"Los Elementos de Geometría" de Euclides, matemático y profesor en  la Alejandría helénica,  se utilizó como texto durante más de dos mil años. Esta obra junto a los trabajos de los sabios  del Oriente Medio a orillas del Egeo, como Eudoxo de Cnido, y Apolonio de Perga, constituyeron el corpus de conocimientos geométricos que posibilitó el desarrollo de la Astronomía desde Tolomeo hasta Kepler en el siglo XVII. En el siglo XIX  Lobachevski  formuló la geometría no euclidiana (Hiperbólica), suponiendo que por un punto exterior a una recta pueden pasar infinitas paralelas.  Riemann, por su parte, fundamentó la nueva geometría esférica en el supuesto que por un punto exterior a una recta no existe ninguna paralela. Parecía que se estaban generando incomprensibles desarrollos geométricos, sin embargo el impacto de estas nuevas Geometrías con sus grandes abstracciones fue decisivo para el desenvolvimiento de la Física teórica moderna. El siglo XX vería aparecer la Geometría fractal de Mandelbroit, que reconoce las dimensiones fraccionarias, con extraordinaria incidencia en el desarrollo de las imágenes computarizadas. El camino al infinito mostrado en  la construcción histórica del conocimiento geométrico es sólo un caso particular de la naturaleza del conocimiento científico.

Marie Sklodowska - Curie  recibió dos Premios Nóbel. En 1903 recibió el Premio Nobel de Física, compartido con su esposo Pierre (trágicamente desaparecido tres años después), y el segundo, en el ámbito de la Química por sus investigaciones con el radio y sus compuestos. 

El Laboratorio Curie, fundado en 1914 se convirtió bajo su dirección en un modelo  de institución científica moderna que actuaba como centro de una red estrechamente vinculada con la industria  y la medicina. Quien dio inició a la radioterapia, murió víctima de una anemia perniciosa causada por las largas exposiciones a las radiaciones. 

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La Física se parte en dos cuando aparecen publicados en 1687 sus famosos “Philosophiae Naturales Principia matemática”. Se subvierte entonces todo la cosmovisión aristotélica del movimiento de los cuerpos y una nueva Mecánica emerge: se ha producido un desplazamiento megaparadigmático.

Transcurrirían más de dos siglos para que apareciera la teoría de la relatividad einsteniana que limita los contornos en que se cumplen los Principios de Newton. Para tener una idea del grado de validez de la mecánica newtoniana baste saber que el diseño, control y corrección de las órbitas de los satélites terrestres y las naves espaciales, son realizados enteramente con arreglo a las predicciones de las leyes de Newton.

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La ecuación más universalmente conocida,   símbolo de los tiempos modernos, probablemente sea: E=mc² .  Relaciona energía, masa, y velocidad de la luz,   tríada suprema de los conceptos  físicos contemporáneos.  Quien la propuso es el más famoso de los científicos: Albert Einstein.

En 1939 Einstein junto con otros físicos envió una carta  al presidente Roosevelt solicitando el desarrollo de un programa de investigación que garantizara el liderazgo de los aliados en la construcción del arma atómica. La misiva  consiguió acelerar la fabricación de la bomba H, en la que él no tuvo participación alguna. En 1945, intentó disuadir al presidente para que el arma nuclear ya creada no fuera utilizada. El resto es conocido: el  9 de agosto de 1945 la humanidad se aterrorizaba con la hecatombe nuclear en Hiroshima,  días después se repetía la escena   en Nagasaki.  Después de la guerra, Einstein se convirtió en activista del desarme internacional.

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El físico teórico Stephen Hawking (1942- ) es la figura líder de la moderna cosmología. Mientras estudiaba Física y Matemáticas en las universidades de Oxford y Cambridge tuvo que aprender a convivir con un desorden degenerativo del sistema nervioso, conocido como enfermedad de Lou Gehrig, que lo conduciría a una cuadriplegia, es decir, a una inmovilización total. Su talento no se perdería temprano gracias a la alta tecnología puesta a su servicio y al extraordinario espíritu de Hawking.  Los médicos le dieron al diagnosticar su enfermedad dos meses de vida, este año cumplió los sesenta. Hawking logró enlazar la mecánica cuántica y la relatividad las dos principales teorías de la Física moderna, desarrollando la teoría cuántica de la gravedad.

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Las investigaciones del químico estadounidense Linus Pauling  sobre la naturaleza del enlace químico, y sus predicciones sobre la compleja estructura molecular de las proteínas ejercieron una profunda huella en el desarrollo  de los conocimientos sobre los procesos de la vida. Linus y su compañera de vida Ava Helen  trabajaron infatigablemente por el desarme nuclear, por detener el desarrollo del armamento atómico, y por prevenir todo tipo de pruebas que afectaran nuestra atmósfera o mares. 

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El descubrimiento del principio de complementariedad de las bases nitrogenadas  establecido por el químico checo Erwin Chargaff , los modelos de estructura helicoidal propuestos para las proteínas por Linus Pauling, y las imágenes de los espectros de difracción de rayos X obtenidos por Maurice Wilkins, y sobre todo por la química – física Rosalind Franklin, constituyeron un importante asiento para el despegue de creatividad  que condujo al biofísico británico Francis H. C. Cricks  y al bioquímico estadounidense James D. Watson  al descubrimiento de la estructura de doble hélice para el ADN. Tal estructura permitía explicar dos propiedades fundamentales del material hereditario: la de conservarse a sí mismo (replicación) y la de cambiar (mutación). Ahora se tornaba más claro y firme el despegue de la ingeniería genética.

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 El asalto posterior se dirigía hacia la estructura interna de los genes y exigía el desarrollo de nuevos métodos que permitieran el análisis de la secuencia en que se "alojaban" las bases nitrogenadas en el  polinucleótido. F.Sanger, bioquímico británico mereció el premio Nóbel de Química en dos ocasiones,  la última en 1980, se debió al hallazgo de un método rápido para determinar la secuencia nucleótida de las  bases nitrogenadas con lo cual se abría  paso al desarrollo de la Ingeniería Genética. 

¿Prevalecerán las normas éticas impulsadas por una opinión pública o se impondrán los intereses de monopolios guiados por el lucro   en la aplicación de los logros de la ingeniería genética? 

En la actualidad, un gran interés despierta el conocimiento y la  comprensión del proceso sociohistórico que ha conducido al desarrollo de la Ciencia. Las relaciones entre la Ciencia, la Tecnología y la Sociedad se ha convertido en un amplio campo de estudio.

Paradójicamente, en medio de los avances que supone vivir los tiempos de “la sociedad de la información”, una gran confusión se advierte cuando se pretende juzgar la responsabilidad de la Ciencia en los peligros y desafíos que caracterizan nuestra época histórica y se vinculan los grandes descubrimientos científicos casi exclusivamente con el genio de determinadas personalidades.

Compartimos la creencia de que los logros de las ciencias, tienen un carácter temporal, que se insertan en la matriz del tiempo de acuerdo con las necesidades de la época y de las propias tendencias que impulsan con cierta autonomía su desarrollo específico.

Al inscribirse en los marcos del enfoque histórico cultural este trabajo reconoce la importancia de las personalidades y las instituciones científicas que promueven  la construcción  de las ciencias pero insiste en que el orden del día de sus conquistas está profundamente marcado por el repertorio de realizaciones materiales y espirituales de la sociedad en un momento históricamente condicionado.

A la luz de este enfoque, las fuerzas motrices de las ciencias no pueden encontrarse fuera de las necesidades de la sociedad en cuyo seno transcurre su construcción. Al mismo tiempo se reconoce que el edificio teórico creado por cada disciplina científica tiene sus especificidades y autodeterminación relativa, según las regularidades y complejidad de la realidad que persigue reflejar, lo cual le concede a cada ciencia su propio tempo, su manera peculiar de aparecer, madurar y desenvolverse en la Historia.

La especie humana al apostar al desarrollo científico no lo ha hecho exclusivamente para satisfacer una curiosidad epistémica, para explicar o interpretar este u otro fenómeno de la naturaleza o la sociedad, lo ha hecho ante todo para transformar el mundo en función de las necesidades que un contexto sociocultural genera en un escenario históricamente condicionado.

Siguiendo los principios esbozados arriba, deseamos subrayar que el credo que orienta este trabajo se sintetiza en:

•         El rechazo a la retrógrada intención, recordada tristemente por la Historia, de satanizar los resultados de las ciencias, y a cualquier retoque académico que pretenda desplazar hacia el progreso científico la responsabilidad de los enajenantes problemas de la sociedad contemporánea. 

•       El reconocimiento al importante papel desempeñado por las personalidades científicas que, con el talento propio de los genios y una perseverancia a toda prueba, son protagonistas de la expansión del universo de lo conocido tanto en la esfera material como espiritual de la sociedad. 

•       La admisión de la notable influencia que ha de ejercer la dotación genética en el complejo proceso de formación de un genio, pero el desconocimiento a cualquier intento de atribuir a sexo, raza o región geográfica, el monopolio del talento.

•       La confianza en la utilidad enaltecedora de la virtud solidaria frente a la egoísta y decadente moral del éxito.

•       La creencia firme de que una sociedad mejor es posible, y que su construcción dependerá en buena medida de las conciencias que se abonen a través de una universal batalla de ideas, en la que jugará un importante lugar el discurso que se haga de la Historia.

 Por consiguiente, nos interesa especialmente contribuir a:

·         Entender la Ciencia no sólo como un resultado sino también como un proceso que se renueva y amplia por la actividad de individuos que se organizan en comunidades científicas, en interacción permanente con las coordenadas económicas, políticas y éticas de su propio escenario socio histórico.

·         Humanizar la imagen de los genios que escriben la Historia de las ciencias.

·         Comprender los momentos más trascendentes de expansión del universo de los conocimientos matemáticos, físicos y químicos, aquellos que emergen de profundas crisis en el campo de las ideas y que constituyen verdaderas Revoluciones Científicas.

·         Revelar las resonancias que el progreso científico ha producido en la esfera material y social de la sociedad.

Resulta casi innecesario declarar que no tenemos pretensiones académicas con estas páginas. Ellas están dirigidas a un auditorio de jóvenes y menos jóvenes interesados en una lectura despojada de una retórica controversial. Desearíamos al final no habernos separado de este propósito. De cualquier manera si nos preguntan qué concepción de ciencia defendemos, respondemos a aquella que la considera una actividad social, que refleja una realidad objetiva de la naturaleza o la sociedad, y que está históricamente condicionada. No nos parece superada la conceptualización alcanzada por Krober:   "entendemos la ciencia no sólo como un sistema de conceptos, proposiciones, teorías, hipótesis, etc., sino también, simultáneamente, como una forma específica de la actividad social dirigida a la producción, distribución y aplicación de los conocimientos acerca de las leyes objetivas de la naturaleza y la sociedad. Aún más, la ciencia se nos presenta como una institución social, como un sistema de organizaciones científicas, cuya estructura y desarrollo se encuentran estrechamente vinculados con la economía, la política, los fenómenos culturales, con las necesidades y las posibilidades de la sociedad dada" (1).

Respecto a la clásica obra de T. S. Khun (1922-1996) “Estructura de las Revoluciones Científicas” sólo reconocemos y  tácitamente usamos la original y extendida terminología que nos legó su original visión sobre la Historia de las Ciencias. Al hacerlo, aceptamos una parte de sus supuestos, como la aguda percepción sobre la polémica en el seno de la comunidad científica y su reconocimiento a las crisis de las ideas que preceden a las revoluciones científicas.  Pero más que estas concepciones nos interesa destacar la compleja dialéctica entre el desarrollo del conocimiento científico y las coordenadas socioculturales del escenario histórico en que se verifican. Por otra parte compartimos el criterio expresado por Steven Weinberg (Premio Nóbel de Física en 1979) en una retrospectiva sobre el trabajo de Kuhn:

“No es verdad que los científicos sean incapaces “de conectarse con diferentes formas de mirar hacia atrás o hacia delante” y que después de una revolución científica ellos sean incapaces de comprender la ciencia que le precedió. Uno de los  desplazamientos de paradigmas a los cuales Kuhn brinda mucha atención en “Estructura” es la sustitución al inicio de esta centuria de la Mecánica de Newton por la Mecánica relativista de Einstein. Pero en realidad, durante la educación de los nuevos físicos la primera cosa que les enseñamos es todavía la buena mecánica vieja de Newton, y ellos nunca olvidan como pensar en términos newtonianos, aunque después aprendan la teoría de la relatividad de Einstein. Kuhn mismo como profesor de Harvard, debe haber enseñado la mecánica de Newton a sus discípulos”(2).

El determinismo que defendemos no  ignora la autonomía relativa que desarrolla el sistema teórico de una ciencia, en particular de la Matemática, y que ha conducido en no pocas ocasiones a penetrar en áreas que no encuentran en la época de su desarrollo una explicación al origen de sus fuerzas motrices. Más tarde, sin embargo, las abstracciones indescifrables de determinadas obras han encontrado una relevante aplicación. Tampoco desconoce el papel de la casualidad acaso representado por el legendario grito de eureka. 

La Historia viene a demostrar que una profunda interrelación entre la Matemática, la Física y la Química acompaña al complejo proceso de diferenciación e integración que ha definido sus respectivos objetos de estudio.

La Matemática, en un cierto sentido reina de las Ciencias, no parece que se iniciara como resultado de la inclinación humana por un saber abstracto. 

Las primeras civilizaciones necesitarían del desarrollo de los conocimientos geométricos para la construcción de sus asentamientos y a veces monumentales edificaciones.

De forma similar los conocimientos astronómicos, impulsados no sólo por la majestuosidad de la bóveda celeste, sino por las necesidades de comprender la noción del tiempo y las regularidades del clima, exigieron del desarrollo de conocimientos geométricos y matemáticos.

Los sistemas de numeración, constituyen una necesidad para el trascendente objetivo de fijar el paso del tiempo, así como para determinar saldos en la actividad, que bien temprano aparece en la sociedad, de intercambio de productos y más tarde de dinero.

Hoy las Matemáticas definen como objeto de estudio las cantidades, magnitudes y propiedades, así como las operaciones lógicas utilizadas para deducir cantidades, magnitudes y propiedades desconocidas.

Filosofía y reflexión matemática encontraron comunión en algunos sabios griegos de la talla de Tales, Pitágoras y Eratóstenes. Luego del renacimiento europeo, también se apreciaría esta integración de notables filósofos que logran ser extraordinarios matemáticos. Hacia  la primera mitad del siglo XVII se destaca como exponente de esta fusión, la monumental obra de René Descartes considerado fundador de la Geometría Analítica y de la Filosofía moderna.

El maridaje de las Matemáticas con las Físicas se aprecia con fuerza ya en el resplandor de la cultura alejandrina, con el desarrollo de la Astronomía  y determinadas ramas de la Física;  continua en la trascendental formalización matemática de los estudios de  Kepler y Galilei; resulta decisivo y hace coincidir el nacimiento de la Mecánica Clásica y del Cálculo Infinitesimal; es clave en el desarrollo del paradigma electromagnético; y llega hasta nuestros días con el desarrollo de la Mecánica Cuántica y la descripción de las leyes del mundo subatómico.

Un signo de nuestra época, el incontenible avance de la informatización, encuentran en su base las aportaciones decisivas de los matemáticos.

La Física, la ciencia que estudia las propiedades y la estructura de la sustancia (partículas y sistemas de partículas) y de los campos y las interrelaciones entre ellos, ha sido construida pues en permanente interrelación con el desarrollo de las Matemáticas. 

Su objeto de estudio engloba así distintas formas particulares del movimiento de la materia, el movimiento mecánico y el movimiento físico, constituido a su vez por el movimiento térmico y el movimiento electromagnético. Como se trata de estudiar estas formas del movimiento, la Física se relaciona intrínsecamente con las propiedades más generales del espacio y el tiempo, formas universales de existencia de la materia.

 El amplio dominio de la Física abarca:

·         El estudio de los movimientos mecánicos de las partículas y los sistemas de partículas, tanto para el macromundo como para el micromundo, para las bajas y altas velocidades.

·         Los procesos de transmisión del calor y de energía en general, de masa y de cantidad de movimiento para una partícula aislada y para sistemas de partículas, tanto a las altas temperaturas y presiones como a las bajas temperaturas y presiones.

·         Los procesos de interacción entre las partículas y los sistemas de partículas cargadas eléctricamente, en reposo o en movimiento con respecto a un sistema de referencia dado, con el campo electromagnético, tanto en la región macroscópica como para la microscópica, para bajas y altas velocidades.

·         El comportamiento de los sistemas de partículas confinadas en pequeñas regiones del espacio, tales como los átomos y los núcleos atómicos, de forma que se profundiza en la estructura interna de la sustancia y sobre todo en su transmutabilidad.

Las áreas de estudio clásicas encuentra una culminación alrededor de la mitad del siglo XIX y a la vez, con la explosión de los avances científicos iniciada en los límites del siglo XIX al XX, se van conformando nuevos ámbitos entre los que se pueden citar: Física de las Bajas Temperaturas; Cromodinámica; Física de la Gravitación; Física del Sólido; Física de las Altas Energías y otras que marcan la punta de los progresos en las Ciencias Físicas.

En las fronteras con otras Ciencias han aparecido ramas tales como: Astrofísica; Física de la Atmósfera; Metalofísica; Física de los Materiales (enmarcada en las Ciencias de los materiales); Cosmogonía; etc.

El impacto de los conocimientos físicos en la sociedad moderna abarca prácticamente todos los ámbitos de su realidad. Pero tres símbolos de los grandes retos de la humanidad,  la conquista del cosmos, el dominio de nuevas fuentes energéticas, y la revolución en las comunicaciones han recibido un impulso decisivo con el  progreso de las Ciencias Físicas.

En relación con la Química, Linus Pauling (1901-1994), laureado dos veces con el Premio Nobel, el primero en 1954 por sus aportaciones en el campo de la Química y en 1962 por su relevante labor a favor de la paz, ha propuesto la siguiente definición de su objeto de estudio : “La Química es la Ciencia que estudia las sustancias, su estructura, sus propiedades y las reacciones que las transforman en otras sustancias”.

La emergencia de la Química como ciencia data de finales del siglo XVIII cuando la cabeza más visible de la Escuela francesa, Antoine de Lavoisier, reconceptualiza los resultados de los máximos exponentes de la escuela sueca y británica, Carl Scheele y Joseph Prietsley para coronar, en medio de la Revolución Francesa, lo que se ha dado en llamar la Revolución en la Química.  Pero no será hasta el siglo XIX que se construirán las teorías primarias sobre las cuales despegará, en la segunda mitad del siglo, la generación de nuevos materiales sintéticos que llega hasta nuestros días, superando las propiedades de los productos obtenidos por la naturaleza a lo largo de millones de años.

Numerosos autores han resaltado la posición central que ocupa la Química en el desarrollo del conocimiento científico y cómo en el marco de su proceso de construcción surge paralelamente una integración dialéctica con otras Ciencias Naturales que da pie a la aparición de los ámbitos de la Física-Química, la Bioquímica, y más recientemente la Química Ambiental.

La Física-Química se ocupa principalmente de las leyes y teorías que explican los cambios energéticos involucrados en las reacciones químicas, surgiendo tres áreas específicas: la Termodinámica Química, la Electroquímica y la Cinética Química. En la frontera con el polo de la Física-Química se desarrollan las Ciencias de los Materiales, los Procesos de Ingeniería y la Electrónica.

La Química Ambiental cuyos contornos se prefiguran aparece relacionada con la influencia de los agentes químicos, naturales o artificiales, en la biosfera. 

El dominio de las transformaciones de las sustancias químicas ha producido un  notable impacto sobre cinco áreas vitales para la sociedad contemporánea: energía, producción de alimentos, salud, transporte y comunicaciones.

El estudio de los seres vivientes tiene su formal nacimiento, cuando el hombre inicia su dominio de la agricultura, es decir hace unos diez mil años atrás, con la formación de los primeros asentamientos humanos permanentes . Pero el concepto de Biología como ciencia integradora de los estudios que se venían acopiando en ramas como la zoología, la botánica, la anatomía y la fisiología, sobre los diferentes reinos de los seres vivos, no se conforma hasta principios del siglo XIX. 

Momentos culminantes en el siglo XIX que orientan la propia estructuración de las ciencias biológicas representan el descubrimiento de las células y la edificación de la teoría celular por el botánico Matthias J. Schleiden (1804 – 1881) y el naturalista Theodor Schwann (1810 – 1882) que asigna a la célula la unidad de estructura y función de todas las formas de vida y determina las área del conocimiento de la biología celular,  la histología, los sistemas de órganos y los organismos;  la teoría de la evolución de Darwin y la genética mendeliana que recaban las investigaciones de niveles de mayor complejidad,  las poblaciones de organismos y comunidades en interacción con el medio ambiente; y  la microbiología de Pasteur que anuncia la penetración del conocimiento hacia el universo de los organismos microscópicos. 

Ya en el siglo XX con las hibridaciones de la biofísica y la bioquímica en el estudio de los procesos vitales al nivel molecular, surge la Biología Molecular como la más alta expresión en la actualidad del conocimiento humano sobre los sistemas vivientes.  

Por lo visto corresponde a las Ciencias Biológicas contribuir de manera decisiva a la solución de los problemas mas trascendentes del nuevo milenio. Las herramientas brindadas por la Biología Molecular y la Ingeniería Genética al desarrollo de la llamada tercera generación de la Biotecnología han permitido saltar las barreras impuestas por la naturaleza para gobernar las leyes de la creación de las especies.

La opinión pública ha expresado su inquietud por las controvertidas  consecuencias éticas, jurídicas y sociales que se derivan de la manipulación genética de los seres vivos. No sin razón crecen los sectores que se oponen a patentar para uso comercial las secuencias de genes humanos. Deben  atarse las manos a las apetencias de lucro de los monopolios transnacionales que pueden ver jugosas ganancias en turbios manejos de la información genética.

En suma,  el desarrollo de estas Ciencias ha impulsado enormes progresos para la humanidad pero, en un mundo irracionalmente establecido,  ha servido para el desarrollo de las armas modernas de exterminio masivo,  ha contribuido al desencadenamiento de graves problemas de contaminación ambiental,  y no ha resuelto el cuadro de atraso, hambre e ignorancia en que se sumerge la mayor parte de la humanidad.  

Así una evaluación del impacto que la Ciencia y la Tecnología pueden ejercer en el desarrollo de la sociedad contemporánea revela la importancia de impulsar  una batalla en el campo de las ideas,  en la cual  la educación (y la lectura que se haga de la historia) jugará un rol decisivo para salvaguardar los logros de la humanidad.

El progreso científico-técnico podrá ser usado para el  bien o para el mal.

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