La Revolución Científico Técnica del siglo XX.

El siglo XX  traería al escenario mundial dos grandes guerras que paradójicamente darían un impulso al desarrollo del conocimiento científico en aquellas áreas en que se advertían necesidades internas y principalmente con fines relacionados con la tecnología militar. Este desarrollo dio lugar, incluso, al holocausto nuclear de la década de los años cuarenta.

Al finalizar la Segunda Guerra Mundial se conformaron dos grandes bloques militares, económicos y políticos, que se enfrascaron en una guerra fría, desarrollaron una irracional carrera armamentista, y fomentaron la hipertrofia de un complejo militar industrial.

En el polo de los países pobres, la mayoría de las colonias de África y Asia lograba su independencia contribuyendo al derrumbe del sistema colonial mundial que había servido como fuente de riqueza para las metrópolis.

Ya a finales de la década de los años ochenta y principios de los noventa, con el derrumbe del sistema socialista en el este europeo, se establecieron las bases de un mundo unipolar, caracterizado por un proceso de globalización, que si en principio pudiera considerarse en bien del intercambio científico – técnico, realmente representa un desafío para la supervivencia del mosaico de culturas de las naciones emergentes y de sus identidades nacionales.

Todo este panorama influyó considerablemente en los progresos de las Ciencias. Comenzó a manifestarse la principal característica de ese desarrollo consistente en su transformación, de producto social, elemento de la superestructura de la sociedad humana, en una fuerza productiva con rasgos muy especiales. Esta característica estuvo precedida por una explosión en el ritmo de la producción de los conocimientos científicos que alcanzó un crecimiento exponencial. Las relaciones Ciencia – Sociedad se hicieron más complicadas.

El avance de las Ciencias en este siglo es fiel reflejo del desarrollo socioeconómico de los países, resultando tan asimétrico y desigual como irracional es la distribución de riquezas heredada del pasado colonial. La brecha entre ricos y pobres continuó ampliándose y se reflejó necesariamente en el estado de la ciencia y la técnica. Los países “en vías de desarrollo” debieron sufrir otro fenómeno: la fuga de cerebros. El capital humano, tal vez el mayor capital que atesora un país, se ve tentado en los países en desarrollo por las oportunidades que ofrecen las mecas contemporáneas de las ciencias y al triste fenómeno de la emigración selectiva asisten sin posible defensa ante  el mercado de la inteligencia, los países pobres.

En un ámbito como el de la Química, que tanta resonancia tiene en la producción de nuevos materiales para el desenvolvimiento de las tecnologías de “punta”, advertimos un liderazgo alemán hasta la segunda guerra mundial que  se ilustra  con precisión en la nacionalidad de los científicos laureados con el premio Nobel de la Academia Sueca de las Ciencias. Un 40% de los 40 premiados en Química hasta 1939 son alemanes, lo cual supera en conjunto los lauros alcanzados por el Reino Unido, Francia y los Estados Unidos. Esta pirámide que descubre la concentración de los polos científicos en la Europa de la preguerra se invierte totalmente en el período posterior pasando el liderazgo absoluto a los Estados Unidos. De las 98 personalidades que encabezando grupos o laboratorios élites en la investigación científica reciben el Premio Nóbel en la postguerra, 43 son estadounidenses, lo que supera la suma de los laureados del Reino Unido, Alemania, y Francia.

Los premios internacionales en el campo de las Matemáticas   otorgados inicialmente en el Congreso Internacional de Matemáticos celebrado en Toronto en 1924 (y al cual por cierto no fueron invitadas las delegaciones de los países derrotados en la Primera Guerra Mundial), e instituidos luego en 1932 por la Unión Internacional de Matemáticas, en su Congreso de Zurich con el nombre de Medallas Fields, demuestran igualmente el liderazgo de las grandes potencias en el dominio de la Ciencia Madre. De los 44 galardonados, 31 premios se reparten los Estados Unidos (11), Francia (7), Rusia y Reino Unido (5, cada uno), y Alemania (3). La mitad de los triunfadores, que según dejó estipulado en su testamento Field deben ser jóvenes (lo que se ha entendido como menores de 40 años),  han fijado residencia en los Estados Unidos de América. En este país, 19 han laborado en las instituciones líderes como la Universidad y el Instituto para Estudios Avanzados de Princenton (5 en cada uno), en la Universidad de Harvard (4), en el Instituto de Tecnología de Massachussets y en la Universidad de California en Barkeley  (2 en cada uno). Estos indicadores pueden permutarse de acuerdo a un tradicional intercambio pero en su esencia las cifras permanecen inalterables.

Un cuadro similar se advierte si se recurre a cifras que ilustren el financiamiento por países en el área de investigación y desarrollo, así como si se analizan la producción de patentes de invención. En esta última esfera un nuevo problema viene a matizar el progreso científico. En todo el siglo XIX, la protección de la propiedad industrial, se había convertido en elemento de financiamiento de nuevas investigaciones que alentaran y permitieran nuevos logros en la invención. Pero con el siglo XX se van haciendo borrosos los contornos de los descubrimientos y las invenciones para la pupila de las grandes transnacionales interesadas más que todo en competir con éxito en el templo del mercado. Una encendida polémica se viene gestando en la opinión pública que gana creciente conciencia de los peligros que entraña semejante política. Afortunadamente, entre los propios investigadores se desarrolla un movimiento tendiente a preservar como patrimonio de toda la humanidad  los descubrimientos científicos de mayor trascendencia.

Un proceso de fortalecimiento de los nexos en la comunidad científica, que se habían iniciado con las Sociedades  fundadas en el siglo XVIII, se advierte desde inicios de siglo, sufriendo en los períodos de duración de ambas guerras un inevitable debilitamiento. En este contexto se destacan los Congresos realizados en Bruselas, con el apoyo financiero del empresario belga Ernest Solvay, que congregaron a los más brillantes físicos de la época.

El Congreso de Solvay de 1911, se puede considerar como el primer acto en el desarrollo conceptual de la Teoría Cuántica, verdadera revolución en el campo de las Ciencias Físicas. En el transcurso del evento se alcanzó un consenso en el reconocimiento de que la Física de Newton y Maxwell si bien explicaba satisfactoriamente los fenómenos macroscópicos era incapaz de interpretar los fenómenos de la interacción de la radiación con la sustancia, o las consecuencias de los movimientos microscópicos de los átomos en las propiedades macroscópicas. Para cumplir este último propósito era necesario recurrir a las ideas de la cuantificación. Ello demostraba la comprensión de la vanguardia de las Ciencias sobre el carácter temporal, histórico en la construcción del conocimiento científico.

El siglo XX traería también una organización de la ciencia en Instituciones que debían concentrar sus esfuerzos bien en estudios fundamentales como en aquellos de orden práctico. Los políticos se darían cuenta, desde la Primera Guerra Mundial,  de la necesidad de sufragar los gastos de aquellas investigaciones relacionadas con la tecnología militar.

El Laboratorio de Cavendish en Cambridge, fundado en el siglo XIX, hizo época no sólo por la relevancia de sus investigaciones fundamentales para la determinación de la estructura atómica, sino por la excelencia mostrada por sus directores científicos, J.J. Thomsom y Ernest Rutherford, que lograron con su liderazgo que siete investigadores asistentes del Laboratorio alcanzaran el Premio Nóbel de Física.

El Laboratorio “Kaiser Guillermo” de Berlín constituyó un modelo de institución investigativa en las primeras décadas del siglo  y contó, en el período de la Primera Guerra Mundial, con la asistencia de los más célebres científicos alemanes vinculados a proyectos de desarrollo de nuevas armas. Fritz Haber, notable químico alemán jugó el triste papel de introductor del arma química en los campos de batalla. Como se verá más adelante el destino del investigador alemán se cierra con el destierro, por su origen judío, de la Alemania fascista.

En la década del 40, se crea en Nuevo México, el Laboratorio Nacional de los Álamos, verdadera empresa científica multinacional, con el objetivo de dar cumplimiento al llamado Proyecto Manhattan para la fabricación de la bomba atómica. La movilización de hombres de ciencias de todas las banderas tuvo el propósito de neutralizar cualquier tentativa de la Alemania hitleriana de emplear el chantaje nuclear. El propio Einstein, con su enorme prestigio y autoridad moral, inicia el movimiento enviando una  misiva al presidente de los Estados Unidos. Cinco años después, enterado de los éxitos ya obtenidos en los ensayos de la bomba atómica, vuelve a usar la pluma está vez para reclamar prudencia en el empleo de este engendro de la Física Nuclear. El resto de la Historia es bien conocido. El  9 de agosto de 1945 la humanidad se aterrorizaba con la hecatombe nuclear en Hiroshima,  días después se repetía la escena esta vez en Nagasaki. Se inauguraba la época del arma nuclear con un saldo inmediato de cien mil muertos y más de ciento cincuenta mil heridos, y una multiplicación a largo plazo de las víctimas como resultado de las manifestaciones cancerígenas y las mutaciones genéticas  inducidas por la radiación nuclear.

Los más relevantes exponentes, y la mayoría de la comunidad científica reaccionaron vigorosamente contra el desarrollo del armamento nuclear y abrazó la causa del uso pacífico de la energía nuclear. El propio Einstein abogó por el desarme internacional y la creación de un gobierno mundial. No faltaron, sin embargo aquellos que consideraron oportuno continuar la espiral armamentista, confiados en que el liderazgo de un país podía resultar ventajoso para todo el mundo. Entre estos se contó con el arquitecto principal de la bomba de Hidrógeno, el físico húngaro, nacionalizado estadounidense, Edward Teller.

En la segunda mitad del siglo XX, la rivalidad entre las instituciones científicas del este y oeste constituían un reflejo de la guerra fría que prevaleció hasta bien avanzado el siglo. A la competencia y el  intercambio que alentó, en lo fundamental, el desarrollo de las investigaciones en las primeras décadas entre las Escuelas de Copenhague, Berlín,  París, y Londres, le sustituyó un cerrado silencio. El intercambio fue tapiado y supuestas filtraciones al bando opuesto adquirieron  la dramática connotación de espionaje político. Los logros publicables que obtenían los laboratorios nucleares de Dubna, en la ex – Unión Soviética,  Darmstad en Alemania,  y Berkeley de los Estados Unidos eran sometidos a encendidas polémicas sobre prioridad, como es el caso del descubrimiento (acaso sería mejor decir “la fabricación” en los aceleradores lineales) de los elementos transférmicos que ocupan una posición  en la tabla periódica posterior al elemento número 100.       

Pero a pesar del mar de contradicciones en que debió navegar nuestra nave planetaria ha sido el XX un siglo de un espectacular salto de la Ciencia y la Tecnología. Se inauguran la “Era Atómica”, la “Edad de los Materiales Sintéticos”, los tiempos de la “Conquista del Espacio Sideral”, la “Época de la Robótica”, el período de “la Informatización”, el despegue de “la Ingeniería Genética”… En cada una de estas conquistas están presentes las Ciencias Básicas que nos ocupan.

Desde el punto de vista de su auto desarrollo, las Ciencias, a partir de la segunda mitad del siglo XIX,  experimentan una delimitación de los respectivos campos de cada disciplina científica y a la vez una tendencia a la interdisciplinariedad. Se advierten pues  la aparición de ramas de las Ciencias de naturaleza  «fronteriza», y  el acercamiento hacia un mismo objeto de estudio  desde perspectivas diferentes siguiendo luego una intención totalizadora.

Por lo visto corresponde a las Ciencias Biológicas contribuir de manera decisiva a la solución de los problemas mas trascendentes que generaron los modelos irracionales de desarrollo imperantes en “las sociedades industrializadas” de este siglo. 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.

En la actualidad la ingeniería genética y los métodos de cultivos de células y tejidos han posibilitado la obtención de los organismos transgénicos, llamados así para indicar que han sido manipulados genéticamente.  El derribo de las barreras naturales de los cruzamientos que alcanza incluso a la clase animal de mayor nivel de desarrollo, los mamíferos, augura, si estas técnicas son racionalmente empleadas, el mejoramiento de las especies, la posible utilización de los organismos como biorreactores que codifiquen la síntesis controlada de  productos valiosos como enzimas, hormonas, vacunas y otros medicamentos.

Estos logros que podrían parecer violatorios de una sagrada bioética permitirán entre otros progresos trascendentes en el campo de la medicina, el desarrollo de una terapia génica personalizada que ofrecerá máxima compatibilidad entre medicamento y  paciente, y la utilización de animales como donantes de órganos, libres de todo mecanismo de rechazo en el individuo receptor.

La opinión pública ha expresado su inquietud por las controvertidas  consecuencias éticas, jurídicas y sociales que se derivan del control genético. No sin razón crecen los sectores que se oponen a patentar para uso comercial las secuencias de genes humanos. Deben crearse los marcos legales internacionales para atar las manos a las apetencias de lucro de los monopolios transnacionales que pueden ver jugosas ganancias en turbios manejos de la información genética. En la forja de esa conciencia universal debe contribuir de manera significativa la lectura de la Historia de las Ciencias.  

En el ámbito de las Matemáticas el siglo se inicia con el Congreso Internacional de París que concentró a las más relevantes figuras del momento y tuvo la significación de contar con las predicciones de David Hilbert (1862 -1 943), notable matemático de la célebre Universidad de Gotinga forja académica de Gauss y Riemann y uno de las instituciones dónde se generó la actual interpretación de la Mecánica Cuántica, sobre los problemas más candentes que deberían ser resueltos por el esfuerzo de la comunidad de matemáticos. En efecto, a lo largo del siglo estos problemas serían abordados, pero lo que no pudo Hilbert pronosticar fue que las más significativas aportaciones en las Matemáticas guardarían relación con el mundo de la informatización y la inteligencia artificial. Así aparecen una nueva rama de la Geometría, esta vez la Geometría de los fractales, una nueva Lógica,  la llamada Lógica Difusa, un Álgebra de nuevo tipo, conocida como el Álgebra de Neumann, y una teoría que había sido relegada por la complejidad inherente a su abordaje, la Teoría de los Sistemas Caóticos.

En el año 1946 se construye en Estados Unidos el primer ordenador electrónico digital de uso práctico (enicak), sin pieza mecánica alguna. Desde entonces estos artefactos han tenido un vertiginoso desarrollo, alcanzando su cima en la inteligencia artificial.

John von Neumann (1903-1957), matemático estadounidense nacido en Hungría, desarrolló la teoría de juegos en el año de 1928, la cual se aplicó a los negocios y las guerras y formuló la llamada Álgebra de Neumann de capital importancia para los desarrollos de la Mecánica Cuántica.

A pesar de los grandes adelantos  en la optimización computacional ocurridos durante los últimos 20 años,  el método Simplex inventado por George B. Dantzig en 1947 es aún la herramienta principal en casi todas las aplicaciones de la Programación Lineal. Las contribuciones de Dantzig abarcan además la teoría  de la descomposición, el análisis de sensibilidad, los métodos de pivotes complementarios, la optimización en gran escala, la programación no lineal, y la programación bajo incertidumbre. De ahí en adelante la Teoría del Caos,  y la Lógica Difusa vienen emergiendo con gran fuerza en el panorama científico y tecnológico.

La Teoría del Caos se ocupa de sistemas que presentan un comportamiento impredecible y aparentemente aleatorio, aunque sus componentes estén regidas por leyes deterministas. Desde 1970 se viene aplicando esta teoría en la esfera de los fenómenos meteorológicos y en la física cuántica entre otras, siendo el físico estadounidense Mitchell Feigenbaum uno de los exponentes más representativos. Estos sistemas tienen afinidades con la geometría fractal y con la teoría de catástrofes.

La Geometría Fractal fue descubierta en la década de los setenta por el matemático polaco, nacionalizado francés, Benoit B. Mandelbrot (1924 – ). Ya no se limita la Geometría a una, dos o tres dimensiones, sino que se plantea el trabajo con dimensiones fraccionarias. Las montañas, nubes, rocas de agregación y galaxias se pueden estudiar como fractales. Estos vienen siendo usados en gráficos por computadora y para reducir el tamaño de fotografías e imágenes de vídeo.

La Lógica Difusa fue introducida en 1965 por Lotfi Zadeh, profesor de la universidad de Berkeley. La gran diferencia con la teoría de conjuntos clásica, enunciada por el alemán George Cantor a finales del siglo XIX, es que un elemento puede pertenecer parcialmente a un conjunto; en contradicción con la concepción tradicional que solo brinda dos posibilidades: “se pertenece o no se pertenece”. La Lógica Difusa constituye una de las técnicas que sustentan la inteligencia artificial y se viene aplicando en Medicina y Biología, Ecología, Economía y Controles Automáticos.

Las matemáticas invaden en el siglo XX  todas las esferas de la sociedad, de la técnica y la ciencia,  y sus más significativas aportaciones se relacionan con las nuevas áreas de la informatización y la inteligencia artificial. La modelación matemática reina en los procesos de ingeniería, de control automático, de la robótica, se introduce en los procesos biológicos y hasta algunos lo han evocado, a nuestro juicio con excesivo entusiasmo, en la solución de complejos problemas sociales. 

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