1927, cuando elfisico aleman Werner Heisenberg desvelo el

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famoso Principio de Incerti-dumbre, quedemostraba que es imposible tener unconocimiento perfecto del mundo subatomico. Noresulta sorprendente que la relacion con lacosmologia no fuera aparente de inmediato. Sinembargo, esta ahi: en el hecho de que, segun elPrincipio de In-certidumbre, es imposible conocerla cantidad exacta de energia que hay en elespacio en un momento dado. Incluso en unvacio en apariencia completamente vacuo,siempre existiran las denominadas fluctuacionescuanticas de energia del vacio que tienen lugaren el. Y, lo que resulta crucial, los efectos deestas fluctuaciones no se limitan al mundosubatomico, como demostro por vez primera en1948 el fisico holandes Hendrick Casimir. Calculoque si dos placas de metal se acercan mucho launa a la otra, impiden ciertas formas defluctuaciones cuanticas del vacio. Al haber menosfluctuaciones atrapadas entre las placas que enel exterior, las placas son empujadas una contra

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otra como por un campo de fuerza invisible. Tandebil es esta fuerza que su existencia no llego aconfirmarse adecuadamente hasta 1996. Aunasi, Casimir habia advertido a los cientificos:grandes sorpresas pueden brotar del vacio.

Hasta finales de la decada de 1970 no quedoclaro que calibre podian tener. Por entonces loscosmologos confiaban en que el Universo habiacomenzado en un Big Bang; ahora queriandescubrir sus causas. Trabajandoretrospectivamente a partir de la expansionpresente, parecia claro que el Universo tuvo quehaber sido muy pequeno, tanto que tenia quehaber sido regido por la Teoria Cuantica, lassingulares reglas del mundo subatomico.

En 1978, un joven teorico estadounidensellamado Alan Guth asistio a una conferencia sobrecosmologia y comenzo a ver las relaciones entreel cosmos y su especialidad: la fisica de

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particulas. Guth habia estado trabajando sobrelas fuerzas que actuan en el mundo subatomico:las denominadas fuerza nuclear fuerte y fuerzanuclear debil, y el electromagnetismo. Siguiendoun plan urdido por Einstein, teoricos como Guthsospechaban que todas estas fuerzas son solodiferentes facetas de un unico <<<campounificado>>>. Los calculos sugerian que las tresfuerzas subatomicas surgirian de hecho juntas,pero solo a temperaturas increiblemente altas.Guth, entre otros, se dio cuenta de que talestemperaturas se habian dado momentosdespues del Big Bang.

En 1981 publico un articulo revolucionario en elque explicaba con detalle las implicaciones deestas <<<grandes teorias unificadas>>>.Segun Guth, sugerian que una fuerza cosmicaextremadamente potente habia surgido duranteel Big Bang, desencadenando una expansionincreiblemente rapida del Universo. Aunque los

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detalles de la idea de Guth resultaron serimperfectos, otros teoricos aprovecharon la ideabasica de la <<<inflacion cosmica>>>, en granmedida porque resolvia algunos problemastecnicos dificiles sobre el Big Bang74.

Sin embargo, habia un gran pero. El efecto de lanueva fuerza de Guth podia incorporarse comouna simple adicion a la teoria de la gravedad deEinstein, y era identica a la pesadilla de Einstein:la constante cosmologica. Los astronomos ahoratenian que explicar por que la inicialmenteenorme constante cosmologica habiadesaparecido por completo justo momentosdespues del Big Bang. El problema empeorabapor el hecho de que las estimacionesaproximadas del tamano presente de laconstante cosmologica daban resultadossimplemente absurdos: 10120 veces mayor quelas observaciones permitidas. Durante la decadade 1980, algunos de los teoricos mas

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importantes del mundo, incluido Stephen Hawking(Universidad de Cambridge), intentaron presentarargumentos para explicar por que la constantecosmologica habia desaparecido por completo.Ninguno de ellos estaba muy convencido, lo quellevo al fisico estadounidense Steven Weinberg,galardonado con el Premio Nobel, a declarar quela constante cosmologica representaba una<<<autentica crisis>>> para la fisica.

Diez anos mas tarde, en 1998, esa crisis tomoun nuevo y espectacular rumbo. Los astronomoscomenzaron a desvelar pruebas de que todos sehabian equivocado en lo que respecta a laconstante cosmologica. Lejos de haberdesaparecido poco despues del Big Bang, pareciaque todavia seguia actuando en el Universo. Dehecho, parecia haberle robado el control a lagravedad, impulsando la expansion cosmica a unritmo siempre creciente.

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Estas revelaciones asombrosas surgieron deestudios de la agonia de estrellas gigantessituadas en los confines del Universo visible.Conocidas como supernovas, pueden eclipsarbrevemente la luz combinada de toda unagalaxia, convirtiendose en sondas ideales delespacio profundo. A mediados de la decada de1990, dos equipos de astronomos comenzaron autilizar estos faros lejanos para estudiar lavelocidad de expansion del Universo. La idea erabastante simple: encontrar si el Universo se estaexpandiendo tan rapido que se seguiraexpandiendo por siempre o si llegara un dia enque se frene bajo la fuerza de su propiagravedad, llegue a detenerse y se colapse haciaun Big Crunch de proporciones catastroficas.

Sea como fuere, dos equipos internacionales deastronomos esperaban encontrar las claves en ladebil luz de las supernovas. Lo que encontraronrealmente hizo que se tambalearan —y supuso la

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llamada de telefono entre Robert Kirshner(Universidad de Harvard) y su colega AdamRiess—. Como miembros del High-Z SupernovaSearch Team, Kirshner y Riess habian realizadoobservaciones telescopicas en busca de signosde un cambio en la velocidad de expansioncosmica. En diciembre de 1997 comenzaron aencontrarlas. Pero lejos de mostrar un Universoque se estaba frenando por la accion de supropia gravedad, las supernovas apuntaban a unUniverso que estaba acelerando, impulsado poruna forma invisible de energia, a la que pronto sedenomino <<<energia oscura>>>.

El Supernova Cosmology Project, proyecto rivaldirigido por Saul Perlmutter (Lawrence BerkeleyNational Laboratory, California), anuncioresultados similares. Y en los ultimos meses, losresultados de la investigacion de las supernovashan sido confirmados por el estudio masdetallado que se haya hecho del calor remanente

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del Big Bang. Los datos, obtenidos por la sondaorbital WMAP (Wilkinson Microwave AnisotropyProbe) de la NASA, dicen lo mismo que lassupernovas, y las implicaciones son inquietantes.Einstein, Hawking y otros brillantes teoricosestaban equivocados: la fuerza mas potente delUniverso no es la gravedad, sino la <<<energiaoscura>>>, en la forma de la constantecosmologica.

Con una existencia ya fuera de toda duda, losteoricos ahora estan intentando descubrir lasconsecuencias de la energia oscura. Pueden serdramaticas: en 2003, un equipo de teoricossugirio que la expansion cosmica en continuaaceleracion puede finalmente dividir el espacio yel tiempo en el denominado Big Rip (<<<grandesgarro>>>).

Otros estan luchando simplemente por explicar laexistencia de la energia oscura75. Parece cierto

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que su fuente radica en las fluctuacionescuanticas del vacio predichas por el Principio deIn-certidumbre de Heisenberg. Los calculosdemuestran que estas pueden producir energiaoscura con el efecto <<<antigravitacional>>>necesario. El gran problema radica en explicar elgrado preciso de energia oscura que se observaahora —hoy se cree que suponeaproximadamente el 15 % de la energia total delUniverso.

La mayoria de los teoricos creen que larespuesta definitiva surgira de la tan esperadaTeoria del Todo, que explicara todas las fuerzasde la Naturaleza en un conjunto unico deecuaciones. Mientras tanto, la existencia de laenergia oscura sigue constituyendo un autenticoenigma cosmico, que solo podra resolver unAlbert Einstein del siglo XXI.

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LOS EFECTOS DEL VACIO EN LA OFICINA

A pesar de su naturaleza aparentementeesoterica, los efectos cuanticos del vacio afloranen muchas circunstancias cotidianas. Los circuitoselectronicos son presa del <<<ruido>>>aleatorio generado por fluctuaciones aleatorias dela energia del vacio, que plantean limitesfundamentales en el nivel hasta el cual puedenamplificarse las senales. El mecanismo de sorteode cierta loteria estatal britanica (Premium Bonds)tambien se basa en estos efectos. Incluso lostubos fluorescentes deben su funcionamiento afluctuaciones de energia del estado del vacioaleatorias y sin causa. Los atomos de vapor demercurio son excitados por la descarga electricaque se produce en el tubo, y su emisionespontanea de fotones esta desencadenada porfluctuaciones del vacio que los sacan de su

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inestable estado de energia. Dicho de otro modo,cada vez que enciendes la luz de la oficina estasdesencadenando efectos relacionados con losque ahora impulsan la expansion del Universo.

?COMO TERMINARA EL UNIVERSO?

El descubrimiento de la energia oscura tieneprofundas implicaciones en el futuro de nuestroUniverso. Antes los cosmologos pensaban que eldestino del cosmos estaria determinado por ladensidad de materia del Universo. Si esta fuerasuficientemente elevada, la gravedad al finaldetendria la expansion, desencadenando uncolapso hacia un Big Crunch catastrofico; de otromodo, se expandiria por siempre. Sin embargo,ahora esta claro que la energia oscura ha sido la

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fuerza dominante del cosmos durante los ultimos7.000 millones de anos y esta conduciendo laaceleracion a una velocidad en permanenteaumento. Como tal, el Universo parece estarempezando a convertirse en un lugar muydesolado. Por ejemplo, nuestra galaxia seencontrara enteramente aislada en un plazo de100.000 millones de anos; el resto del cosmoshabra sido transportado a regiones tan alejadasque su luz nunca podra llegar hasta nosotros.

Cronologia

1917 Einstein utiliza su nueva teoria de lagravedad, la Relatividad General, paraestudiar el misterio del cosmos e introducela denominada constante cosmologica.

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1927 El fisico aleman Werner Heisenbergpublica el Principio de Incertidumbre, quedemuestra que incluso el espacio vacioesta lleno de <<<energia oscura>>>.

1929 El astronomo estadounidense EdwinHubble descubre que el Universo seexpande, demostrando que la constantecosmologica de Einstein era innecesaria.

1948 El fisico holandes Hendrick Casimirpredice que el espacio vacio puede generaruna fuerza de atraccion entre dos placasde metal, empujando una contra otra.

1981 Alan Guth (Massachusetts Instituteof Technology) sugiere que el Universoprimitivo sufrio una <<<inflacion>>> acausa de una especie de energia oscuraprimordial.

1984 Stephen Hawking presenta una

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teoria que, segun afirma, puede explicarpor que no existe energia oscura en elUniverso actual.

1988 Steven Weinberg, fisico ganador delPremio Nobel, describe la ausencia decomprension de la constante cosmologica yde la energia oscura como una<<<autentica crisis>>> de la fisica.

1996 Steve Lamoreaux (Universidad deWashington en Seattle) consigue medir yconfirmar la existencia de la fuerza deCasimir, una fuerza increiblemente debil.

1998 Equipos de astronomos queestudian la luz de supernovas lejanasdesvelan las primeras pruebas solidas de laenergia oscura que impulsa la expansiondel Universo.

2001 La NASA lanza la sonda MAP

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(Microwave Anisotropy Probe), que dosanos despues da resultados quedemuestran que la energia oscura dominael cosmos.

2003 John Tonry y sus colaboradores dela Universidad de Hawai demuestran que laenergia oscura usurpo a la gravedad elcontrol del Universo haceaproximadamente 7.000 millones de anos.

Citas

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Uno de esos problemas reside en ladensidad de materia observada en elUniverso. Durante las decadas de 1960 yde 1970, los astronomos utilizaron diversastecnicas para descubrir que la densidad del

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Universo estaba bastante cerca de lacrucial linea divisoria entre un Universo tandenso que finalmente hubiera vuelto acolapsarse en un Big Crunch y un Universosuficientemente diluido para seguirexpandiendose por siempre. Pero durantela decada de 1970, el fisico estadounidenseBob Dicke (Universidad de Princeton)apunto que el hecho de que la densidadfuera incluso remotamente cercana a estalinea divisoria era en si mismo notable.Trabajando retrospectivamente, demostroque ello implicaba que el Universo debiatener una energia que no difiriera en masde una mil billonesima parte del valor criticoapenas un segundo despues del Big Bangpara acabar tan cerca de la linea divisoriahoy en dia. Muchos fisicos no podian creerque esto fuera un accidente. Uno de lostriunfos de la Teoria de la Inflacion fuedemostrar como se alcanzo este ajuste:

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en pocas palabras, es el resultado de lacolosal cantidad de expansion que tuvolugar justo despues de la creacion delcosmos.

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En la actualidad existen varios candidatoscomo fuente de la energia oscura. A finalesde la decada de 1970, cuando losastronomos pensaban (de formaequivocada) que sus observaciones habianencontrado pistas de una constantecosmologica, el astrofisico sovietico YakovZel’dovich sugirio que la energia oscurapodria deberse a interaccionesgravitacionales entre particulas del vacio.Incluso presento una formula para eltamano del efecto, pero presuponia ciertovalor para una masa subatomica, y nadieha presentado una buena explicacion para

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el tamano de esa masa. Otra candidata esla denominada <<<quintaesencia>>>(toma su nombre del quinto elemento delantiguo cosmos griego, despues de latierra, el aire, el fuego y el agua). Lafuerza de esta forma de energia oscurapuede variar con el espacio y el tiempo,permitiendo que actuara tanto en elperiodo de inflacion durante el Big Bangcomo en el Universo actual. Los teoricosesperan que observaciones mas detalladasdel Universo obtenidas de sucesores de lasonda WMAP y de los telescopios orbitalescomo la sonda estadounidense SNAP(Supernova/Acceleration Probe) lespermitan identificar la autentica fuente dela energia oscura.

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24Universos paralelos

En pocas palabras

Durante milenios, los filosofos han sostenido que elUniverso, por definicion, debe ser infinito en su extension.Observaciones astronomicas recientes apoyan solidamenteesta idea, que implica que lo que llamamos nuestroUniverso es solo parte de algo que es infinitamente mayor—un <<<multiverso>>>— en el que existe cualquierposible permutacion de acontecimientos y condiciones. Unnumero infinito de estos universos paralelos son del tododiferentes a nuestro Universo, y en ellos prevalecendistintas leyes de la fisica. Sin embargo, un numero infinitode ellos —uno de los cuales es el Universo en el quevivimos— tienen las condiciones necesarias para laaparicion de la vida. Aunque todos estos <<<universosparalelos>>> estan fuera del alcance de los medios decomunicacion convencionales, muchos cientificos creen quesu presencia se revela en efectos sutiles, como lospatrones de interferencia creados por fotones de luz oparticulas subatomicas individuales. Algunos incluso

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insisten en que la existencia de universos paralelos puedetener un uso practico a traves de los denominadosordenadores cuanticos, que ahora se estan construyendoen laboratorios de todo el mundo. Se preve que seanmucho mas potentes que cualquier ordenador existente,ya que permitiran hacer al mismo tiempo calculos en ungran numero de universos paralelos.

Cuando Geoffrey Taylor realizo el experimentoen casa de sus padres, bien pudo preguntarsepara que se estaba molestando si el resultadoera obvio. De todos modos, su mentor de laUniversidad de Cambridge, sir Joseph Thomson,le habia pedido que en cualquier caso lo hiciera,asi que siguio adelante: coloco la aguja sobre susoporte, encendio la lampara que la iluminaba yajusto su filtro para controlar la cantidad de luzque pasaba. Entonces expuso la placafotografica que debia recoger la sombra de laaguja; comprobo que todo funcionaba y se fuede vacaciones.

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Cuando Taylor volvio, hizo un descubrimientoasombroso. Examinando la placa fotografica,pudo observar bandas apenas visibles de luz ysombra, el inconfundible patron de rayos de luzinterfiriendo entre si. Muchos otros fisicos habianobservado el mismo patron usando aparatossimilares, pero el hecho de que aparecieran en laplaca fotografica de Taylor era asombroso,porque en su experimento habia expuesto laaguja a un nivel increiblemente bajo de luz,equivalente a una vela colocada a un kilometro ymedio de distancia. Con un nivel tan escaso deiluminacion, solo particulas individuales de luz, ofotones, chocaban con la aguja una por una. Portanto, la propia idea de <<<interferencia>>> yano tenia sentido: simplemente no habiasuficientes fotones alrededor para ello.

Thomson y Taylor habian esperado que la placafotografica no mostrara signos de efectos deinterferencia, ni siquiera al cabo de varias

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semanas de exposicion. Sin embargo, cuandoestudiaron la placa ese dia de 1909, inclusoThomson —que acababa de ganar el PremioNobel por el descubrimiento del electron— tuvoque admitir que estaba desconcertado.

Los fisicos han debatido las implicaciones de la<<<interferencia de fotones unicos>>> desdeentonces. Pero ahora algunos creen queconstituye una prueba solida de algo que antesse consideraba del dominio exclusivo de lasnovelas de ciencia ficcion: la existencia deuniversos paralelos.

La base de esta afirmacion asombrosa seencuentra en una polemica que comenzo hacemas de dos mil anos, y que conecta elexperimento simple de Taylor con efectos deautentica magnitud cosmica. Hace tiempo quelos filosofos reconocieron que la propia definicionde un <<<universo>>> conduce a algunas

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conclusiones notables. Ya en el ano 56 a. C.,Lucrecio, poeta y filosofo romano, sostenia que siel Universo fuera finito, implicaria que en algunpunto deberia haber una frontera mas alla de lacual habria… ?que? Ya que el Universo es, pordefinicion, todo, debe incluir tambien todo lo quehaya mas alla de esa frontera, en cuyo caso nopuede ser finito76.

La idea de que el Universo debia ser infinito semantuvo mas o menos inalterada hasta haceaproximadamente un siglo, cuando Einsteinpresento su teoria de la gravedad, conocidacomo Relatividad General. Esta revelaba unanueva posibilidad asombrosa: que el Universopuede ser finito sin poseer fronteras. Comoanalogia aproximada, hay que imaginarse elespacio tridimensional de un Universo finito quese curva para formar la superficie de una pelota.Ahora imaginese unas cuantas hormigasandando sobre la pelota: no importa cuanto

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exploren su superficie, nunca encontraran unafrontera, pese al hecho de que su superficie esfinita.

Segun la teoria de Einstein, el Universo puede ser<<<finito aunque sin bordes>>> si contienesuficiente energia y materia. No obstante, lasultimas observaciones astronomicas sugieren queLucrecio estaba en lo cierto al fin y al cabo: laspruebas procedentes de estrellas distantes y elcalor en realidad del Big Bang apuntan a unUniverso que en realidad es infinito en suextension. Aun asi, solo podemos ver unaminuscula parte de nuestro cosmosinimaginablemente vasto: aquella parte desde lacual la luz ha podido alcanzarnos en los cerca de14.000 millones de anos transcurridos desde quetuviera lugar el Big Bang.

Pese a esta aparente barrera que se alza frenteal conocimiento, es posible decir con absoluta

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certeza lo que.esta ocurriendo fuera, en elUniverso infinito; en una palabra: todo. En algunlugar, a innumerables billones de anos luz, otraversion de usted esta leyendo este capitulomientras se encuentra sentado en un tren. Enalgun lugar existe otro usted que es una estrellade Hollywood o el ganador de un Premio Nobel, oambas cosas.

En resumen, un Universo infinito contiene unnumero infinito de posibilidades concebibles (ytambien de las inconcebibles). Dicho de otromodo, contiene un numero infinito de versionesparalelas del Universo que podemos ver.

Esta conclusion extrana aunque ineludible hallevado a los cientificos a acunar un nuevotermino para el Universo realmente infinito, consu pletora de posibilidades: el<<<multiverso>>>. El termino<<<universo>>> se utiliza ahora para describir

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solo la diminuta parte del multiverso quepodemos observar. La distincion ayuda a resolveralgunas cuestiones que si no seriandesconcertantes. ?Por que, por ejemplo, nuestroUniverso y sus leyes son tan apropiados para laexistencia de vida? Algunos afirman que se debea que un creador benevolo lo creo especialmentepara nosotros. Sin embargo, desde el punto devista del multiverso, tan solo habitamos uno delos infinitos universos paralelos adecuados para laexistencia de vida.

Muchos fisicos creen ahora que la existencia deuniversos paralelos puede hacer mucho mas.Creen que resuelve algunos de los rompecabezasmas desconcertantes de toda la ciencia, que sehicieron evidentes a traves de experimentossobre la naturaleza de la masa y la energiarealizados hace un siglo. Estos experimentosrevelaron que la luz, el calor y otras formas deradiacion semejantes a ondas tambien tienen

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propiedades semejantes a las particulas,transmitiendose su energia en paquetesconocidos como <<<cuantos>>>. Por otraparte, se encontro que entidades que seconsideraban como particulas, como loselectrones, tienen propiedades tipicas de lasondas.

Mas extranos aun fueron los resultados deexperimentos como el realizado por Taylor en lacasa de sus padres en 1909, en el que la luzseguia mostrando efectos como la interferencia,incluso cuando estaban implicados fotonesunicos. Muchos de los fisicos mas brillantes delultimo siglo se dedicaron a buscar la manera deexplicar estos efectos extranos, y el resultado seconoce como Teoria Cuantica.

En 1925, el fisico austriaco Erwin Schrodingerpresento una ecuacion que parecia captar loesencial de estos nuevos descubrimientos. A

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primera vista parecia una ecuacion bastanteconvencional del tipo de las que utilizaban losfisicos para describir el comportamiento similar alas ondas. Pero en ella habia algo muy extrano.Simplemente, la ecuacion de Schrodingerimplicaba que cualquier particula podia describirsemediante un numero enorme de ondas, cadauna de las cuales reflejaba un posible estado dela particula. Sin embargo, esto era absurdo: en elmundo real, cada particula solo tiene un estado.

El problema de como desembarazarse de todoslos estados extra desconcerto a Schrodinger y aotros importantes fisicos durante decenios. Alfinal, la mayoria de ellos adoptaron una idea quepresento el fisico danes Niels Bohr, conocidacomo interpretacion de Copenhague. Segun esta,el acto de observar una particula la libra de todala miriada de posibilidades, salvo una —aunqueno estaba claro como ni por que.

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En 1957, un doctorando de la Universidad dePrinceton llamado Hugh Everett III desafio esteconsenso con una propuesta audaz: que el vastonumero de diferentes ondas atestiguaba laexistencia simultanea de la particula en uninmenso numero de universos paralelos alnuestro. Segun la interpretacion de los multiplesmundos de Everett, la razon de que veamos unosolo de la miriada de posibles estados essimplemente que existe un unico estado porcada universo paralelo, y solamente observamosel estado asignado al Universo en el queexistimos. No obstante, la presencia de los otrosuniversos tiene un efecto sobre lo que vemos:las ondas que existen en ellos afectan a las denuestro propio Universo, creando efectos deinterferencia, incluso en el caso de particulasunicas. Segun la interpretacion de los multiplesmundos, Geoffrey Taylor no andabadesencaminado cuando se asombro por lo quehabia observado en su experimento: habia sido el

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primero en detectar la existencia de universosparalelos.

Aunque muchos teoricos piensan ahora que laTeoria Cuantica se entiende mejor en talesterminos, a la mayoria de los cientificos ordinariosles basta con utilizar la Teoria Cuantica, sinpreocuparse por tales ideas metafisicas77. Sinembargo, algunos fisicos creen que estainterpretacion de la Teoria Cuantica tiene un valorpractico y real, y que la existencia de universosparalelos puede implicar beneficios comerciales.

En 1985, David Deutsch (Universidad de Oxford)publico un articulo revolucionario en el que sugeriaque seria posible construir un ordenador quepudiera resolver cualquier problema concebible auna velocidad increible, aprovechando laexistencia de universos paralelos.

En los ordenadores convencionales, los

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problemas se convierten primero en bits: unos yceros que pueden ser entendidos pormicroprocesadores como <<<encendido>>> y<<<apagado>>>. Entonces es cuestion dealmacenar y mezclar estos bits lo mas rapidoposible. El articulo de Deutsch abria la perspectivade un computador cuantico, que aprovecha losmultiples estados en los que pueden existirsimultaneamente las particulas. En lacomputacion cuantica, los problemas primero seconvierten en un nuevo tipo de bit, el qubit78,que ni es completamente uno ni cero, sino unamezcla de ambos. Esto permite que un unicoqubit actue como dos diferentes bits a la vez —duplicando la velocidad de calculo—. En efecto,segun decia Deutsch, un ordenador cuanticorealiza calculos en universos paralelos al mismotiempo. El aumento de la velocidad puede serespectacular. Por ejemplo, un ordenador cuanticoque trabaje solamente con 100 qubits equivale aun ordenador convencional que utilice 2100 bits

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ordinarios, esto es, un billon de trillones de bits, loque supone una capacidad muy superior a la detodos los superordenadores del mundocombinados. El articulo de Deutsch desencadenouna oleada de interes por la computacioncuantica. Los cientificos computacionales sededicaron a disenar programas adecuados,mientras que los fisicos buscaban formas decrear qubits. Se centro la atencion en la utilizacionde particulas subatomicas como los protones,que pueden existir en dos estados diferentes deforma simultanea.

Sin embargo, los investigadores descubrieronpronto un problema importante: los qubits sonextremadamente sensibles, y la informacion quecodifican se pierde con facilidad. En 1998, unequipo dirigido por Isaac Chuang (IBM, San Jose)demostro que una forma de superar el problemaera utilizar un numero enorme de qubits, enforma de billones de protones en un pequeno

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tubo de agua. La idea era que al menos unospocos qubits sobrevivirian intactos al computo. Yparecia funcionar. Chuang y sus colaboradoresconvirtieron una breve lista de datos en qubits yutilizaron un programa de ordenador cuanticoespecial para ordenar la lista en ordenascendente, <<<leyendo>>> el resultadoaplicando campos magneticos al tubo de agua.En 2001, el equipo utilizo la misma tecnica paradividir quince en sus factores primos, tres ycinco.

Aunque ambos problemas eran casi ridiculamentetriviales, demostraron que la computacioncuantica no era solo una posibilidad teorica. Loque sigue sin estar claro es si la computacioncuantica puede alcanzar por completo suimpresionante potencial para resolver enormesproblemas como una centella.

Los cientificos que trabajan en la computacion

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cuantica creen que todavia falta al menos unadecada para que se comercialicen computadorescuanticos. De conseguirlo, se trataria conseguridad de uno de los mas inconcebiblesavances tecnologicos de todos los tiempos, queaprovecharia los universos paralelos que existena nuestro alrededor.

CREAR UNIVERSOS PARALELOS

Las teorias actuales del origen del Universo hanarrojado luz sobre las posibles formas de crearuniversos paralelos. Ahora se piensa que el BigBang se ha caracterizado por un periodo muybreve de expansion extremadamente rapidaconocida como inflacion, impulsado por un<<<campo escalar>>> (vease el capitulo 22).

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Hay muchos tipos diferentes de camposescalares, todos ellos con distintas propiedades,lo que suscita la cuestion de por que nuestroUniverso termino sufriendo una inflacion de laforma en que lo hizo. A principios de la decadade 1980, el cosmologo ruso Andrei Linde propusoque nuestro Universo de hecho puederepresentar solo una parte de un multiversoinfinitamente grande en el que se manifiestantodas las variantes de campos escalares. Estemodelo de <<<inflacion caotica>>> sugiere, portanto, que estamos rodeados por una pletora deotros universos, todos ellos con sus propiaspeculiaridades en lo que a contenido y dinamicase refiere.

SALVAR LA DISTANCIA ENTRE LOSUNIVERSOS PARALELOS

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El concepto de universos paralelos esta ocupandoahora una posicion central en la fisica, tanto a lamayor escala (cosmologia) como a escalasubatomica, a traves de la Teoria Cuantica. Talconvergencia de pensamiento es obviamentesugerente, pero unificar los dos puntos de vistasobre los universos paralelos plantea problemas.Por ejemplo, los cosmologos consideran losdiferentes <<<universos>>> que forman elinfinitamente vasto multiverso como aisladosunos de nosotros por su distancia y su dinamica.Por otra parte, los universos paralelos en lainterpretacion de los <<<multiples mundos>>>de la Teoria Cuantica parecen ser mucho mas<<<cercanos>>> a nosotros en cierto sentido,revelandose su presencia a traves de efectoscuanticos como la interferencia y la incerti-dumbre. Quiza la tan esperada Teoria del Todorevelara la unidad subyacente de estos dos

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puntos de vista de los universos paralelos.

Cronologia

56 a. C. Lucrecio, poeta y filosoforomano, concluye De rerum natura (Sobrela naturaleza de las cosas), obra en la quedefiende su idea de un Universo infinito.

1909 El fisico Geoffrey Ingram Taylor(Universidad de Cambridge) demuestraque fotones unicos pueden crear efectosde interferencia que apuntan a universosparalelos.

1915 Einstein publica su teoria de lagravedad, la Relatividad General, querelaciona la materia con la forma y la

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extension del Universo.

1925 Erwin Schrodinger publica suecuacion de ondas cuantica, con suextrana implicacion de que las particulasexisten en miriadas de diferentes estadossimultaneamente.

1957 Hugh Everett III, estudiante de laUniversidad de Princeton, presenta la<<<interpretacion de los multiplesmundos>>> de la Teoria Cuantica, en laque la realidad consiste en una infinidad deposibles universos.

1960 Andy Nimmo, de la SociedadInterplanetaria Britanica, acuna el termino<<<multiverso>>> cuando imparte unacharla sobre las ideas de Everett.

1985 David Deutsch, fisico de laUniversidad de Oxford, prueba la existencia

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de ordenadores cuanticos universales,capaces de realizar cualquier calculoposible.

1997 El astronomo real sir Martin Reessugiere que el multiverso puede explicarpor que nuestro Universo es tan adecuadopara la vida.

1997 Deutsch afirma en La estructura dela realidad que los efectos de interferenciademuestran la existencia de billones deuniversos paralelos.

1998 Un equipo dirigido por Isaac Chuang(IBM, San Jose) lleva a cabo la primeracomputacion cuantica usando moleculas decloroformo.

2003 Estudios del calor remanente del BigBang por la sonda WMAP de la NASAproporcionan las mejores pruebas

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obtenidas hasta el momento de que elUniverso es infinito.

Citas

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Durante mucho tiempo los fisicos hanridiculizado los intentos de los filosofos dedescubrir la naturaleza del Universo. <<<?No es toda la filosofia como escribir en lamiel?>>>, preguntaba Einstein. <<<Aprimera vista parece maravilloso, perocuando se vuelve a mirar, todo se hadesvanecido. Solo queda una masainforme.>>> Sin embargo, sigue siendocierto que argumentos metafisicossorprendentemente simples puedenconducir a ideas sobre el espacio y eltiempo a las que llegaron los fisicos solo al

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cabo de decadas de esfuerzo (veansealgunos ejemplos en la maravillosa obradel profesor Robin Le Poidevin citada enlas referencias bibliograficas). Undescubrimiento realizado por logicosmedievales puede haber tenido relacioncon los universos paralelos. Se centra enun resultado que en logica se conocecomo ex falso quodlibet (Ex falso quodlibetsequitur: <<<de lo falso puede salircualquier cosa>>>) (N.del E.), segun elcual la existencia de solo unacontradiccion implica de manera logicaque nada y todo es verdadero. Esto se hainterpretado durante mucho tiempo comouna demostracion del efecto mortal de lascontradicciones sobre todo argumentoracional; su potencia ha aterrado a losfilosofos desde la epoca de Aristoteles. Sinembargo, si de hecho existimos en unmultiverso, no solo hay unas cuantas

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contradicciones ahi fuera, sino un numeroinfinito de ellas. Afortunadamente, no nosencontramos con ellas debido al merotamano del multiverso, que hace que lasprobabilidades de que aparezca una solacontradiccion en nuestra diminuta esquinadel mismo sean practicamenteinexistentes. Desde este punto de vista, elresultado supuestamente absurdo de quelas contradicciones implican que todo escierto es una proposicion casi trivial sobreel multiverso, en el que todas las cosas,incluidas todas las contradicciones, sonverdaderas.

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Los fisicos son en general tipos muypragmaticos que no ven la necesidad deenredarse con detalles turbios y sutilessalvo que sea absolutamente necesario.

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Hasta hace poco, la interpretacion de laTeoria Cuantica se vio como el sum-mumdel detalle turbio y sutil. Pero la aparicion deaplicaciones especificas, como lacomputacion cuantica, ha llevado a uncreciente numero de fisicos a intentarcontrolar estos detalles. El resultado hasido una renovacion del interes por lainterpretacion de la Teoria Cuantica, y laaparicion de un consenso sobre lanecesidad de revisar los enfoques de loslibros de texto convencionales manejadosdurante decadas. En 1999 se pregunto alos asistentes a una conferencia sobrecomputacion cuantica celebrada en elIsaac Newton Institute (Cambridge) suopinion respecto a la mejor forma deabordar la Teoria Cuantica. De los noventaque expresaron su punto de vista, solo el4% seguian adoptando la interpretacionconvencional (<<<Copenhague>>>),

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mientras que el 33% habia adoptado lainterpretacion de los multiples mundos. Sinembargo, mas del 50% describieron quesu punto de vista no era <<<ninguno delos anteriores>>> o no se decantaron porninguna opcion. Se puede consultar enlinea una revision del estado actual de lasinterpretaciones de la Teoria Cuantica enhttp://tinyurl.com/8ycq9

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Bit cuantico. (N. del E.)

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25El Principio Antropico

En pocas palabras

La inmensidad del Universo hace que la idea de unaconexion con la vida en la Tierra parezca completamenteingenua. Sin embargo, los descubrimientos sobre laspropiedades del cosmos sugieren que existe tal vinculo, yhan conducido al Principio Antropico: que nuestro Universotiene propiedades que hacen viable la vida, ya que de otromodo no existiriamos. Desde el descubrimiento en lasestrellas de propiedades especiales de los atomos decarbono necesarias para producir compuestos quimicosimprescindibles para la vida, hasta el extraordinario<<<ajuste>>> de las propiedades del Universo, hoy endia hay un importante apoyo cientifico al PrincipioAntropico. Cada vez hay mas sospechas de que nuestroUniverso no es mas que una pequena parte —aunque unaparte propicia para la vida— de un multiverso muchomayor. Algunos cientificos estan estudiando la posibilidadde un vinculo entre la existencia de los seres humanos y elorigen del propio Universo.

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Albert Einstein dijo que era la cuestion que mas lagustaria responder, el <<<por que>>>definitivo: ?por que el Universo es como es?

Algunos estan seguros de que conocen larespuesta. Insisten en que el Universo es comoes porque Dios asi lo quiso. Para muchos otros,esto plantea mas preguntas de las que resuelve,mientras que algunos afirman que la preguntacarece de sentido: el Universo simplemente es.

Sin embargo, descubrimientos recientes sobre elcosmos sugieren que la verdad es mucho masinteresante, y que sus propiedades —quiza supropia existencia— estan intimamenterelacionadas con nuestra presencia en el.

Las evidencias se presentan en forma deextranas coincidencias entre las propiedadesbasicas de nuestro Universo y las condicionesnecesarias para que se sustente en el vida

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inteligente. El significado de estas coincidencias aveces ha suscitado agrios debates entre loscientificos. Algunos desestiman los intentos dedarles sentido, considerando que no soncientificas. Otros van tan lejos como para insistiren que los vinculos apuntan a un significado y unproposito divinos del Universo.

En el meollo del debate se encuentra el PrincipioAntropico, segun el cual el mero hecho de queexistamos arroja luz sobre como puede ser elUniverso. Como tal, se ha convertido en una delas propuestas mas polemicas de la historia de laciencia. Dice al menos tanto sobre los cientificoscomo sobre la propia idea, puesto que la nocionde que el Universo ha sido hecho a la medida delgenero humano fue tomada como natural pormuchos de los fundadores de la cienciaoccidental, incluido Isaac Newton. Pero acomienzos del siglo XX, tales creencias habiantomado un aire de dogma religioso que la

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mayoria de los cientificos querian evitar.

En 1903, incluso el distinguido naturalista britanicoAlfred Russel Wallace79 se arriesgo a serridiculizado declarando que el Universo puedetener las propiedades que tiene <<<paraproducir un mundo que deberia estar adaptadocon precision en cada detalle para el desarrolloordenado de la vida, que culmina en elHombre>>>80.

En unos pocos anos, Albert Einstein habiadesarrollado su Teoria de la Relatividad, quemarca el comienzo de la ciencia moderna, y queaparentemente no requeria de tales opiniones.En 1930, los astronomos habian observado queel Universo era totalmente diferente al vaciosimple, estatico e infinito que habian concebidolos primeros cientificos. El Universo era dinamicoy estaba repleto de galaxias que se alejaron delas demas en el periodo posterior a un suceso

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explosivo que parecia haber tenido lugar miles demillones de anos antes. Su comportamiento solopodia entenderse recurriendo a las ecuacionestremendamente complejas de la RelatividadGeneral, la teoria de la gravedad de Einstein.Ciertamente, en esta nueva idea del Universo noparecia que hubiera lugar para una conexion conla existencia de simples seres humanos.

Aun asi, algunos cientificos afirmaban que habiaalgo extrano respecto a las propiedades delUniverso, que apuntaba a un vinculo improbablecon la fisica de las particulas subatomicas.Senalaban que, segun los datos astronomicos, elUniverso visible era aproximadamente 10.000trillones de trillones (1040) veces mayor que unelectron —es una cifra enorme, pero queresultaba ser el mismo factor por el que laintensidad de la fuerza electrostatica entre loselectrones y los protones supera la fuerzagravitacional entre ellos—. ?La similitud de estos

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dos numeros grandes era solo una coincidencia oera la prueba de una relacion entre la fisica de lomuy grande y la fisica de lo muy pequeno?

Aunque muchos cientificos desestimaron de planoesta idea, atrajo la atencion de uno de losfundadores de la Teoria Cuantica, el fisicobritanico Paul Dirac, galardonado con el PremioNobel. En 1937 publico un articulo en la influyenterevista Nature en el que presento lo que seconoceria como Hipotesis de los NumerosGrandes. Segun esta hipotesis, la similitud de losnumeros grandes no es una coincidencia, sinoque refleja una ley fundamental de la fisica81. Porconsiguiente, la similitud tiene que ser siemprevalida, lo que llevo a Dirac a hacer una prediccionasombrosa. Debido a la expansion del cosmos, elgran numero basado en el tamano del Universocambia con el tiempo. En consecuencia, su actualsimilitud con el segundo gran numero no puedeseguir siendo valida por siempre, a no ser, claro,

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que el segundo gran numero tambien cambiecon el tiempo. Sin embargo, ?que particulasubatomica puede variar? Dirac penso que solohabia un camino para evitar la demoledora TeoriaCuantica: la gravedad debe debilitarse con elpaso del tiempo, a la misma velocidad que elUniverso se expande.

La proposicion temeraria de Dirac provoco pocasrespuestas inmediatas, en gran medida porque lareduccion prevista de la fuerza de la gravedadera increiblemente lenta: menos del 1 % en diezmillones de anos. En ausencia de cualquierprueba obvia de esta prediccion, los cientificosdejaron a un lado la Hipotesis de los NumerosGrandes. La posibilidad de una relacion entre lafisica de lo muy grande y la fisica de lo muypequeno estallo de nuevo en el panoramacientifico en 1953, cuando Fred Hoyle, colega deDirac de la Universidad de Cambridge, descubriouna <<<coincidencia>>> mucho mas

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impresionante que proporcionaba una relaciondirecta entre las propiedades del cosmos y laexistencia de vida en la Tierra.

Desde mediados de la decada de 1940, Hoylehabia lidiado con uno de los primeros retos a losque se enfrento la ciencia: explicar el origen delos elementos quimicos. Los mas simples y mascomunes de ellos, el hidrogeno y el helio,parecian haber sido creados en el calorinimaginable del Big Bang. El problema eraexplicar el origen de los demas.

Hoyle descubrio que la respuesta radicaba en lasreacciones nucleares que tenian lugar en lasprofundidades de las estrellas, pero solo si sedaba una condicion muy especial en los atomosde carbono. En particular, uno de sus isotopos,12C, tenia que poseer una propiedad denominadaresonancia a una energia muy precisa. De locontrario, las estrellas practicamente no crearian

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carbono y, como Hoyle comprendio, sin carbonono hay vida. Sin embargo, por mas esfuerzosque hizo, Hoyle no pudo encontrar pruebasexperimentales de que existiera tal resonancia.En su lugar, no le quedo mas remedio querecurrir a un argumento ingenioso: los expertosdebian de haber pasado algo por alto, porque deno haberlo hecho simplemente no existirian.

El uso innovador del Principio Antropico por partede Hoyle provoco inevitablemente elescepticismo: ?era seguro que la mera existenciade vida no puede utilizarse para predecir unapropiedad fundamental de los atomos? Sinembargo, Hoyle persistio y apenas una semanadespues un equipo llego con la noticia de quehabian encontrado la resonancia, justo dondeHoyle habia dicho que estaria.

El Principio Antropico recibio otro espaldarazopoco despues, cuando el fisico estadounidense

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Robert Dicke lo utilizo como base de una maneraradicalmente diferente de considerar la Hipotesisde los Numeros Grandes de Dirac. Dicke revelouna laguna en los argumentos de Dirac: que lasimilitud en tales numeros grandes dificilmentepuede ser una coincidencia. Apuntaba a que elhecho de que pudieramos observar las<<<coincidencias>>> significa que el Universodebe de haber existido desde hace suficientetiempo para que las estrellas crearan loselementos necesarios para la vida humana. Porotra parte, el Universo no puede ser mucho masantiguo que esto, pues de otro modo lasmaterias primas necesarias para crear lasestrellas se habrian agotado. Utilizando un simplemodelo de reacciones nucleares estelares, Dickedemostro que nuestra existencia garantiza quelos dos numeros grandes de Dirac deben sersimilares en este momento de la vida delUniverso. Dicho de otro modo, Dirac estaba en locierto al decir que su similitud no es mera

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coincidencia, aunque se equivocaba pensandoque, por tanto, debia persistir por siempre.

El argumento antropico de Dicke tambien socavola afirmacion de Dirac de que la gravedad teniaque haberse debilitado para mantener intacta la<<<coincidencia>>>. Ya en la decada de 1940habian surgido dudas respecto a la prediccion deDirac; el teorico hungaro-estadounidense EdwardTeller habia demostrado que el debilitamiento dela gravedad implicaba un Sol mas brillante y unaorbita terrestre menor en el pasado, haciendoque la Tierra primitiva fuera imposiblementecaliente82. El golpe de gracia lo asestaron losastronautas del proyecto Apollo, que en 1969dejaron en la Luna espejos especiales parareflejar rayos laser. Estos permitian a losastronomos medir la distancia a la Luna con unaprecision sin precedentes —de unos pocoscentimetros— y, por tanto, detectar cualquiersigno de que se estuviera alejando a medida que

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la gravedad reducia su capacidad de atraccion Enla decada de 1990, la conclusion era clara: si lagravedad finalmente se debilitaba, lo haciamucho mas despacio de lo que habia predicho lateoria de Dirac83.

Pese al creciente interes en el Principio Antropico,no se le dio nombre hasta 1973, cuando BrandonCarter, astrofisico de la Universidad deCambridge, acuno el termino a partir de lapalabra griega <<<anthropos>>>, ‘humanidad’.Carter tambien disdn^uio dos variedades de laidea basica. El Principio Antropico -/debil>>> —lavariedad que utilizaron Hoyle y Dicke— es hastacierto punto poco polemico y establece que elhecho de que existamos pone limites a ciertaspropiedades del Universo y su contenido. Por elcontrario, el Principio Antropico <<<fuerte>>>afirma que el Universo se ve realmente forzadoa tener propiedades compatibles con la vidainteligente. Para muchos cientificos, esto huele al

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conocido <<<argumento del diseno[inteligente]>>> desarrollado pollos teologosVictorianos, segun el cual los milagros de laNaturaleza prueban la existencia de un disenadorsupremo, esto es. Dios84.

Pocos cientificos aceptan la version fuerte delPrincipio Antropico, e incluso la version debil hasido objeto de criticas. Los escepticos arguyenque simplemente refleja lo que conocemos comoverdadero —que existimos— y, por tanto,carece de contenido. Para algunos cientificos —incluido sir Martin Rees, el actual astronomo real—, en cambio, la version debil se queda corta.En su lugar, promovieron un camino intermedio,que lleva a una de las conclusiones masespectaculares del Principio Antropico: quenuestro Universo no es mas que una parte,diminuta pero habitable, de un<<<multiverso>>> enorme.

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Segun esta idea, preguntarse por que nuestroUniverso parece <<<ajustarse>>> a la vida escomo preguntarse por que los jugadores depoquer a veces consiguen una escalera de color:tiene que pasar en algun momento, en algunlugar del multiverso85.

La posibilidad de que nuestro Universo sea solouna parte diminuta de algo mucho mayor estasustentada por teorias desarrolladas para explicarel Big Bang. En 1981, el fisico estadounidenseAlan Guth demostro que la expansion cosmicapodia haber sido desencadenada por una fuerzasubatomica que surge literalmente del espaciovacio y actua como una forma de antigravedad.Dos anos despues, el cosmologo ruso AndreiLinde demostro que este efecto de<<<inflacion>>> puede haber producido unagran variedad de universos, siendo solo algunosde ellos —como el que habitamos— adecuadospara el desarrollo de la vida.

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En 1992, el fisico teorico estadounidense LeeSmolin llevo esta idea mas lejos, proponiendo quetodos los universos participan en una suerte de<<<supervivencia del mas apto>>> darwiniana,lo que produce condiciones apropiadas para lavida como subproducto. Smolin sostenia quenuevos universos podian formarse por inflaciondentro de los agujeros negros, los remanentessuper-densos de estrellas gigantes cuyagravedad es tan intensa que ni siquiera la luzpuede escapar de ellos. Las condiciones en cadauno de estos universos recien nacidos sonlevemente diferentes, pero los que son capacesde producir mas agujeros negros seran tambienlos que tendran mas descendencia y de estemodo se convertiran en la forma mas frecuentede universo. Y esto lleva a una posible relacioncon la existencia de vida; como apunta Smolin,los universos que producen mas agujeros negrostambien produciran mas estrellas gigantes, queson precisamente las mas aptas para crear los

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elementos quimicos necesarios para la vida.

Aunque muy especulativa, la proposicion deSmolin se ajusta en general a las conocidas leyesde la fisica, y algun dia incluso sera posibleponerla a prueba. De confirmarse, daria unaperspectiva totalmente nueva del PrincipioAntropico, vinculando nuestra existencia en elcosmos con la existencia del propio cosmos.

Esto, a su vez, conduce a la implicacion masasombrosa del Principio Antropico, quemantendra a los cientificos argumentando alrespecto en los anos venideros: que necesitamosal Universo para existir —y que el nos necesita.

LA FUERZA ELECTROSTATICA

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Una de las fuerzas fundamentales del Universo,la fuerza electrostatica, une objetos con cargasopuestas —como los protones y los electrones—y, por tanto, es responsable de la existencia delos atomos. Tambien garantiza que cargas delmismo signo se repelan, y desempena un papelfundamental en las reacciones nucleares que seproducen en el interior de las estrellas, que solopueden comenzar cuando se ha superado estarepulsion natural entre dos nucleos atomicos. Elmas leve cambio en la intensidad de la fuerzaelectrostatica tendria un efecto profundo en lanaturaleza de nuestro Universo, impidiendo queexistan ciertos tipos de estrellas. A su vez, estosupondria una ausencia de elementos quimicosclave que normalmente se crean en el nucleo delas estrellas gigantes, e impediria la existencia deingredientes para la formacion de vida inteligente,como los seres humanos.

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FRED HOYLE

Fred Hoyle, sin duda el astrofisico mas brillantedel siglo XX, revoluciono el conocimiento delUniverso y de su contenido. En 1948 planteo laTeoria del Estado Estacionario, que afirmaba queel cosmos siempre ha existido y que se mantieneinalterado en las grandes escalas. Aunque fuerefutada por el descubrimiento del calorremanente del Big Bang, la Teoria del EstadoEstacionario suscito muchos avances teoricos yde observacion cosmica. Hoyle tambien resolvioel problema del origen de los elementos quimicosen las estrellas, pero le privaronescandalosamente del Premio Nobel a raiz de susanteriores criticas al comite que otorga lospremios. Mas tarde, Hoyle defendio muchasteorias impopulares, incluida la idea de que la vidallego a la Tierra en forma de microbios

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transportados por cometas.

Cronologia

1691 El cientifico ingles Robert Boyleplantea que el mundo natural parece estarespecificamente disenado para sustentar ybeneficiar a los organismos vivos.

1903 El britanico Alfred Wallace,naturalista y pionero de la Teoria de laEvolucion, sostiene que la existencia devida exige que el Universo sea vasto ycomplejo.

1929 El astronomo estadounidense EdwinHubble hace las primeras mediciones de laspropiedades de todo el Universo, incluida

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su velocidad de expansion.

1937 El fisico ingles Paul Dirac,galardonado con el Premio Nobel, revela lasmisteriosas coincidencias de los numerosgrandes, afirmando que implican que lafuerza de gravedad esta disminuyendo.

1953 El astrofisico Fred Hoyle(Universidad de Cambridge) utiliza laexistencia de vida para predecir laexistencia de un nivel de energiapreviamente no detectado en un isotopode carbono.

1957 El fisico Robert Dicke (Universidadde Princeton) demuestra que lascoincidencias de los numeros grandespueden reflejar simplemente lascondiciones necesarias para que la vidaexista hoy en dia.

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1969 Los astronautas del proyecto Apollodespliegan en la Luna espejos reflectoresde rayos laser para determinar la distanciaa esta. En contra de la teoria de Dirac, lasmediciones desvelan que la gravedad noesta debilitandose.

1973 El astrofisico Brandon Carter(Universidad de Cambridge) es el primeroen acunar el termino de Principio Antropicopara la idea de que las propiedades delUniverso se relacionan con la existencia devida.

1981 Alan Guth (Massachusetts Instituteof Technology) plantea la Teoria de laInflacion para explicar la energia impulsoradel Big Bang.

1983 El cosmologo ruso Andrei Linde(Universidad de Stanford) presenta laTeoria de la Inflacion caotica, que produce

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gran numero de universos, algunos de loscuales inevitablemente sustentan la vida.

1992 El fisico estadounidense Lee Smolinpublica una teoria que sugiere que losuniversos sufren una evolucion de tipodarwiniano que los hace adecuados para laexistencia de vida.

Citas

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Wallace, uno de los mas brillantesnaturalistas Victorianos, suele serconsiderado codescubridor de los principiosde la evolucion: su carta a Charles Darwinsobre sus hallazgos en 1858 estimulo lapublicacion de El origen de las especies.Mas tarde, Wallace se intereso en

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aspectos mas espirituales de la biologia, loque puede haberle conducido a susescritos profeticos sobre las relacionesentre la existencia de la vida y lanaturaleza del Universo.

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Segun el Principio Antropico, el Universoque vemos tiene propiedades coherentescon la existencia de los seres humanosporque, de lo contrario, no estariamos aquipara contarlo. En 1980, el fisicoestadounidense William Press planteo uningenioso giro sobre este argumento quepredice cual es la maxima altura posiblepara criaturas semejantes a los sereshumanos en nuestro Universo. Elargumento se centra en el hecho de quelas criaturas de dos piernas como los sereshumanos estan perpetuamente bajo la

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amenaza de dano debido a una caida. Esevidente que, si fueramos mucho masaltos, caeriamos al suelo con tanta energiaque nos sobrevendria siempre la muerte.Press apuntaba que la razon de que estono ocurra estriba en la potencia relativa dedos fuerzas fundamentales que existen enel Universo: la gravedad —que dicta lafuerza con la que nos golpeamos contra elsuelo— y la fuerza electromagnetica —querige la fuerza de los enlaces atomicos queconstituyen nuestros huesos—. Esteargumento lleva a una formula paracalcular la maxima altura segura de losseres humanos en la que se relacionan lasintensidades de estas dos fuerzas denuestro Universo, y da una cifra deaproximadamente tres metros. De hecho,el ser humano mas alto que ha existido —Robert Wadlow (1918-1940)—, media 2,72metros de altura, y no llegaba a superar

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este limite.

81

El Premio Nobel Paul Dirac creia que lasimilitud de ciertos numeros especialesapuntaba a una relacion entre la fisicasubatomica y el Universo. Aunque ahorase sabe que su teoria original era erronea,la idea de tal conexion cosmica se haconvertido hoy en dia en algo aceptado. Secree que la expansion de todo el Universoesta impulsada por una fuerza generadapor procesos cuanticos —las leyes quegobiernan el mundo subatomico—. Hastaahora, los teoricos han sido incapaces decalcular la magnitud de esta fuerzacosmica utilizando metodosconvencionales. Curiosamente, es posibleutilizar los <<<numeros grandes>>>especiales de Dirac para presentar una

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estimacion, y el resultado no dista muchodel determinado por los astronomos. Asique es posible que, despues de todo, laalocada idea de Dirac no estuvieradesencaminada.

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En la teoria original de Dirac, el vinculoentre la fisica subatomica y el cosmosllevaba a una prediccion asombrosa: que lafuerza de la gravedad debe estardebilitandose. A los fisicos les llevo alguntiempo entender las consecuencias de estaprediccion, y se vio que eran desastrosaspara la teoria. Si la gravedad estabadebilitandose, entonces la atraccion del Solsobre la Tierra habria sido mayor en elpasado, acercandola y, por tanto,haciendola mas caliente. Ademas, elcambio en la intensidad de la gravedad

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alteraria el equilibrio de las fuerzas en elinterior del Sol que rige sus reacciones defusion nuclear. Los calculos demuestranque solo un aumento del 5% en laintensidad de la gravedad incrementaria laluminosidad del Sol un 40%. Esto, encombinacion con la menor orbita, haria quelas temperaturas resultantes en la Tierrasuperaran la de la ebullicion del agua solohace 600 millones de anos, lo cual secontradice de plano con los registrosfosiles.

83

Entre los experimentos desarrolladosdurante la primera mision lunar, en julio de1969, habia un panel de 77 kilos con cienespejos muy pulidos. Disenados por eldoctor Carroll Alley (Universidad deMaryland), estos reflejan rayos laser

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enviados desde la Tierra, y el tiempo quetardan en hacer todo este recorrido,combinado con la velocidad de la luz,revela la distancia entre la Tierra y la Lunacon una precision de una parte por 10.000millones, esto es, aproximadamente trescentimetros.

84

El argumento del diseno inteligente, muyutilizado por los creaeionistas en losdebates contra la Teoria de la Evolucion deDarwin, suele atribuirse a William Paley,teologo ingles del siglo XVII que afirmabaque la existencia de organismos vivosexquisitamente complejos se explica mejorcomo resultado de acciones deliberadas deun Creador. Los cientificos darwinianosinsisten en que la evolucion puede explicarlas maravillas de la vida sin necesidad de

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un Creador.

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Un ejemplo sorprendente de<<<diseno>>> cosmico aparente secentra en un numero denominado Omega,que da la razon de la actual densidad de lamateria del Universo respecto a lanecesaria para que la gravedad seasuficientemente intensa para detener laexpansion cosmica. Las observacionesactuales demuestran que Omega valecerca de 0,3. Sin embargo, los calculosrevelan que esto significa que el valororiginal de Omega en el momento del BigBang no pudo haber diferido de uno enmas de una mil billonesima. Si no, laexpansion cosmica habria sido demasiadorapida para que se formaran las galaxias, otan lenta que el Universo se habria

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colapsado hace miles de millones de anos.En resumen, debemos nuestra presencia aalgun <<<ajuste>>> increible.

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Y despues, ?que?

El contenido de esta obra estaba actualizado enel momento de redactarla, pero la ciencia no sedetiene. Quienes quieran estar al dia de losultimos descubrimientos a medida que tienenlugar nunca han estado mejor servidos. Haymuchas revistas de primer orden, como BBCFocus (en la que aparecieron originalmenteversiones mas breves de algunos de estoscapitulos), Scientific American y New Scientist.Para quienes no puedan esperar a los ultimosavances, tambien hay muchos sitios web dondese publican los descubrimientos mas recientes,

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como www.focusmag.co.uk, www.sciam.com ywww.newscientist.com. Sea cual fuere el caminoque escoja para estar al tanto de los ultimosavances cientificos, espero que encuentre enesta obra una guia practica para entender susimplicaciones86.

Citas

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Existe edicion en castellano de ScientificAmerican: Investigacion y Ciencia(http://www.investigacionyciencia.es), y laUniversidad de Valencia edita Meto-de(http://www.revistametode.com). (N. delE.)

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Glosario

ADN mitocondrial (ADNmt): ADN extraido delas mitocondrias, elementos celulares queproducen energia. Dado que en cada celulaexiste una gran cantidad de mitocondrias, es facilextraer su ADN de fragmentos antiguos. El ADNtambien varia mucho de un individuo a otro, y sehereda solo por via materna, haciendo que loscambios sean mas faciles de interpretar.

Agricultura biologica: Este tipo de agricultura,que dio sus primeros pasos en la decada de1940, se centra en la salud del suelo en el que

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crecen las plantas. Evitando el uso intensivo delcampo y los fertilizantes artificiales, losagricultores biologicos afirman producir cosechasmejores y productos mas sabrosos, aunque conmayor costo. Muchos expertos creen que elmetodo es demasiado caro para la agricultura enmasa, y que los vegetales modificadosgeneticamente tienen mas posibilidades.

Agrobacterium tumefaciens: Bacteria que seencuentra en el suelo e infecta a las plantas consu material genetico, causando enfermedades.Eliminando los genes responsables de laenfermedad, los cientificos utilizaron A.tumefaciens para transportar genes de rasgosdeseados, produciendo variedades de vegetalesgeneticamente modificados, como patatas,tomates y semillas de soja.

Astenosfera: <<<Mar>>> de 300 kilometrosde profundidad de roca del manto parcialmente

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fundida en el que flota la litosfera. Comienza aunos 100 kilometros por debajo de la superficie.

Atractor extrano: En lineas generales,obtencion de los posibles estados en los quepuede existir un fenomeno caotico. En el caso delestado del tiempo, se puede pensar en unatractor extrano como el clima, el cual garantizaque los inviernos son caracteristicamente masfrios que los veranos, aunque cada dia puede serradicalmente diferente. Pero basta un minusculocambio, como —al menos en teoria— el aleteode una mariposa, para que cambie el tiempo enotra parte del atractor extrano, haciendo que laprediccion a largo plazo sea imposible.

Automata celular: Patron reticular de celulascuyos detalles son controlados por conjuntossimples de reglas. Cada celula del patron adoptadiversos estados (que oscilan entre<<<negro>>> y <<<blanco>>>, a variedades

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mucho mas complejas), segun el estado de susvecinas mas proximas.

Bayesanismo: Concepto de las probabilidadescomo grados de creencia basados en todas laspruebas disponibles. Segun esto, las afirmacionesrespecto a las probabilidades de que salga cara altirar una moneda al aire deben tener en cuentacualquier prueba de efectos que pudieraafectarlas, como la manipulacion.

Bit: Termino acunado por primera vez por elestadistico estadounidense John Tukey. Es lamenor unidad posible de informacion quesimplemente describe el estado de algo quepuede tener solo uno de dos estados (porejemplo, encendido y apagado).

Campo escalar: Tipo de campo de fuerzacuantico que probablemente existio en elUniverso primitivo. Se ha predicho que tendriaefectos antigravitacionales, y permite la

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expansion rapida del Universo conocida comoinflacion; su colapso desencadena la liberacion deradiacion y de materia caracteristica del Big Bang.

Catastrofismo: Idea de que losacontecimientos catastroficos de proporcionesbiblicas, como el diluvio universal, desempenaronuna funcion clave en la historia pasada de laTierra. Aunque las raices del catastrofismo seremontan a miles de anos, esta idea perdiopopularidad a principios del siglo XIX. Elreconocimiento reciente del papel de los impactoscosmicos en la historia de la Tierra hanconllevado su reavivamiento, aunque en unaforma mucho mas cientifica.

Comportamiento altruista: Actos que nobenefician a los individuos, o incluso puedenperjudicarles, aunque beneficien a otros. Talcomportamiento, que se observa mucho tantoen los animales como en los seres humanos,

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plantea un problema importante a los biologosespecializados en la evolucion.

Compresion de datos: Tecnica utilizada paraeliminar los bits super-fluos(<<<redundantes>>>) de los datos con el finde que puedan transmitirse con mayor rapidez ycompactarse mas para su almacenamiento. Estatecnica, investigada por Shannon en su primerarticulo, de 1949, se utiliza ahora ampliamente,desde las comunicaciones via satelite hasta losreproductores de DVD,

Computacion cuantica: Forma de computacionque aprovecha el hecho de que las particulassubatomicas pueden existir en combinaciones —<<<superposiciones>>>— de diferentesestados en el mismo momento. Expresando losdatos en terminos de estos multiples estados, lacomputacion cuantica permite resolver problemasmuy complejos en paralelo, y por tanto a

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enorme velocidad.

Computacion neuronal: Tecnica deprogramacion de ordenadores ordinarios paraque se comporten como redes de <<<celulascerebrales>>> muy primitivas, que pueden serentrenadas para que reconozcan patrones. Seutilizan mucho en la ejecucion de tareas como laidentificacion de caras en las imagenes de lascamaras de seguridad y en el reconocimiento delhabla.

Conductismo: Creencia de que elcomportamiento se debe practicamente en sutotalidad al aprendizaje de experiencias realizadasen entornos particulares. Fue propuesto por vezprimera por el psicologo estadounidense JohnWatson en 1913, y llevo a la idea de quecualquier comportamiento puede alterarseutilizando recompensas y castigos.

Constante de Hubble: Con frecuencia conocida

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tambien como parametro de Hubble (H0) por noser realmente algo fijo, la constante de Hubblemide la velocidad a la que se esta expandiendo elUniverso hoy en dia. Las determinacionesactuales implican que el Universo comenzo aexpandirse hace aproximadamente 13.700millones de anos.

Contraccion de FitzGerald-Lorentz:Reduccion de las dimensiones de objetos en ladireccion de viaje que se hace aparente avelocidades muy altas. Toma su hombre de losdos fisicos que sugirieron el fenomeno paraexplicar el resultado del experimento deMichelson y Morley, antes de que Einsteindesarrollara la Relatividad.

Correlatos neurales: Partes reales del cerebroy del sistema nervioso cuya funcion puedenrelacionarse directamente con aspectos de laconciencia. Usando escaneres cerebrales y

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experimentos de laboratorio, algunos cientificosafirman que estas caracteristicas fundamentalesde la conciencia radican en partes primitivas delencefalo, como el talamo y el tronco delencefalo.

Dilatacion del tiempo: <<<Estiramiento>>>del tiempo que se observa en los relojes enmovimiento, haciendo que parezcan ir maslentamente de lo que van cuando estan enreposo. Esto se ha observado de formaexperimental en particulas subatomicas, que sedesintegran mas lentamente cuando viajan agran velocidad.

Distribucion de Gauss: Curva en forma decampana que muestra la frecuencia relativa de,por ejemplo, la altura de un grupo numeroso depersonas. Su forma refleja el hecho de que lamayoria de la gente tiene una altura proxima a lamedia, mientras que las personas muy altas o

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muy bajas son relativamente raras.

Distribucion de valores extremos: Curva quehace con los valores extremos lo que ladistribucion normal (<<<gaussiana>>>) hacecon los valores corrientes. La distribucion del valorextremo, basada en datos pasados —porejemplo, los valores maximos de lasprecipitaciones mensuales—, da lugar a unacurva que puede proporcionar estimaciones de laprobabilidad de que haya valores incluso mayoresde precipitaciones en cualquier ano dado.

Division de frecuencia espontaneaparametrica (SPDC): Metodo convencional dedesencadenar el entrelazamiento, en la quealgunos de los fotones de luz brillan en ciertoscristales divididos en dos, creando pares defotones entrelazados.

Doble enmascaramiento: Procedimientodisenado para proteger los ensayos medicos de

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sesgos ocultos garantizando que ni los pacientesni los medicos que los tratan saben quien estarecibiendo el nuevo tratamiento y quien elplacebo o el tratamiento antiguo.

Dorsal meso-oceanica: Region en la que dosplacas continentales se separan, lo que permiteque rocas basalticas nuevas suban a la superficiedesde las profundidades de la Tierra. El resultadoes la mayor cadena montanosa de la Tierra, conuna extension de 40.000 kilometros y los picosmas elevados.

Dualismo: Consideracion de la mente conscientecomo algo basicamente diferente del cerebrovivo, que funciona. Originalmente la planteo elfilosofo frances del siglo XVII Rene Descartes —de hecho se sigue denominado dualismocartesiano—. La idea de que la mente es masque la mera actividad cerebral no estaplenamente aceptada en la actualidad.

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Efecto de desplazamiento hacia el rojo:Consecuencia de la expansion del Universo, en elque la radiacion de fuentes distantes se -<<<estira>>> hacia longitudes de ondamayores. En el caso de la luz de las galaxias,esto aparece como un desplazamiento hacia elextremo rojo del espectro, de ahi el termino<<<desplazamiento hacia el rojo>>>.

Efecto mariposa: Termino metaforico para loque los matematicos denominan<<<dependencia sensible de las condicionesiniciales>>>: la forma en que los fenomenos nolineales, como el estado del tiempo, pueden sermodificados incluso por los efectos mas minimos,como el aleteo de una mariposa.

El Gran Problema: Segun muchos, es elproblema fundamental que cualquier teoria de laconciencia debe resolver: como relacionar laestructura objetiva, fisica, del cerebro con el

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sentimiento subjetivo de ser consciente. Eltermino fue acunado en 1994 por el filosofoaustraliano David Chalmers en la Universidad deArizona.

Ensayo controlado aleatorio: Este tipo deensayo, que se considera el patron de referenciade la medicina basada en pruebas cientificas, esun estudio de algun tratamiento nuevo en el quelos pacientes son distribuidos al azar en dosgrupos: los que son elegidos para que reciban eltratamiento en el <<<grupo de tratamiento>>>y los que reciben el tratamiento habitual o unplacebo en el <<<grupo de referencia>>>.

Epidemiologia analitica: Investigacion de lacausa de efectos relacionados con la saludusando analisis estadisticos de los resultados deestudios de cohortes o de casos y controles.

Epidemiologia descriptiva: Estudio de lascausas de los efectos relacionados con la salud

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usando analisis de datos simples basados en elmomento, el lugar y detalles personales.

Equilibrio de Nash: Conjunto de estrategiasque garantizan que cada jugador solo podriajugar mal eligiendo alguna otra estrategia. Tomasu nombre de John Nash, quien probo que cadajuego tiene al menos tal conjunto de estrategias.

Escala del tiempo de Lyapunov:Determinacion de la intensidad del caos y, portanto, del periodo maximo en el que siguensiendo utiles las predicciones del tiempo. Cuantomayor sea, mas durara la fiabi-lidad de laspredicciones. Por ejemplo, el caos debido a laatraccion gravitacional de los demas planetasimplica que la posicion de la Tierra no se puedepredecir mas alla de 100 millones de anos en elfuturo.

Eslabon perdido: Originalmente se consideroque era la criatura que salvo la brecha evolutiva

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entre los chimpances y los seres humanos.Ahora se sabe que los seres humanos noproceden de los chimpances, sino que ambosdescendieron, hace al menos cinco millones deanos, de un ancestro comun desconocido que seha convertido en el autentico <<<eslabonperdido>>>.

Espin: Propiedad de las particulas subatomicascon cierta semejanza con el giro de una pelota,aunque como todas las ideas teoricas cuanticasla analogia dista de ser perfecta. Todas lasparticulas portadoras de energia, como losfotones, son <<<bosones>>> con un numeroentero de unidades de espin (0, 1, 2, etc.),mientras que las particulas de materia, como loselectrones, son <<<fermiones>>>, con valoressemienteros (1/2, 3/2, etc.).

Estados de espin: Muchas particulas atomicas,incluidos los electrones, los protones y los

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neutrones, poseen una propiedad cuanticaconocida como <<<espin>>>, que estalejanamente relacionada con la rotacion. Laprincipal diferencia es que solo puede adoptarvalores particulares, y si las particulas han sidocreadas de forma correcta, los denominadosestados de espin pueden entrelazarse.

Estrategia: Manera de jugar un determinadojuego, por ejemplo, marcarse un farol o pasar enel poquer.

Estrategia estable evolutiva: En biologia, tipode comportamiento que no se puede vencer si loadopta la poblacion. Una vez adoptado, ladarwiniana <<<supervivencia del mas apto>>>lo promovera.

Estudio de casos y controles: Otro metodopara identificar las causas de la enfermedad en elque las personas que ya tienen la afeccion —los<<<casos>>>— se comparan con sujetos

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sanos emparejados —los <<<controles>>>—,indagando en sus antecedentes para identificarcausas probables.

Estudio de cohortes: Tecnica para revelar lasposibles causas de enfermedades en la que seidentifican dos grupos o <<<cohortes>>> depersonas, uno de los cuales ha estado expuestoa un factor de riesgo sospechoso. Luego se haceun seguimiento de la salud de cada grupo y secomparan las tasas relativas de mortalidad omorbilidad.

Estudios de mellizos: Utilizacion de mellizos —generalmente identicos— para demostrar laimportancia relativa de la influencia genetica yambiental en un rasgo particular, como la altura,el coeficiente intelectual y el tipo de personalidad.

Eter: Fluido que se suponia que llenaba todo elespacio para que las ondas electromagneticas,como la luz, viajaran a traves del vacio. Los

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intentos fallidos de detectar el eter llevaron aEinstein a desarrollar la Teoria Especial de laRelatividad.

Eugenesia: Termino acunado por vez primerapor sir Francis Galton a partir del griego eu (‘bien’)-genesis (‘engendramiento’) que significa ‘buenengendramiento’. La eugenesia implica el usodeliberado de la cria selectiva de los sereshumanos para mejorar la composicion geneticade la poblacion, alentando a las personas quedesarrollan su maximo potencial a que tenganmas hijos.

Experimento EPR: Experimento imaginario quetoma su nombre de las iniciales de sus inventores—Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen—, enel que una particula unica se divide en dos,creando pares entrelazados. El experimento EPR,que se planteo en 1935 se realizo finalmente en1982.

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Factor de confusion: Factor que puedeenganar a los investigadores llevandoles arelacionar una enfermedad con alguna causaaparente cuando de hecho no existe dicharelacion. Por ejemplo, hay estudios que handemostrado que los vegetarianos son mas sanosque los omnivoros. Aunque esto puede debersea la dieta, un posible <<<factor deconfusion>>> es el hecho de que losvegetarianos que han participado en talesestudios tienden a proceder de estratossocioeconomicos mas altos y tienen en cualquiercaso un estilo de vida mas saludable.

Fluctuaciones cuanticas del vacio: Sesupone que un vacio esta completamentedesprovisto de contenido, pero en realidad elPrincipio de Incertidumbre implica que esta llenode energia, particulas y antiparticulas queconstantemente aparecen y desaparecen de lanada. Los efectos de estas fluctuaciones

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cuanticas del vacio han sido medidos en ellaboratorio, y pueden relacionarse con la<<<energia oscura>>>.

Fondo cosmico de microondas: Casi 14.000millones de anos despues del Big Bang, elUniverso sigue conteniendo un debil remanentedel calor y de la radiacion de proporcionescolosales que se crearon durante su nacimiento.Hoy en dia puede detectarse como un<<<silbido>>> constante de microondas portodo el cielo nocturno —siendo esto el remanentede la radiacion infrarroja (calor) cuya longitud deonda se ha desplazado hacia las microondas enla expansion cosmica.

Frecuentismo: Concepto de las probabilidadescomo la frecuencia de acontecimientos a largoplazo. Por ejemplo, se dice que si la probabilidadde que salga <<<cara>>> al tirar al aire unamoneda es del 50%, tendera a salir

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<<<cara>>> en el 50% de las veces despuesde tirar muchas veces la moneda.

Fuerza de Casimir: Fuerza que aparece entredos placas de metal que se acercan mucho,creada por energia cuantica del vacio que sehace mayor fuera de las placas que entre ellas y<<<golpea>>> en las placas, empujando unacontra otra. Predicha por vez primera en 1948,es demasiado debil para determinarla, exceptocuando los objetos estan separados entre si poruna distancia que sea una fraccion del grosor deun pelo.

Funcion de onda: Cantidad matematica quecapta las propiedades fundamentales de unaparticula o de un conjunto de particulas. Cadaparticula tiene sus propias funciones de onda,pero si se preparan de forma correcta, dos omas particulas pueden tener funciones de ondaque se entrelacen entre si, de forma que

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compartan la misma funcion de onda.

Gas reticular: Forma de simulacion de lacomplejidad del flujo de un fluido —por ejemplo,la filtracion de un gas a traves de una roca—utilizando automatas celulares para imitar elcomportamiento de las moleculas de gas. Lasreglas simples que gobiernan los automatascelulares permiten resolver tales problemas,cuyas ecuaciones son notablemente complejas.

Gen marcador: Gen utilizado exclusivamentepara revelar que plantas modificadasgeneticamente han adquirido satisfactoriamenteun nuevo rasgo. Los genes marcadores que masse utilizan son los correspondientes a laresistencia a los antibioticos, que permitieron quelas plantas sobrevivieran al tratamiento conantibioticos si ya habian sido correctamentemodificadas. La preocupacion por que laresistencia los antibioticos se transfiriera a los

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seres humanos hizo que tales marcadores seretiraran.

Gen Terminator: Se trata de un proyectoconjunto del Departamento de Agricultura deEstados Unidos y Delta and Pine Land. El genTerminator se diseno para imitar una propiedadde muchas plantas hibridas convencionales queimpide que las semillas de los vegetalesmodificados geneticamente se usen mas de unavez, manteniendo una calidad y un rendimientoelevados. Pese a estas ventajas, la polemica quesuscito acabo con el proyecto en 1999.

Heredabilidad: Determinacion del grado en quelas diferencias en un rasgo particular se deben afactores geneticos. Por ejemplo, la heredabilidaddel coeficiente intelectual es aproximadamente de0,5, lo que implica que los efectos geneticossuponen cerca del 50% de la variabilidad delcoeficiente intelectual entre las personas. Se

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aplican cifras similares a las caracteristicas de lapersonalidad y al exito en la vida.

Hipotesis de los Numeros Grandes: Idea deque la similitud de los numeros grandes —cercade 1040— que surgen de ciertas combinacionesde propiedades basicas del Universo no es meracoincidencia, sino que refleja una conexionprofunda entre la fisica cosmica y la fisicasubatomica. Fue en su momento defendida porlumbreras como el fisico britanico Paul Dirac,galardonado con el Premio Nobel, pero hoy endia esta hipotesis practicamente se haabandonado.

Hipotesis del origen multirregional: Principalrival de la teoria del origen africano (Out ofAfrica) como explicacion de los origenes delprimer ser humano. Afirma que los miembros deH. erectus evolucionaron hacia H. sapiens cuandose asentaron despues de dejar Africa, hace

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aproximadamente 1,8 millones de anos, enalgunos casos despues de pasar por una faseneandertal.

Homo erectus: Especie de seres humanos queabandonaron Africa y se diseminaron por Asiahace aproximadamente 1,8 millones de anos.Segun la hipotesis del origen africano, los que sequedaron en Africa se convirtieron al final en H.sapiens, y reemplazaron a H. erectus y susdescendientes en Europa y Asia. Segun lahipotesis multirregional, H. erectus evolucionohacia H. sapiens en diversas zonas del mundo.

Inflacion: Expansion explosiva del Universomomentos despues de su creacion, impulsadapor la enorme cantidad de energia oscura que, alparecer, existia entonces. Aunque la inflacionresuelve algunos misterios cosmicos de otromodo desconcertantes, la explicacion de por quefue como fue constituye en si misma un

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importante misterio.

Inflacion caotica: Version de la Teoria de laInflacion desarrollada por el cosmologo rusoAndrei Linde, que lleva a la creacion de una grancantidad de regiones del Universo separadas,siendo posible la vida solo en algunas de ellas.

Interferencia de particulas unicas: Extranoefecto observado por primera vez casi hace unsiglo, en la que incluso fotones de luz o particulassubatomicas unicas muestran efectos deinterferencia. Algunos fisicos creen que el efectorevela la existencia de innumerables universosparalelos, cuyas particulas interfieren con las denuestro propio Universo.

Invariancia de Lorentz: Propiedad de cualquierteoria, si debe ser coherente con la Relatividad,que permite que sus predicciones sean lasmismas (<<<invariantes>>>) para todos losobservadores, independientemente de su

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velocidad. Las leyes simples del movimiento noson invariantes de Lorentz.

Inversion geomagnetica: Inversion subita delcampo magnetico terrestre, intercambiandose loslugares de los polos magneticos norte y sur. Susefectos se manifiestan en la roca fundida,desempenando un papel fundamental en laconfirmacion de la deriva continental. La inversionmas reciente se produjo hace 250.000 anos;pero, pese a haber sido reconocida hace casi unsiglo, siguen sin conocerse sus causas precisas.

Juego de Kevin Bacon: Juego en el que seponen a prueba los conocimientos de losaficionados a las peliculas, en el que uno de losparticipantes intenta relacionar un actor conocidocon la estrella de Hollywood Kevin Bacon a travesdel menor numero posible de intermediarios. Porejemplo, Arnold Schwarzenegger puederelacionarse en un solo paso a traves de Colleen

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Camp, que aparecio en El ultimo heroe americanoy, con Bacon, en Atrapada.

Juego de suma nula: Juego en el que cualquierresultado positivo del jugador se produce aexpensas del resto de los jugadores, de modoque la suma total de todos los resultados,positivos y negativos, es siempre cero.

Limite de Bekenstein: Cantidad maximaabsoluta de informacion —expresada como<<<bits>>>— que puede almacenarse otransmitirse en cualquier region del espacio.Calculos aproximados sugieren que el limite esaproximadamente de 1070 bits por metrocuadrado —como referencia, los CD soloalmacenan 1013 bits por metro cuadrado.

Litosfera: Capa mas superficial de la Tierra, queincluye la corteza y la parte superior rigida delmanto. Esta dividida en nueve <<<placas>>>

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principales mas unas catorce placas maspequenas.

Logica de predicados: Extension de las reglasordinarias de la logica, que se centra enafirmaciones de tipo <<<verdadero-falso>>>,para captar las relaciones entre conceptos yobjetos. Se utiliza mucho para dar a losordenadores la capacidad de razonar sobresituaciones complejas, por ejemplo, por que sedebe dar un credito a alguien.

Longitud de Planck: Escala en la que lasnociones habituales de espacio y tiempo serompen bajo los efectos cuanticos. Nos puedeparecer que el espacio es liso y continuo, pero lateoria demuestra que si pudieramos observar enescalas de 10”35 metros (una escala tanpequena que los atomos parecerian tener eltamano de cumulos de galaxias), observariamosel espacio como algo mas semejante a un

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oceano sacudido por una tormenta.

Longitud de recorrido caracteristica:Numero medio de saltos que se necesitan para irde una parte de una red a otra. Por ejemplo, el<<<pequeno mundo>>> de las peliculas tieneuna longitud de recorrido caracteristica de cuatro,lo que significa que, por termino medio, cualquieractor puede estar relacionado normalmente concualquier otro a traves de otros tres actoressolamente.

Maquina de Von Neumann: Maquinaprogramada con reglas que le permiten autoreplicarse usando los componentes que hay a sualrededor. Estas maquinas, que toman sunombre del matematico hungaro-estadounidenseVon Neumann, muestran que todos los procesosclaves de la vida son posibles en una maquinacuya complejidad supere cierto nivel.

Matriz de resultados: Tabla de valores que

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muestran los resultados asociados a cadaestrategia de juego de la que dispone el jugador.

Memes: Equivalente cultural de los genes, quetransmiten ideas o tecnicas entre las mentes. Sepuede considerar que las modas, las religiones ylos movimientos politicos se basan en memesque los ninos pueden <<<heredar>>> de suspadres.

<<<Metaanalisis>>>: Tecnica matematicapromovida por sir George Airy, astronomo realVictoriano, en la que los resultados de los datosde ensayos distintos pero similares se combinanpara imitar el efecto de un unico ensayo degrandes proporciones.

Metodos de lenguaje natural: Tecnicas quepermiten que los seres humanos interactuen conordenadores como si fueran humanos, usando ellenguaje ordinario en lugar de lenguajes deprogramacion especializados. Requiere que el

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ordenador haga frente a las ambiguedades y ladependencia del contexto de las conversacionesordinarias.

Multiverso: El autentico <<<Universo>>>, delque nuestro Universo constituye solo una regiondiminuta. El multiverso, de extension infinita,contiene todas las formas de universoconcebibles, incluido un numero infinito deuniversos .como el nuestro. Sin embargo, lamayoria son totalmente distintos y contienendiferentes leyes de la fisica —practicamentetodos ellos son incompatibles con la existencia devida.

NEO: Objetos cercanos a la Tierra (del inglesNear-Earth Objects), en forma de cometas yasteroides cuyas orbitas alrededor del Sol hacenque esten mas cerca de la Tierra de lo habitual(en un radio de unos 50 millones de kilometros).Empujados por la gravedad de los planetas, los

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NEO pueden acabar en recorridos de colision conla Tierra, haciendo que sean el posible origen decatastrofes mundiales.

Neutrinos: Particulas fantasmales cuyaexistencia fue predicha teoricamente en 1931,siendo descubiertos en 1959. Los neutrinos, queapenas interactuan con la materia, no tienencarga y, segun el Modelo Estandar, carecen demasa. En 1998, los cientificos anunciaron quehabian encontrado pruebas de una masa que eraaproximadamente una millonesima de la masadel electron: era la primera prueba de efectosmas alla del Modelo Estandar.

No linealidad: Propiedad de algunosfenomenos —como el estado del tiempo o ir altrabajo— en los que pequenos cambios nosiempre tienen consecuencias pequenas. Porejemplo, un error de solo un minimo porcentajeen los datos del tiempo puede echar totalmente

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por tierra una prediccion a largo plazo, mientrasque remolonear en la cama 10 minutos puedehacer que se pierda el autobus y se llegue unahora tarde al trabajo.

Ordenador universal: Dispositivo que puederealizar cualquier computacion concebible, desdela aritmetica al razonamiento logico. Se cree quees un requisito clave para cualquier sistemacapaz de imitar la vida. Incluso el automatacelular mas simple ha demostrado poseer lacapacidad de realizar la computacion universal.

Pangea: Vasto supercontinente formado haceunos 320 millones de anos por la colision de dosgrandes areas de rocas continentales. Haceaproximadamente 200 millones de anos, Pangease dividio de nuevo en dos: Laurasia en el norte,que finalmente formaria America y Europa, yGondwana en el sur, que daria lugar a Africa,Sura-merica, India y la Antartida.

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Pequeno mundo: Tipo de red cuyas conexionesson en parte regulares y en parte aleatorias.Normalmente, el resultado son montones degrupos estrechamente relacionados (debido a losvinculos regulares), a las que se puede llegarmediante una cantidad relativamente reducida depasos gracias a los vinculos aleatorios.

Principio Antropico: Idea de que la naturalezade nuestro Universo se relaciona intimamentecon la existencia de observadores —concretamente los seres humanos— en el.

Principio Antropico debil: Versionrelativamente modesta del Principio Antropico,que fue identificada por primera vez por el fisicoBrandon Carter (Universidad de Cambridge) yque es la que la mayoria de los cientificos estandispuestos a aceptar. Segun el Principio Antropicodebil, el hecho de que al menos parte delUniverso contenga observadores plantea

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limitaciones a como puede ser el Universo comoun todo.

Principio Antropico fuerte: Version todaviamas polemica del Principio Antropico, queestablece que el Universo debe tenerpropiedades que permitan la aparicion de vida enalgun momento de su historia. Para muchoscientificos, esto esta peligrosamente cerca deconstituir una afirmacion de tipo religioso.

Principio de Incertidumbre: Relacion entreciertas propiedades de las particulas subatomicas—como su posicion y su velocidad— que implicaque cuanto mayor es la certeza con la que seconoce una propiedad, menor es la certezarespecto a las demas. Se cree que laincertidumbre sobre el contenido de energia delespacio vacio es responsable de la <<<energiaoscura>>>.

Probabilidad posterior: Probabilidades

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actualizadas de que una teoria o una creenciasea verdadera, despues de tener en cuentanuevas pruebas. Por ejemplo, las pruebas dedeteccion del cancer de mama.

Probabilidad previa: Probabilidades de queuna teoria o creencia sea verdadera, antes detener en cuenta nuevas pruebas. Por ejemplo, laestadistica demuestra que una mujer promediotiene una probabilidad de uno entre cien de sufrircancer de mama a lo largo de su vida. Por tanto,su probabilidad previa de padecer la enfermedadantes de realizar cualquier prueba es de unoentre cien.

Prueba de Turing: Polemica prueba de lainteligencia de un ordenador que se basa en lasideas planteadas en 1950 por Alan Turing,pionero britanico de la ciencia computacional.Segun esta prueba, si se utiliza un ordenador yno se puede diferenciar entre sus respuestas y

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las que se esperarian de un ser humano,entonces se puede considerar al ordenador comoun ente <<<pensante>>>.

Quale: La experiencia subjetiva de, por ejemplo,la rojez o la suavidad de la lana o el sabor de loslimones. Imposible de describir, aunque seconsidera esencial para el concepto de serconsciente, algunos filosofos niegan que existaalgo como un quale (en plural, qualia).

Quarks: Atrapados dentro de todas lasparticulas que sienten la fuerza nuclear fuerte —como protones y neutrones—, los quarks tienenseis <<<sabores>>>, y las diferentescombinaciones de estos dan a sus particulashuespedes las propiedades que se observan.Hay particulas, conocidas como gluones, queimpiden que los quarks se escapen; su sujecionaumenta cuanto mas se intentan alejar losquarks.

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Razon de verosimilitud: Determinacion de lasolidez de las pruebas que apoyan una teoria ocreencia. Cuanto mas solida sea la prueba,mayor sera la razon de verosimilitud: porejemplo, las pruebas de ADN pueden darrazones de verosimilitud de 100.000 o mas.

Red aleatoria: Conjunto de objetos o deindividuos que estan relacionados entre si de unaforma completamente aleatoria (por ejemplo, lossignos zodiacales de las personas que aparecenpor orden alfabetico en el listin telefonico). Lasconexiones aleatorias suelen suponer que seanecesario un pequeno numero de pasos pararelacionar a cualquier persona con cualquier otra.

Red regular: Conjunto de objetos o deindividuos que estan relacionados entre si de unaforma completamente regular (por ejemplo,conociendo solo al vecino de al lado).Normalmente hacen falta muchos pasos para

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relacionar a una persona de un<<<vecindario>>> con cualquier otra.

Redundancia: Bits extra en la comunicacion queaportan poca informacion adicional. Aunqueaparentemente carece de utilidad, talredundancia es importante para combatir losefectos del ruido. Por ejemplo, aunque lasvocales son a menudo <<<redundantes>>> eningles, incluirlas ayuda a impedir que losmensajes sean indescifrables.

Resultado: Ganancia o perdida resultante deelegir una determinada estrategia para jugar unjuego. A veces es sustituido por el orden depreferencia, por ejemplo siendo uno el masfavorecido, hasta cuatro en un juego de dosjugadores y doble estrategia.

Seleccion de grupos: Concepto de que losrasgos que son perjudiciales para los individuospueden seguir transmitiendose por la poblacion si

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son beneficiosos para los demas individuos de ungrupo. Este termino se invento para explicarcomo pueden desarrollarse determinadoscomportamientos, como el altruismo. La ausenciade un vinculo genetico claro implica que no seconsidere que la seleccion de grupos es muyeficaz en la transmision de tales rasgos.

Seleccion por parentesco: Idea de que unrasgo que es perjudicial para los individuos puedeseguir transmitiendose por una poblacion sibeneficia a otros individuos con cierto grado deparentesco genetico. Por ejemplo, si una personaaltruista muere mientras rescata a tres parientescercanos, un grupo de genes del altruismo se haperdido, pero otros tres grupos se han salvado,lo que supone una ganancia neta.

Series temporales: Obtencion de datos que seremontan en el tiempo, a partir de los cualespuede extraerse una distribucion de valores

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extremos. Por ejemplo, estudiando los registroshistoricos de los mayores niveles fluvialesalcanzados en varios siglos, los encargados de laplanificacion pueden estimar la altura de lasdefensas necesarias para proteger las casas delos peores excesos previsibles en los siguientessiglos.

Sesgo y confusion: Dos efectos clave quepueden hacer que los investigadores medicosextraigan conclusiones erroneas de los ensayosmedicos. El sesgo es una desviacion sistematicade los resultados de la verdad que esta causada,por ejemplo, por revistas que se niegan apublicar resultados negativos <<<aburridos>>>.La confusion es el efecto sobre el resultado deun ensayo de algun factor —por ejemplo eltabaquismo o el estatus social— que losinvestigadores no logran tener en cuenta cuandodisenan los ensayos.

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Sistemas expertos: Ordenadores programadospara aprehender la capacidad de un expertohumano y usar esa experiencia para realizarrazonamientos <<<inteligentes>>> usando lalogica matematica. Las capacidades del expertohumano se almacenan en la denominada<<<base de conocimiento>>>, que elordenador explota para llegar a sus conclusiones.Se utiliza en tareas como el diagnostico deenfermedades a partir de los sintomas.

Supersimetria: Vinculo matematico entre losdos tipos basicos de particulas subatomicas: losfermiones (como el electron), a partir de loscuales se forma toda la materia, y los bosones(como el foton), que transmiten las fuerzasfundamentales. El descubrimiento, a principios dela decada de 1970, de esta relacion inesperadaha desempenado un papel clave en el desarrollode una Teoria del Todo unificada.

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Tabla rasa: Idea de que los seres humanosnacen sin rasgos innatos, de modo que sucomportamiento, sus habilidades y supersonalidad son por completo el resultado de lainteraccion con su entorno.

Teorema de Bell: Resultado matematico queencontro el fisico irlandes John Bell en 1964, quedemuestra que el entrelazamiento producemayor grado de correlacion entre particulasseparadas que el que puede explicarse por elsentido comun.

Teorema de la capacidad de informacion:Resultado clave de la Teoria de la Informacionprobado por Shannon, que demuestra que lacomunicacion supone siempre el compromisoentre enviar los mensajes rapidamente ygarantizar que carezcan de errores.

Teorema Minimax: Metodo para encontrar lamejor estrategia en juegos de suma nula con

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dos jugadores. Suponiendo que ambos jugadoresquieran jugar lo mejor posible, la estrategia masracional a elegir es la que de el mejor resultadoincluso en las peores circunstancias.

Teoria de Cuerdas: Descripcion de lasparticulas y de las fuerzas que operan entre ellasbasada en la idea de que las particulas no sonmeros puntos, sino que se parecen mas adiminutas <<<cuerdas>>> de diez dimensionescuyo tamano se acerca a la longitud de Planck.Cuando se combina con la idea de lasupersimetria, las entidades resultantes seconocen como <<<supercuerdas>>>.

Teoria Electrodebil: Primera unificacionsatisfactoria de dos fuerzas fundamentales de lanaturaleza: el electromagnetismo y la interaccionnuclear debil. Desarrollada durante la decada de1960, es uno de los exitos mas espectacularesdel Modelo Estandar.

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Teoria del Espacio Global de Trabajo:Hipotesis sobre como funciona el cerebro, segunla cual existe un tipo de <<<escenario>>>mental —el area de trabajo— en el que se reunela informacion recibida de otras partesindependientes del cerebro que trabajaninconscientemente, La Teoria del Espacio Globalde Trabajo fue propuesta en 1988 por elpsicologo holandes Bernard Baars, del Institutode Neurociencias en San Diego.

Teoria de los genes y la cultura: Teoria deque los seres humanos se benefician de dostipos de herencia: la herencia genetica y lacultural. Por ejemplo, nuestros ancestros, asicomo adquirieron genes que les llevaron a hacerherramientas de piedra, tambien<<<heredaron>>> el conocimiento sobre comousar tales herramientas.

Teoria de la Inflacion: Principal rival para

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explicar la fuerza explosiva del Big Bang hace14.000 millones de anos, que atribuye laexpansion rapida a la denominada energiacuantica del vacio. Esta energia, que surgeliteralmente de la nada, actua como una formade antigravedad, <<<inflando>>> el Universo apartir de su tamano subatomico original.

Teoria M: Principal candidata para recibir el titulode Teoria del Todo. La Teoria M, que comenzo aadquirir importancia en 1995, parece ser la teoriaprincipal, siendo las supercuerdas solo una partede ella. La M suele hacer referencia a la<<<membrana>>>, de la que las supercuerdasdecadimensionales pueden considerarse como unsimple <<<borde>>>.

Teoria de los Multiples Mundos:Interpretacion de la Teoria Cuantica por la quelas particulas subatomicas mantienen todos susposibles estados cuando son observadas, en

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lugar de deshacerse de todos salvo el querealmente se ve. Estos otros estados existen enuniversos paralelos al nuestro; su existencia serevela a traves de la famosa <<<in-certidumbre>>> que se asocia a los intentos dedeterminar las propiedades precisas de lossistemas subatomicos.

Teorias de Kaluza-Klein: Teorias que unificanlas fuerzas y las particulas de la Naturalezausando mas dimensiones espaciales aparte delas tres habituales. Los teoricos creenactualmente que la autentica Teoria del Todosera una teoria de Kaluza-Klein con oncedimensiones, de las que solo cuatro tienen eltamano suficiente para poder observarlas.

Toxina Bt: Abreviatura de la toxina de Bacillusthurigiensis. Es una proteina mortal para ciertosinsectos que destruyen las plantas, como las dealgodon y maiz. Insertando el gen responsable

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de crear la toxina en las plantas, estas adquierensu propio insecticida, disminuyendo drasticamentela necesidad de rociar las plantas con sustanciasquimicas.

Uniformitarismo: Idea sobre la historia de laTierra —que planteo en el siglo XV III el geologoescoces James Hutton— de que los procesosque conforman hoy nuestro planeta, como laerosion y el vulcanis-mo, tambien tuvieron unaimportancia crucial en tiempos remotos. Eluniformitarismo, retomado mas tarde por losgeologos, afianzo la idea de que las catastrofesmundiales eran poco mas que supersticionesalarmantes.

Valor en riesgo: Mayor perdida que esprobable que afecte a una institucion financiera alo largo de un periodo dado con ciertaprobabilidad. El valor en riesgo (VaR), unacuestion de gran importancia para las companias

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aseguradoras, es ahora una aplicacionimportante de la Teoria del Valor Extremo.

Velocidad relativista: Velocidad de un objetoa la que los efectos de la Relatividad Especial sehacen significativos. Incluso para una naveespacial que viajara a 1.000.000 kilometros porhora, son despreciables, pero son cruciales paraparticulas que viajan a velocidades<<<relativistas>>> del 90-99% de la velocidadde la luz (casi 300.000 kilometros por segundo).

Zona de subduccion: Region en la que unaplaca se desliza bajo otra creando una fisuraoceanica.

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Referenciasbibliograficas

CAPITULO 1

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751

Indice onomastico

(Numeros de pagina del libro impreso)Aarsen, Karin: 178.Agustin de Hipona, San: 26.Airy, George: 301.Alcubierre, Miguel: 209, 212.Alpher, Ralph: 255.Alvarez, Luis: 122, 126.Ambrose, Stanley: 94.Amelino-Camelia, Giovanni: 242, 243.Aravind, Padmanabhan: 221.Aristoteles: 248, 269.Aspect, Alain: 213, 214, 216, 217, 220, 221.Avery, Oswald: 64, 81.Baars, Bernard: 22, 26, 305.Bacon, Francis: 129, 135.Barringer, Daniel: 121, 125.Bayes, Thomas: 139-141, 143-148.Beal, William James: 73, 81.

752

Bekenstein, Jacob: 66, 69, 300.Bell, John: 216, 217, 220, 221, 305.Bennet, Charles: 222.Berger, Hans: 19,20, 25, 26.Bernoulli, Nicolas: 171, 177.Berrou, Claude: 68.Bethe, Hans: 208, 212.Biot, Jean: 120.Blackmore, Susan: 113.Bohr, Niels: 220, 271.Bondi, Hermann: 250, 255.Borel, Emile: 41, 47.Boyle, Robert: 102, 286.Brams, Steven: 45, 46, 48.Burbidge, Geoffrey: 254.Burks, Arthur: 162.Burt, Cyril: 100, 103.Carroll, Sean: 254.Carson, Rachel: 76.Carter, Brandon: 283, 287, 302.Casimir, Hendrick: 260, 265, 266, 297.Cavalli-Sforza, Luigi: 110, 113.Chadwick, Edwin: 194, 199.Chalmers, David: 295.Chalmers, Ian: 186.Chen, Jennifer: 254.Chuang, Isaac: 273, 276.Cochrane. Archie: 189, 190.Cohen, Harold: 52, 60.

753

Colman, Andrew: 44, 46.Conway, John Horton: 162-164, 167.Crick, Francis: 113.Cuvier, Georges: 119, 120,125.Dart, Raymond: 89, 94.Darwin, Charles: 85, 86, 88, 90, 92, 94, 97, 98, 105-109, 111,113, 160, 278, 283.Darwin, Leonard: 98.Dawkins, Richard: 105, 106, 109-113.Descartes, Rene: 18, 26, 294.Deutsch, David: 217, 221, 272, 273,275,276.Dicke, Robert: 261, 281-283, 286.Dingle, Herbert: 209, 210.Dirac, Paul: 208, 212, 225, 232, 280283,286,287,298.Ditto, William: 156,158.Doll, Richard: 196, 199, 200.Dubois, Eugene: 88, 90, 94.Einstein, Albert: 65, 66, 203-217 , 220, 221, 224, 225, 235, 237-241, 243, 247-250, 253-255, 258-261, 263-265, 269, 270, 275,277, 279, 293, 296.Ekert, Artur: 218, 219.Embrechts, Paul: 173.Erdos, Paul: 29, 36.Essen, Louis: 209.Everett, Hugh III: 271, 275.Faraday, Michael: 236, 237,243.Fastovsky, David: 123.Feldman, Marc: 110, 113.

754

Fermi, Enrico: 209.Fisher, Ronald. A.: 147, 148, 171, 177, 184,189.FitzGerald, George Francis: 205, 211, 293.Fredkin, Ed: 163.Frieden, Roy: 66, 67, 69.Friedmann, Alexander: 249, 250, 254.Frisch, Uriel: 164, 167.Gabor, Denis: 166.Galilei, Galileo: 203, 211.Galton, Fjfancis: 97, 98, 102, 103, 109, 296.Gamow, George: 251, 255.Gauss, Carl: 171, 175, 176, 293.Gautama, Siddartha: 18, 25.Gell-Mann, Murray: 226, 227, 231, 232.Georgi, Howard: 232, 239.Gilbert, Grove: 121.Gini, Carrodo: 148.Glashow, Sheldon: 232, 238.Glass, Gene: 189.Glavieux, Alain: 68.Gleik, James: 158.Gnedenko, Boris: 172.Gold, Thomas: 250, 255.Goldbach, Christian: 57.Good, Jack: 142.Gordon, Richard: 182.Green, Michael: 240,243.Guare, John: 31, 36.Gumbel, Emil: 172, 177.

755

Guth, Alan: 155, 260, 261, 265, 284, 287.Gyllensten, Ulf: 94.Haan, Laurens de: 173, 175, 178.Haldane, J. B. S.: 108.Hall, James: 120.Halley, Edmond: 119, 125.Hamerhoff, Stuart: 23.Hamilton, William: 108, 109, 113.Hanna, Keith: 57.Harlow, Harry: 99, 100, 103.Harris, Judith Rich: 101, 104.Hawking, Stephen: 67 , 69, 262 , 263, 265.Heffernan, Janet: 176.Heisenberg, Werner: 215, 260, 264, 265.Henneberg, Maciej: 92.Herman, Robert: 255.Hess, Harry: 132,133, 135.Higgs, Peter: 227, 228, 230, 232.Hill, Austin Bradford: 185, 189, 196,199, 200.Holmes, Arthur: 131, 132, 135.Hooft, Gerardus: 232.Hopfield, John: 56, 60.Howard, Nigel: 45, 48.Hoyle, Fred: 250, 251, 253-255, 281, 283,286.Hubble, Edwin: 249-251, 255, 265, 286, 293.Hume, David: 205.Hutton, James: 117, 120, 125,306.James, William: 19, 26.

756

Jeffreys, Harold: 148.Johannsen, Wilhelm: 113.Kaluza, Theodor: 237, 238, 243, 306.Karman, Mor: 166.Kaufmann, Walter: 211.Keller, Gerta: 123.Kellogg, Winthrop: 99, 103.Kirshner, Robert: 257, 258, 262.Klein, Oskar: 237, 238, 306.Kleinfeld, Judith: 31.Kochen, Manfred: 30.Kogut, Bruce: 34.Kornhuber, Hans: 21.Kusky, Timothy: 132.Lamoreaux, Steve: 266.Lampa, Anton: 210.Lane-Claypon, Janet Elizabeth: 195, 196, 199.Langton, Christopher: 164, 167.Laplace, Pierre-Simon: 141, 147.Laskar, Jaques: 158.Laubenfels, M. W.: 126.Laurer, George: 69.Leakey, Louis: 90.Leakey, Mary: 90.Leakey, Richard: 90,Leibovici, Leonard: 143.Lemaitre, Georges: 249, 250, 255.Lenat, Douglas: 57, 58, 60.Libet, Benjamin: 20-22, 26.

757

Lind, James: 183, 184, 188, 189.Linde, Andrei: 255, 274, 284, 287, 299.Locke, John: 18, 26, 97, 102, 103.Lorentz, Hendrik: 205, 211, 299.Lorenz, Ed: 150-152, 156, 157.Lucrecio: 268, 270, 275.Lyell, Charles: 117, 120, 125.Mach, Ernst: 205.Marie, Mileva: 206.Mathur, Samir: 67, 69.Matthews, Drummond: 132, 135.Maupertuis, Pierre: 68.Maxwell, James Clerk: 205-207, 211, 235-239,243.May, Robert: 157.Mazur, Stanislaw: 159, 161, 166.McCarthy, John: 59.McCulloch, Warren: 53, 59.Mendel, Gregor: 107,113.Merriam, Tom: 59.Michelson, Albert: 205 , 207 , 211, 293.Milgram, Stanley: 30,31, 36, 37.Minsky, Marvin: 53-56,59, 60.Mochen, Manfred: 36.Moivre, Abraham de: 176.Morgenstern, Oscar: 42, 47.Morley, Edward: 205, 207, 211, 293.Narlikar, Jayant: 254.Nash, John: 39, 42-44, 46-48, 295.Newton, Isaac: 66, 118, 119, 160, 204, 216, 230, 248,257-259,

758

278.Neyman, Jerzy: 148.Nimmo, Andy: 275.Nininger, Harvey: 121, 126.Nuttall, George: 88, 91, 94.Ormerod, Paul: 155.Orrel, David: 153, 154.Ortelius, Abraham: 128,135.Packard, Norman: 164, 167.Panum, Peter: 194, 199.Papert, Seymour: 55,56, 60.Pasteur, Louis: 194.Pearson, Egon: 148.Penrose, Roger: 23, 210, 211.Penzias, Arno: 255.Perlmutter, Saul: 263.Pitts, Walter: 53, 59.Planck, Max: 66, 243, 300, 305.Pocock, Stuart: 144.Podolsky, Boris: 215, 296.Polzik, Eugene: 219, 222.Pott, Percivall: 193,199.Preskill, John: 69.Press, William: 279.Price, George: 109.Ramsey, Frank: 147, 148.Rapoport, Anatole: 28, 36.Rees, Martin: 275, 284.Renyi, Alfred: 29, 36.

759

Riess, Adam: 262.Ritchie, Graeme: 57.Robinson, Michael: 177.Rosen, Nathan: 215, 296.Rosenblatt, Frank: 54,55, 59.Rubbia, Carlo: 223, 224, 232.Rutherford, Ernest: 209.Sackett, David: 189.Salam, Abdus: 228, 232, 238.Schell, Jeff, 81.Scherk, Joel: 243.Schrodinger, Erwin: 215, 221, 271, 275.Schwarz, John: 240, 243.Scotese, Christopher: 133.Shannon, Claude: 61-64, 68, 292, 305.Simon, Herbert: 54,57,59.Sitter, Willem de: 249.Skinner, B. F.: 99.Slipher, Vesto: 249.Smith, John Maynard: 44, 47.Smolin, Lee: 284, 285, 287.Snider-Pellegrini, Antonio: 129, 135.Snow, John: 194, 195, 198, 199.Soddy, Frederick: 209.Sol, Daniel: 92.Sola Pool, Ithiel de: 30,36.Spector, Tim: 96.Spencer, Herbert: 97, 103.Spiegelhalter, David: 144.

760

Spinoza, Baruch: 18, 19.Stanley, Eugene: 65, 69.Stoneking, Mark: 94.Strogatz, Steve: 27, 32-34, 37.Szilard, Leo: 165.Taylor, Frank: 129, 135, 271, 272.Taylor, Geoffrey Ingram: 267, 268, 275.Tawn, Jonathan: 176, 177.Teller, Edward: 166, 282.Terrell, James: 210, 211.Thomson, Joseph: 268.Thome, Kip: 69.Tippett, L. H. C.: 171, 177.Toffoli, Tommaso: 163, 167.Tonry, John: 266.Tukey, John: 68, 292.Turing, Alan: 51-53, 57, 59, 142, 148, 303.Ulam, Stanislaw: 159,161,162,166.Van der Meer, Simon: 224.Van Nieuwenhuizen, Peter: 243.Vine, Fred: 132.Von Karman, Theodore: 166.Von Neumann, John: 39, 41, 42, 44-47, 159,161-163,165-167,300.Waldegrave, James: 40, 41, 47.Walker, Evan: 206.Walter, Gordon: 34.Wallace, Alfred Russel: 278, 286.Watson, James: 113,293.

761

Watson, John B.: 26, 99, 103.Watts, Duncan: 27, 32-34, 37.Wegener, Alfred: 127-132, 134, 135.Weinberg, Steven: 228, 232, 238, 243, 262, 265.Weizenbaum, Joseph: 57, 58.Whipple, Arthur: 154.Whiston, William: 119.Wigner, Eugene: 166.Williams, George C.: 109, 113.Wilson, Allan: 91, 94.Wilson, Edward O.: 101, 103,104.Wilson, Robert: 255.Wisdom, Jack: 156, 157.Witten, Edward: 240, 241, 243.Wolfram, Stephen: 159, 160, 164-167.Wundt, Wilhelm: 19, 23, 26.Wynne-Edwards, Vero: 107, 108, 113.Yorke, James: 152, 157.Yukawa, Hideki: 226, 227, 232.Zanette, Damian: 35, 37.Zeilinger, Anton: 218,219, 222.Zel’dovich, Yakov: 263.Zweig, George: 227,232

762

ÍndiceIntroducción 9NOSOTROS Y LOS OTROS 181 192 473 77HACER LO IMPOSIBLE 1034 1045 1296 153VIDA 1847 1858 2149 240

763

10 26511 291MATEMÁTICAS QUE CUENTAN 31512 31613 34314 36915 394EN LA SALUD Y EN LAENFERMEDAD 420

16 42117 448LA FÍSICA DE LA REALIDAD 47518 47619 50320 529

764

21 559EL UNIVERSO Y NUESTROLUGAR EN ÉL 584

22 58523 60924 63425 660Y después, ¿qué? 690Glosario 692Referencias bibliográficas 742Indice onomástico 752

765