12 de diciembre de 2010

Las ciencias naturales se dividen convencionalmente en cinco disciplinas:
física, química, astronomía, geología y biología.
Vamos a ver de dónde viene esto, por qué es así,
qué es exactamente cada una de ellas y cuál es el papel de las matemáticas en todo esto.

La antigua magia naturalis –o sea, lo que hoy en día llamamos las ciencias naturales o ciencias de la naturaleza– se ha constituido en la herramienta más poderosa de adquisición de conocimiento para la humanidad, capaz de aportar lo más parecido a la verdad que nuestra especie puede alcanzar en cada momento de su historia. Además, por el poder que confiere sobre el universo natural, constituye la clave esencial del progreso aplicado y tecnológico: superada la Edad Media, sin ciencia pura no hay ciencia aplicada, sin ciencia aplicada no hay tecnología. Y sin ciencias aplicadas y tecnologías –y las nuevas formas de pensamiento que las acompañaron– seguiríamos atascados en un pasado de mierda.
Ya apuntaba maneras desde el principio, pero al final de la carrera las ciencias naturales han venido a constituirse en la máxima expresión del materialismo positivo, bajo la forma del naturalismo metodológico empírico. Estos palabros filosóficos vienen a decir algo bastante sencillo, al menos a grandes rasgos y resumiéndolo mucho: el único universo real, o al menos el único que se puede estudiar y sobre el que se puede conocer a ciencia cierta, es el universo natural (por oposición al sobrenatural); y la única manera fiable de conseguirlo es a través del método científico.
No siempre fue así. Hubo un tiempo en que ciencia, filosofía, religión (y política) fueron indistinguibles. Tardamos bastante tiempo en aprender a separar unas de otras, con mayores y menores aciertos, pero al final fuimos capaces de separar el trigo de la paja y quedarnos con lo que funcionaba. Entre esas cosas que funcionan, la ciencia alcanzó pronto un lugar central. Hay quien discute la sabiduría de esta separación, pero lo cierto es que... bien, eso, funciona. Y funciona estupendamente bien.
Desde bien temprano, esta magia naturalis –la poderosa magia de la ciencia, esa que hace volar naves espaciales y salva a los niños de la viruela– se dividió a su vez en varias especialidades o disciplinas que trataban de estudiar algún aspecto específico de la realidad. Aunque al principio, esta diferenciación era muy pequeña e incluso indistinguible. Las expresiones más antiguas de la ciencia que se recuerdan son las tecnologías agropecuarias y, de manera inseparable, el estudio de los astros. Sin el estudio de los astros –el sol, la luna, las estrellas– no se puede elaborar un calendario; y sin un calendario, tus cosechas van a ser más bien chuchurrías. Los calendarios astronómicos nos acompañan desde los principios de la historia, y resulta bastante probable que algunas estructuras prehistóricas como el círculo de Goseck (4.900 aC), Mnajdra inferior (ca. 3.000 aC), el crómlech de Nabta Playa o el más conocido  Stonehenge (ca. 2.600 aC) desempeñaran al menos una función parcial en este sentido.
Durante un buen periodo de tiempo, la astronomía con sus predicciones y las técnicas de adivinación hoy genéricamente conocidas como astrología fueron la misma ciencia, estrechamente relacionada con las matemáticas. Porque las matemáticas son también muy antiguas. Bueno, de hecho son antiguas de narices: nos dimos cuenta muy pronto de que algunas cosas de la naturaleza parecían seguir unas reglas que se podían medir y contar. El indicio más antiguo de un objeto para uso matemático es el hueso de Lebombo, en la actual Suazilandia, que tiene algo así como 35.000 años y podría constituir un calendario lunar. Hay quien dice que este y otros objetos similares parecen singularmente aptos para calcular el ciclo menstrual femenino, con el propósito de adquirir alguna clase de control sobre su ciclo reproductivo y por tanto sobre la demografía de la población; si esto se demostrara cierto, sería un origen de lo más interesante para el primer calendario, las primeras matemáticas y la primera ciencia.

Contando cosas aquí y allá, en algún momento nos dimos cuenta de que parecían existir correlaciones entre esas cuentas: leyes o al menos reglas generales que se podían aplicar a distintos ámbitos de la realidad. La más fundamental de esas reglas es que todos los objetos materiales que nos rodean se pueden contar de la misma manera, sin importar su naturaleza. Podemos contar personas, cabezas de ganado, árboles, el número de rayos en una noche de tormenta, hasta los granos de arena de una playa con el suficiente tiempo y método. Por tanto, comenzamos a utilizar unas abstracciones universales aplicables al conjunto de la realidad natural, a las que cierto día decidimos llamar números.
Y también nos dimos cuenta de que las leyes que regían las relaciones entre esos números valían para todos los casos, para todo el cosmos. Dos más dos son cuatro, siempre son cuatro, y da igual que sean piedras, monedas, días o estrellas. El orden de los factores no altera el producto, sea lo que sea que estemos multiplicando: siempre es así. Cualquier número dividido por sí mismo da siempre uno, sin importar qué dividimos entre qué cosas: nunca falla. La geometría y el álgebra ayudaron no poco. Este descubrimiento es probablemente el avance más fundamental de toda la historia de la humanidad, y la clave esencial de la ciencia moderna: unas reglas universales que el ser humano puede conocer, aplicables a todos los ámbitos de la realidad natural sin excepción alguna. O sea, las matemáticas.
Sin matemáticas, estamos ciegos por completo. Sin matemáticas, el cosmos entero es un batiburrillo que no se puede entender, regido por fuerzas ignotas y temibles. Con las matemáticas, comenzamos a comprender, comenzamos a aprender. Eso viene a querer decir mathematiké en griego antiguo: aquellas cosas que no se pueden saber sin ser aprendidas. (Por oposición a musiké, o sea aquello que se puede entender de manera innata) Así, prácticamente toda la ciencia que vino después, casi todo lo que sabemos con seguridad sobre este mundo y este universo, es mathematiké.

Ciencias básicas.
Sobre este sustrato mathematikós, a lo largo de nuestra historia han ido surgiendo distintas ciencias; normalmente las dividimos en ciencias básicas o fundamentales y ciencias aplicadas. Como su nombre indica, las ciencias básicas o fundamentales pretenden aprender de qué manera funciona el universo, en general y en cada campo específico; mientras que las ciencias aplicadas están orientadas a utilizar este conocimiento para seguir avanzando, comúnmente a través de la técnica y las tecnologías. La técnica y las tecnologías, por su parte, aportan nuevas herramientas y conociminentos al sustrato de ciencia básica; con lo que todo el conjunto es como un círculo que se retroalimenta a sí mismo una y otra vez. De este hecho se desprende algo que mucha gente (políticos y votantes) no entienden: la ciencia es un conjunto cuyos elementos están estrechamente inteconectados y cada uno depende de los demás para seguir progresando. Si una rama básica de la ciencia se estanca, todo el conjunto se estanca, con las conocidas consecuencias de atraso, ignorancia, miseria y sufrimiento para todo el mundo.
Cuanto más básica es una ciencia, más esencial resulta en este proceso. Pongamos un ejemplo. Si la ingeniería o la medicina sufren un periodo de estancamiento, es malo y tiende a retrasar todo el conjunto, pero la química o la física tardarán en verse afectadas (y normalmente aportarán soluciones cuando avancen lo suficiente). En cambio, si la física o la química sufren un periodo de estancamiento, entonces todo lo demás se retrasa sin remisión (incluyendo a la ingeniería o la medicina). Por eso las consideramos básicas o fundamentales. Estas ciencias básicas, además de las matemáticas (que se suele calificar como una ciencia exacta pura), son estas:

• Astronomía, cuyo campo de estudio son los astros, su naturaleza y sus movimientos (incluyendo los del astro que llamamos Tierra). Como ya he mencionado, la astronomía fue la ciencia original, de la que emanaron fundamentalmente todas las demás y muy especialmente una parte significativa de nuestro sustrato físico-matemático. A partir del siglo XVII –con la revolución heliocéntrica– se separó de su antecesora, la astrología; y para el siglo XIX ya había tomado definitivamente su propio camino. Aunque la "astronomía clásica" ha perdido algo de su influencia central sobre el conjunto de las ciencias básicas, sigue realizando una aportación imprescindible a través de la astrofísica.
• Física, cuyo campo de estudio es... todo. 😀 La física escudriña la naturaleza y propiedades del tiempo, del espacio, de la materia, de la energía, de la información y las interacciones entre todo ello; que es decir el conjunto de la realidad natural, del universo físico. Por ello, muchos la consideran la ciencia central, totalmente inseparable de la matemática; matemática y física viajan juntas, son dos caras de la misma moneda, y cada una resulta incomprensible sin la otra. Sin embargo, su campo de estudio resulta tan amplio que es preciso desglosar algunas de sus especialidades en disciplinas separadas, como las siguientes:
• Química, que se concentra en el estudio de la materia y sus interacciones entre sí misma y con la energía. Se originó fundamentalmente en la alquimia, de la que se separararía también entre los siglos XVII y XIX, a partir de los trabajos de Boyle, Lavoisier y Dalton. En la actualidad, interacciona fuertemente con la física a través de la fisicoquímica, con la biología mediante la bioquímica y con la geología por la vía de la geoquímica. Como "portadora del conocimiento físico" al campo de la materia y energía más inmediatas, resulta esencial en la práctica totalidad de las ciencias aplicadas y las tecnologías, desde la electrónica hasta la farmacología clínica, pasando por la nanotecnología o los nuevos materiales.
• Geología, que tiene como campo de estudio la materia y energía que constituyen el planeta Tierra (por el momento...). O sea, que estudia las piedras, pero no hay que olvidar que nuestro planeta y todos los demás planetas y lunas son... piedras. Al comenzar a comprender cómo es y cómo se formó este piedro en el que vivimos, comenzamos a comprender todos los demás piedros del cosmos y el origen y evolución de los mismos, lo que resultaría clave para el progreso de la física. La geología es muy antigua, primero como disciplina aplicada precientífica de uso en minería o arquitectura y luego como ciencia fundamental, sobre todo a partir de Hutton y Lyell (si bien existe una intrigante geología islámica medieval, hasta el extremo de que muchas veces se considera a Avicena el "padre de la geología"). La geología también está estrechamente relacionada con la biología, al aportar el conocimiento sobre el sustrato material sobre el que se desarrolla la vida.
• Biología, orientada al estudio de un tipo de materia muy particular: la materia viva (y eso nos incluye a ti y a mí, claro). A diferencia de las demás, se trata de una ciencia muy moderna cuyos antecedentes son más oscuros y casi totalmente centrados en el ámbito de la anatomía o la botánica. Realmente no se puede empezar a hablar de una biología como la que conocemos hasta los siglos XVII y XVIII, y realmente no encontró su lugar en el orden cósmico hasta el XIX, con Darwin, Mendel y la teoría celular. Las leyes de la vida resultaron ser demasiado sutiles, demasiado sofisticadas para nuestros antepasados y aún nosotros peleamos por comprender algunos aspectos inmediatos (¡eso significa que quedan cosas chulas por aprender sin irse muy lejos!). Estrechamente emparentada con la geología y la química, la biología está proporcionando grandes resultados en ciencias aplicadas como la medicina, la agronomía, la veterinaria... y también la astrobiología, junto a la astrofísica, la astroquímica y la astrogeología lo que cierra el círculo cósmico de estas ciencias fundamentales.

Ciencias aplicadas.
Por su naturaleza natural, todas las ciencias tienen aplicaciones prácticas inmediatas, incluso sin intermediación alguna. Obsta mencionar lo que hacen la química, la biología o la geología por nosotros a diario. La física es todo; en el orden más inmediato, a ver cómo resuelves un sistema de producción y distribución eléctrica o una red de telecomunicaciones sin aplicarla directamente. Sin astronomía, no hay calendarios, ni navegación, ni cosechas y además está detrás de todo, aportándonos constantemente una perpectiva de conjunto única. Y las matemáticas... pues qué vamos a decir: que están detrás de todo, desde la cuenta del bar, la contabilidad de tu empresa, tu cuenta corriente o la fecha de tu cumpleaños hasta los extremos más remotos de la física teórica.
La diferencia sustancial entre las ciencias fundamentales y las ciencias aplicadas es, pues, una cuestión de matiz. Eso sí, un matiz de cierta envergadura. En el mundo contemporáneo, la función primaria de la ciencia fundamental es crear conocimiento, tenga o no una aplicación inmediata (aunque cuando la tiene, que es casi siempre, resulta sin duda muy bienvenido). Mientras que la función primaria de las ciencias aplicadas es utilizar todo ese conocimiento más el que generan por sí mismas en usos prácticos directos, normalmente a través de técnicas y tecnologías.
Por su enorme utilidad inmediata, la mayor parte de las ciencias aplicadas tienen una historia precientífica propia, pues la necesidad existía desde mucho antes de que hubiera una ciencia básica fiable para servirles de sustrato. Y precisamente por su sentido eminentemente práctico, orientado a la obtención de resultados inmediatos, desarrollaron algunas herramientas y avances naturalistas que luego resultarían esenciales en el surgimiento de las modernas ciencias fundamentales. En el presente y ya para siempre, las ciencias fundamentales se lo devuelven aportándoles conocimientos básicos muy avanzados que han permitido su extraordinario desarrollo hasta extremos que difícilmente sus practicantes de antaño habrían podido soñar. Las ciencias aplicadas son muchas, pero entre las más duras se encuentran las siguientes:

• Medicina, veterinaria y farmacología. Qué quieres que te cuente de estas ciencias que no sepas ya. ¿Que tu esperanza de vida se ha duplicado y pico en los últimos cien años? ¿Cuántos paralíticos de polio has visto últimamente por la calle? ¿Y ciegos de viruela? ¿Cuántas jovencitas se te han muerto de tisis? ¿A cuántos entierros de niños y bebés has ido en los últimos años (salvo pésima, pésima fortuna)? ¿Cuánto hace que no se te muere nadie por una intoxicación alimentaria? Pues hasta hace bien poco, eso era la cotidianeidad. Todo eso y mucho más es la obra gigantesca de las ciencias médicas... que sólo acaba de empezar.
• Ingenierías. Las ingenierías son las que desarrollan las tecnologías y construyen los productos o servicios finales. Toda clase de tecnología, producto o servicio: industrial, civil y arquitectónica, electrónica e informática o de telecomunicaciones, aeroespacial, agropecuaria, química... lo que se te ocurra. El desarrollo de tecnologías suele constituir el último paso entre la ciencia y la sociedad, y por tanto acostumbra a resultar el más visible y apreciado. Todo el mundo entiende de inmediato para qué sirve un ingeniero y si no, lo capta tras una breve explicación; no todo el mundo comprende fácilmente la utilidad de un físico teórico, un geoquímico o un astrobiólogo. Entre las ingenierías también se cuenta a veces la gestión y administración.
• Las llamadas "ciencias blandas" (como la economía, la psicología, las ciencias jurídicas, las ciencias políticas, ciertas aproximaciones a la historia y otras). La expresión ciencias blandas se entiende a veces de manera peyorativa (por oposición a las "ciencias duras", pata negra), pero esto no es necesariamente así siempre o ni siquiera a menudo: resulta una manera bastante visual de representar su menor grado de adscripción al método científico más estricto y en consecuencia su menor capacidad predictiva (yo puedo afirmar con rotundidad que una masa se verá atraida por otra masa, y apostar mi vida a que sucederá siempre –lo hacemos a diario inconsciente pero constantemente–; esta clase de afirmaciones predictivas resulta mucho más problemática en estas otras ciencias). Sin embargo, su interés práctico evidente en una multitud de campos es bien conocida y permite incluirlas en el conjunto de las ciencias aplicadas.

Por estos motivos de utilidad práctica inmediata, las salidas laborales de numerosas ciencias aplicadas suelen ser bastante extensas, y según épocas y especialidades su labor se valora bastante bien en el mercado. Los científicos fundamentales, en cambio, suelen encontrarse más a menudo en el ojo del huracán: normalmente dependen de la siempre voluble financiación pública (pocas empresas privadas invierten en la adquisición de conocimientos a los que no se puede extraer un beneficio económico directo), sus conclusiones no son siempre aceptadas de buen grado por todo el mundo, la sociedad percibe los beneficios de su labor de manera más remota y a menudo ganan menos pasta por más trabajo; por ello, la ciencia básica tiene bastante de vocación. Sin embargo, ambos grupos son absolutamente imprescindibles para que la humanidad siga avanzando y de hecho, como ya comenté, un estancamiento en ciencia fundamental conlleva un efecto mucho más grave sobre el conjunto del progreso humano que en cualquier otro caso.
Una nota sobre la percepción social de la ciencia básica, las ciencias aplicadas y las tecnologías.

Y esto representa un problema significativo en las sociedades contemporáneas, sobre todo cuando escasean los recursos económicos. En ciertos periodos, como la Guerra Fría, los estados realizan grandes inversiones en ciencia fundamental (y también en aplicada y en tecnología) con o sin la aprobación general del público. Esto seguramente no resulta muy democrático, pero es que cualquier persona con dos dedos de frente en una posición de poder entiende rápidamente que quedarse atrasados en ciencia fundamental representa "romper el triángulo" y quedarse atrasados en todo lo demás, con el evidente peligro de resultar derrotados en lo que quiera que se esté peleando.

En tiempos como los actuales, donde la batalla parece ser económica por conseguir el máximo beneficio con el mínimo coste, resulta obvio que los principales actores no tienen muchos motivos para invertir en ciencia fundamental. En tiempos de crisis, además, los estados se ven presionados para reducir el gasto público y la ciencia básica suele contarse entre sus primeras víctimas, debido precisamente a que no se percibe como fundamental. Lo importante es el próximo consejo de administración, las próximas elecciones. Y a fin de cuentas, ¿qué pasa si avanzamos un poco más lento o incluso retrocedemos un poco, eh?
Pues pasan dos cosas. La primera es que un avance más lento o un retroceso de la ciencia se traduce inmediatamente en sufrimiento humano, y además de una forma singularmente interclasista. Si una técnica médica no se desarrolla, no se desarrolla ni para el hambriento de África Central ni para los hijos de los dueños de "los mercados". Si no hay energía más barata y ecológica, no la hay ni para fabricar magdalenas de tres bolsas a un euro ni para producir coches de lujo. Si no surge una nueva tecnología de materiales que permita hacer aviones más seguros, no surge ni para Air Low Cost ni para Luxury Airlines. El estancamiento de la ciencia se traduce rápidamente en una vida peor para todos. A fin de cuentas, por mucho dinero que tengas, sólo puedes comprar lo que existe.
Pero es que, además, el estancamiento o retroceso científico es la manera más eficaz de irnos (casi) todos al pozo en términos económicos. Las sociedades que se estancan o retroceden también se arruinan en la parte de los dineros, un hecho sobradamente conocido a lo largo de toda la historia humana; esto es cierto para cualquier estancamiento o regresión, pero resulta especialmente cierto con los estancamientos o regresiones científico-técnicas. Por el contrario, los grandes avances científico-técnicos siempre se han traducido en una mayor creación de riqueza para todos. Querer salir de una crisis recortando la inversión científica es como querer salvar un barco que se hunde desmontando la quilla para tapar el agujero con las planchas. Es pobreza y dependencia garantizadas.
Magiæ naturalis, la magia natural. Así tituló Giambattista della Porta a uno de los primeros textos de divulgacion científica –o precientífica– de la época moderna; y bajo tal nombre se empezó a enseñar en la Universidad de Bolonia durante el siglo XVI, a instancias del filósofo Pietro Pomponazzi, esa nueva magia empírica que se diferenciaba de la filosofía y la religión. Magia naturalis, ciencia natural, ciencia. Dice el diccionario de la Real Academia Española que la magia natural es aquella que por medios naturales obra efectos que parecen sobrenaturales. Difícilmente se podría encontrar una descripción mejor.