A imagen y semejanza
Ilya Prigogine no es un
nombre demasiado conocido; ni siquiera ha sido recordado en un “doodle” del más famoso
buscador de Internet a pesar de que recibió el Premio Nobel de Química en
1977. Sin embargo, siempre destacó entre los científicos contemporáneos
debido a un punto de vista completamente inusual.
Ilya Prigogine (1917 - 2003) - nobelprize.org
En 1946, Prigogine presentó una conferencia sobre el tema
en que se había especializado durante su estancia en la Universidad Libre de
Bruselas: la termodinámica de procesos
irreversibles. Cuando concluyó su exposición, uno de los mayores expertos
en la materia comentó: “Me asombra, joven,
que tenga usted tanto interés en la química del no-equilibrio. Los procesos
irreversibles son transitorios. ¿Por qué no esperar y estudiar el equilibrio
como todo el mundo?” Prigogine quedó tan sorprendido ante el comentario que
no tuvo el ánimo de contestar. Más adelante, pensó: “¡Pero
nosotros somos seres transitorios! ¿No es natural interesarse por esta
condición en común con los humanos?”.
En efecto, Prigogine no entendía por qué se debía esperar
a que se produjera el equilibrio, a que todo quedase detenido para ser
estudiado. Si se aplicara esta idea a la medicina, por ejemplo, sólo se
estudiaría el cuerpo humano una vez estuviera en equilibrio con el entorno,
esto es, muerto. No existirían, por tanto, médicos que estudiaran síntomas y
procesos del organismo mientras este fuese aún un sistema dinámico. Los únicos médicos serían los forenses. Esta
disciplina, por tanto, no merecería llamarse termodinámica sino “termoestática”, la ciencia
que trata de los sistemas dinámicos y que espera a que se detengan para
estudiarlos.
Al impulsar el estudio de los procesos irreversibles, Prigogine
plasma la idea del filósofo Henri Bergson que hablaba del tiempo como “brote efectivo de novedad imprevisible”.
La irreversibilidad de los procesos naturales, esa imposibilidad de marcha
atrás como sucede en el desarrollo de un ser vivo, es la que posibilita que existan
coherencias en el universo. Que exista química, que exista vida y, por
supuesto, culturas humanas, ya que sin una noción de tiempo que transcurra solo
en una dirección, incluso la adquisición de conocimiento sería una utopía. El
Big Bang como inicio mismo del universo constituye el proceso irreversible por
excelencia que, sin posibilidad de retroceder, sólo pudo avanzar desarrollando
todo su potencial en espacio, materia y energía. En este sentido, son las
interacciones entre los elementos lo que constituye la novedad, la creatividad
de la naturaleza, tanto en los sistemas vivos como en los inanimados. Para ilustrar cuánto de íntimamente relacionados están
todos los sistemas dinámicos, tanto vivos como inertes, veamos con detalle dos
ejemplos.
El primero de ellos se descubre en los años 50 del pasado
siglo. El químico Boris Belousov trata de encontrar una secuencia de reacciones
equivalentes al ciclo de Krebs, que le permitan estudiarlo más fácilmente en el
laboratorio. Y hace su acto de presencia la serendipia,
ese descubrimiento afortunado que no se perseguía. Resultó que una mezcla de
bromo y cerio en un medio ácido era capaz de cambiar de color varias veces, y
en intervalos de tiempo bastante regulares. Un auténtico reloj químico. Esto
era del todo inusual, pues en una reacción química lo habitual es que al poner
en contacto varias sustancias (reactivos), reaccionen generando otras
sustancias diferentes (productos). La reacción alcanza un punto de equilibrio
en el que todas las cantidades permanecen constantes y ya no sucede ningún
cambio. Pero en la descubierta por Belousov se origina una oscilación en el
color: ahora es roja, ahora es azul, de nuevo roja, de nuevo azul… Esta oscilación
indica que la reacción se encuentra alejada del equilibrio, algo típico en los
sistemas dinámicos.
Oscilación de color de la reacción de Belousov-Zhabotinski. Los cambios de color suceden en los minutos 0:24, 1:11, 1:58 y 2:47 - YouTube
No obstante, la reacción aún se guardaba un as en la
manga. Si en lugar de suceder en un frasco, se dispone en un recipiente amplio
con sólo una delgada lámina de líquido (como en una placa de Petri), la
sorpresa está asegurada. La superficie líquida comienza a producir una serie de
ondas en forma de espirales concéntricas que se van expandiendo a pulsos.
Patrón de ondas en la reacción de Belousov - YouTube
El segundo de los ejemplos es un caso aún más singular. A
los biólogos siempre les ha desconcertado que un organismo conocido como moho del limo (Dyctiostelium discoideum)
se encuentre a caballo entre un ser unicelular y uno pluricelular. Mientras se
encuentra en un lugar con abundante alimento, vive como una solitaria ameba que
se reproduce asexualmente dividiéndose en dos células idénticas. Cuando los
nutrientes escasean, las células del moho comienzan a emitir una señal química
(un compuesto llamado AMP cíclico)
que sirve de estímulo a las células adyacentes para acercarse unas a otras y
emitir también la señal química. Esta agregación origina diferenciación de
células y producción de esporas, que se diseminarán y generarán nuevas amebas
cuando las condiciones sean más favorables.
Lo asombroso es que, mientras las células emiten la señal
química y estimulan a otras a hacerlo, se crea un patrón que produce ondas en forma de espirales concéntricas que se expanden hacia el exterior. Sí,
exactamente el mismo patrón oscilante que en la reacción descubierta por Belousov.
Simulación por ordenador del patrón de ondas en el moho del limo - YouTube
La Química dota de creatividad y acción a muchos sistemas
dinámicos de la naturaleza, y la vida no es sino el más fascinante de ellos que emplea la Química para autoorganizarse y mantenerse
alejada del equilibrio. Además, la vida como sistema dinámico tiene una
originalidad más: ha logrado emplear al ser humano para estudiarse a sí misma.
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Esta entrada participa en el blog de narrativa científica Café Hypatia con el tema #PVenergía.
Bonito homenaje al maestro epicúreo de la termodinámica del no equilibrio. Este libro también contiene información sobre procesos de reacción difusión.
ResponderEliminarhttp://www.tusquetseditores.com/titulos/metatemas-las-manchas-del-leopardo
Excelente tono divulgativo y de expresión biográfica.
ResponderEliminarSaludos. :D
Gran post, gracias!
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