Waldo Quiroz Venegas - Naturaleza de la Ciencia para Todos

La teoría de la Evolución nos dice que nosotros los seres humanos estamos también dentro de la categoría de objeto natural, somos producto de la evolución de la materia, siendo los últimos seres en emerger naturalmente, al menos en este planeta hasta donde sabemos.

Análogamente, los objetos artificiales, fueron creados por una inteligencia, en el caso de la Figura 1 ya sea la inteligencia del hombre o el instinto de una abeja en el caso de la torre Eiffel o del panal respectivamente. Naturalmente una torre Eiffel no se hubiese formado por la mera evolución de la materia, como tampoco un panal, salvo que consideremos a los instintos de la abeja como parte de la evolución, ahí este análisis se haría más complejo.

A pesar que tanto el panal como la torre Eiffel son objetos creados, no podemos desconocer que los átomos y las moléculas con los cuales están construidos son de igual forma objetos naturales, es decir, el hombre puede crear objetos pero no puede crear las partículas materiales básicas que los conforman ni alterar las leyes naturales que rigen su comportamiento.

Los objetos de la Figura 1 podríamos clasificarlos de igual manera como objetos vivos o inertes. Es claro que el árbol siendo el único objeto vivo que representa la Figura 1, no necesariamente se tendría que clasificar como natural por tener vida, me explico. Actualmente, ninguna inteligencia conocida ha logrado crear un objeto vivo (ser vivo de ahora en adelante). Ahora bien, los científicos han avanzado bastante al respecto y ya han logrado sintetizar virus (Wimmer, Mueller, Tumpey & Taubenberger, 2009), sintetizar proteínas (Choudhury, Golovine, Dedkova & Hecht, 2007), han logrado “matar” una célula y volver a revivirla con reactivos químicos de laboratorio (Gibson et al., 2010) han logrado igualmente sintetizar cromosomas para células de levadura (Dymond et al., 2011). Quizás el día de mañana podamos hablar de seres vivos artificiales, por ahora los seres humanos no podemos crear seres vivos sino que simplemente podemos reproducir seres vivos mediante el apareamiento, para lo cual usted sabrá que más que inteligencia hay que apelar al instinto, a nuestra capacidad física y dejarle el resto a las leyes de la biología.

Independiente de la clasificación, todos los objetos de la Figura 1, están constituidos de la misma materia prima, átomos y moléculas. Independiente de si son objetos naturales o artificiales, independiente si le gusta o no mi clasificación, o si son seres vivos o inertes, todos ellos son objetos materiales. Las ciencias por lo tanto estudian los objetos materiales de la realidad. Este punto lo explicaremos con mayor detalle en los próximos capítulos, pero usted se podrá dar cuenta que la Biología por ejemplo estudia en general objetos materiales vivos e inertes, a diferencia de la Química la cual estudia átomos y moléculas independientemente si estas están formando parte de un sistema vivo o inerte.

En el siguiente esquema de la Figura 2 usted podrá observar tanto fotografías reales, como representaciones gráficas icónicas de objetos materiales.

Figura 2. Objetos materiales a distintos niveles, desde el subatómico al galáctico. (Fotografías de http://commons.wikimedia.org)

Los objetos materiales de la Figura 2 van desde la escala microscópica hasta un nivel cósmico. Todos ellos poseen la misma base material, es decir de partículas de electrones, protones, fotones, neutrones, etc. En el mundo microscópico, la Física se centra en el átomo y sus sub-partículas.

En la medida en que estos objetos se hacen más complejos, emergen las moléculas con nuevas propiedades, en donde la Química como disciplina científica estudia sus propiedades. El mundo de las macromoléculas y el mundo celular orgánico son terrenos principalmente de la Bioquímica y la Biología. Los seres vivos siguen siendo terreno de la Biología, salvo uno en especial, el ser humano respecto al cual emerge la Psicología y las Neurociencias, pasando por las sociedades de humanos donde la Sociología es la reina. Las sociedades de los otros seres vivos (ej: colonias, enjambres, manadas etc.) siguen siendo terreno de la Biología. Los objetos cósmicos, como los planetas, sistemas planetarios, galaxias y cúmulos galácticos quedan nuevamente en el mundo de la Física de gran escala donde predomina la física Newtoniana y la relatividad general de Einstein.

La estructura de la naturaleza nos muestra por lo tanto que está constituida de objetos materiales de distinto nivel. Por otra parte, estos objetos materiales están estrechamente relacionados mediante interacciones físicas, químicas o biológicas. Sin átomos no hay moléculas, sin moléculas no hay macromoléculas, células ni órganos y así sucesivamente. La realidad material es sistémica, es un sistema de objetos materiales y esa es la explicación por la cual las distintas ramas de la ciencia están, o debieran estar conectadas. Si no le queda del todo claro lo anterior tendremos que introducir el concepto de sistema para aclararlo. La afirmación que todas las ramas de la ciencia están conectadas genera un rechazo importante, principalmente en algunos círculos intelectuales dentro de las llamadas “Ciencias Sociales”. Ellas no son tema central de este libro, pero de todas formas no evadiremos el conflicto.

II.2 Sistemas materiales

Usted como persona no está aislado, sino que forma parte de sistemas, quizás el más próximo es su familia, donde usted interacciona con sus miembros. Con ellos se comunica, se ayuda mutuamente, colaboran en proyectos de vida, intercambian ideas, se entregan su amor, practican el altruismo, etc.

El ser humano está inserto en un sistema social, eso no cabe duda. Obviamente que existen las personas ermitañas, pero incluso estas personas no pueden vivir aisladas completamente ya que necesitan comer, dormir, necesitan de refugio, es decir, aunque no quieran relacionarse con los de su misma especie, sí necesitan relacionarse con otros seres vivos e inertes para poder sobrevivir.

Científicamente podemos decir que un ser humano necesita intercambiar materia y energía con los seres de su entorno. Lo mismo ocurre con todos los seres (u objetos como los denominamos en los capítulos anteriores) de la naturaleza. El herbívoro necesita de los vegetales y el carnívoro necesita del herbívoro, todos los animales necesitan de los carroñeros y todos necesitamos de los gusanos, bacterias e insectos. En última instancia todos necesitamos oxígeno, CO2 y ninguno de los seres vivos escapa de la necesidad directa o indirecta de la energía que nos aporta el sol.

Un objeto como un vegetal necesita intercambiar gases y energía con la atmósfera. Sin embargo, también el vegetal es en sí mismo un sistema ya que está compuesto de células. Estas células están intercambiando materia con sus vecinas, es decir, no son sólo un conjunto de células sino que forman parte de un sistema que las mantiene unidas, cohesionadas y vivas. La misma célula es un sistema compuesto de estructuras moleculares complejas, como por ejemplo su membrana, sus proteínas. Estos objetos macromoleculares al interaccionar le dan a la célula la capacidad de dividirse.

Por otra parte, en sí mismas estas moléculas se construyeron al enlazarse átomos, formando un nuevo sistema de núcleos de protones y neutrones, con electrones ubicados en sus respectivos orbitales. Ejemplo de esto es la molécula de agua, en donde dos átomos de hidrógeno se enlazan a un átomo de oxígeno formando un sistema molecular compuesto de 3 núcleos.