Desde que nos levantamos hasta que nos acostamos, estamos rodeados de ciencia. Como se indicará más adelante, los beneficios que obtenemos de la ciencia (y sus aplicaciones, la tecnología) superan con mucho a sus posibles riesgos o perjuicios. También hay que tener en cuenta que la mayoría de los aspectos negativos relacionados con la ciencia y la tecnología se deben a su mal uso.
En este capítulo nos
aventuramos a hacer pronósticos sobre el futuro de la ciencia, especialmente de
la química, basándonos en su evolución reciente, sin olvidar alguna llamada de
atención sobre aspectos que pueden hacer peligrar su progreso.
1 ¿Habrá ciencia en el futuro?
Esta parece una pregunta de fácil respuesta, ¿cómo
no va a existir la ciencia?, ¡con la inmensa cantidad de comodidades y avances
que nos proporciona! Sin embargo, hay signos preocupantes que no hacen ser muy
optimista sobre el futuro ni tan contundente en esta respuesta. Estas señales
son globales, pero se acentúan en países con poca tradición científica, como
España. Algunos aspectos preocupantes son:
1.1 Baja percepción social de la ciencia.
Muchas personas no
son capaces (o no quieren) de reconocer lo que la ciencia ha hecho por su
calidad de vida; e, incluso se destacan aspectos negativos puntuales, tales
como “la contaminación ambiental”, “el miedo a los transgénicos”, “la
desconfianza sobre métodos para producir energía”, etc.
1.2 Pobre cultura científica.
La sociedad actual
aprecia ciertos valores; en los que, por desgracia, la cultura (sin
calificativos) no ocupa un papel predominante. Algunos de los asuntos indicados
en el párrafo anterior tienen que ver con la falta de cultura del receptor de
la información.
1.3 El ‘éxito’ de las pseudociencias.
Como consecuencia de
las situaciones comentadas en los dos párrafos anteriores, estamos invadidos
por numerosas actividades que, sin base científica, nos “las venden” como
científicas. Entre estas podemos citar la relacionadas con la medicina (con la
homeopatía, los movimientos anti-vacuna como actividades más destacadas o la
mal llamada ‘medicina alternativa’) [1], que supone un peligro para la salud
individual y colectiva; o falsas creencias (la astrología es un ejemplo
significativo); o las religiones que se mezclan con la ciencia; entre otras.
1.4 El papel de los científicos.
Muchos científicos
son responsables de la crisis por la que está pasando la ciencia. En este
aspecto podemos destacar dos facetas: su resistencia a transmitir conocimiento
(cultura científica) y la ‘exageración’ a la hora de destacar sus logros. En
octubre de 2013, la revista The Economist publicó el extenso informe How
Science goes Wrong sobre aspectos negativos para la ciencia, como la
irreproducibilidad de resultados, la retirada de artículos por mostrar datos
incorrectos, etc.
1.5 La política científica.
Por desgracia, en
algunos países como el nuestro, la cultura, la educación y la ciencia nunca son
prioridades políticas [2]. Comentar que debido a la gravísima crisis económica
que estamos padeciendo, las inversiones en estas áreas han disminuido
considerablemente. Para la ciencia esta situación es catastrófica,
especialmente en dos aspectos. Por un lado, está produciendo que muchos
proyectos de investigación se tienen que paralizar (así como el mantenimiento
de grandes equipos) y será mucho más costoso y trabajoso si se tienen que
retomar en el futuro. Por otro lado, la esperanza de los jóvenes de realizar
una carrera científica se está viendo frustrada.
Por lo tanto, vista
la situación de la ciencia actualmente, nos podemos preguntar si merece la pena
hacer predicciones de futuro sobre la ciencia, su desarrollo y sus
aplicaciones. Sin embargo, seremos optimistas y pensaremos que las deficiencias
apuntadas en los párrafos anteriores son coyunturales y que habrá ciencia en el
futuro. Antes de ir a las predicciones, conviene recordar los beneficios de la
ciencia para la humanidad.
2
Lo que la ciencia nos
proporciona.
Desde los albores de la humanidad con la generación
y control del fuego, hemos visto progresos considerables que han desembocado en
la situación actual con una civilización tecnológicamente muy desarrollada, en
la que gracias a la ciencia tenemos:
2.1 Una vida más larga.
El aumento de la
esperanza de vida al nacer se ha duplicado en poco más de 100 años,
principalmente debido a los avances médicos basados en desarrollos científicos
en diversas áreas.
2.2 La vida es más saludable.
Monitoriza nuestra
salud. Proporciona medicinas que curan nuestras enfermedades, piezas de
recambio para nuestro cuerpo, palia dolores y achaques.
2.3 Agua pura y potable.
Gracias a una
combinación de procesos químicos y químico-físicos, disponemos de agua que
podemos beber, usar para nuestra higiene o regar nuestras plantaciones.
2.4 Cuidado del ganado y animales de compañía.
El aumento en la
esperanza de vida también se hace patente el resto de animales, en particular,
el ganado y los animales de compañía.
2.5 Más y mejores alimentos.
Disponemos de campos
más productivos y un ganado más cuidado. Una vez producido el alimento, lo
podemos conservar más tiempo en mejores condiciones.
2.6 Nos proporciona energía.
Calor en invierno,
frescor en verano, electricidad para la iluminación, nos permite circular en
vehículos, etc.
2.7 Nuestra vida cotidiana es más cómoda.
Con el uso de
electrodomésticos, la iluminación, el transporte, etc.
2.8 Objetos de nuestra vida cotidiana.
Hace que nuestras
ropas y sus colores sean más resistentes y atractivos; mejora nuestro aspecto
con perfumes, productos de higiene y de cosmética; contribuye en la limpieza
del hogar y de nuestros utensilios; ayuda a mantener frescos nuestros alimentos;
y prácticamente nos proporciona todos los artículos que usamos a diario.
2.9 Facilita el ocio.
Actividades como el
deporte, la jardinería, la lectura, escuchar música, etc. le deben mucho a la
ciencia.
2.10 Estar a la última en tecnología.
Disponer del
ordenador más potente y ligero, el teléfono móvil más versátil y con una
batería duradera y ligera, el sistema más moderno de iluminación, el medio de
transporte adecuado, el material para batir marcas deportivas; y muchas
aplicaciones más.
2.11 “Alimenta” el espíritu.
Este aspecto no hay
que desdeñarlo. El ser humano es la única especie del planeta que puede
disfrutar del placer de aprender, ahondar en el conocimiento. Esta es una
faceta en la que la investigación básica juega un papel fundamental.
3
¿Es la ciencia predecible? ¿Deben
los científicos hacer predicciones?
La respuesta a la primera pregunta es SI y NO.
3.1 Ciencia predecible.
La ciencia predecible
permite avanzar lento pero seguro; esto no es negativo, pues contribuye a
satisfacer la mayoría de las necesidades del ser humano. La ciencia predecible
es el resultado del diseño basado en el conocimiento previo. Por poner un
ejemplo. Imaginemos que necesitamos una sustancia química para tratar una
enfermedad y que este fármaco solo supone una ligera mejora respecto a lo
anteriormente conocido (esta mejora puede ser debida a muchos factores: más
actividad biológica, mayor facilidad de absorción, más fácil dosificación, más
estabilidad in vivo, etc.) y que, con
los conocimientos actuales de la química, podemos prepararla con ‘relativa’
facilidad. La ciencia lo hace y se consigue un ligero avance usando ciencia
predecible.
3.2 Ciencia no predecible.
La ciencia no
predecible es en la que se obtienen resultados inesperados. Una vez que se ha
confirmado que los resultados son reproducibles, los científicos deben explicar
estos resultados. Este tipo de resultados son los que dan origen a las
revoluciones científicas. Como ejemplo nos puede servir todos los resultados
sorprendentes que se obtuvieron a finales del siglo XIX y principios del siglo
XX, como los descubrimientos de los rayos X y de la radiactividad, las pruebas
de la existencia del electrón, el efecto fotoeléctrico, los experimentos de
bombardeo de láminas metálica con partículas a, etc. Todos estos hallazgos
requirieron el desarrollo de nuevas teorías para explicarlos, dando lugar al
nacimiento de la mecánica cuántica.
3.3 ¿Deben los científicos predecir?
Por otro lado, ¿deben
los científicos predecir? La respuesta es SI. Como Whitesides ha expuesto, hay
varias razones [3]:
a)
planificar nuestro trabajo
b)
alimentar nuestra curiosidad
c) por razones filosóficas, pues la ciencia y la
tecnología son importantes elementos culturales en nuestro tiempo y sociedad
d)
por razones éticas: ¿qué investigación no deberíamos hacer?
e)
los científicos y la ciencia se deben implicar en los cambios sociales
f) la sociedad espera
que los científicos especulemos con el futuro.
4
El futuro: ciencia básica.
Aunque estamos jugando a adivino, los pronósticos se
basan en algunos avances científicos recientes que deberán desarrollarse en las
próximas décadas. Aunque en el título de este apartado se menciona la ‘ciencia
básica’, estamos de acuerdo con la frase de Pasteur de que “no existen áreas de la ciencia a las que
podamos llamar básica y aplicada, sino que existe la ciencia y sus aplicaciones”.
Sin embargo, como se
discutirá en el apartado siguiente, la ciencia debería avanzar para satisfacer
las necesidades del ser humano; pero siempre recordando que, históricamente, la
inmensa mayoría de los dispositivos que usamos actualmente han surgido de
investigaciones básicas que no pretendían ninguna aplicación práctica.
Actualmente en todas
las ciencias se vive una situación ‘excitante’, con avances espectaculares
recientes que deberían ser confirmados y desarrollados en las próximas décadas.
A continuación, se apuntan algunas áreas de desarrollo futuro en las cinco
ciencias básicas.
4.1 Física.
El principal objetivo
de la física es, nada más y nada menos, que entender las leyes que rigen el
universo y expresarlas en forma matemática. La confirmación experimental de la
existencia del bosón de Higgs y los hallazgos que se están produciendo en el
LHC y en otros aceleradores de partículas suponen un avance considerable en el
modelo estándar que intenta explicar la interacción entre la materia y la
energía desde el punto de vista de las interacciones fundamentales
(electromagnetismo, nuclear fuerte y nuclear débil); pero aún queda mucho por
descubrir. Algunos de los mayores avances en física estarán relacionados con la
teoría cuántica de la gravitación (y la detección del gravitón, la partícula
que media en esta interacción), la materia oscura, la energía oscura y el origen
del universo. El reciente anuncio de la detección de ondas gravitacionales
también es un progreso muy importante para entender el origen y destino del
universo.
4.2 Biología.
El objetivo de la
biología no es menos importante que el de la física: entender qué es la vida y
su evolución. La biología moderna se sustenta en dos aproximaciones
científicas: la evolutiva y la molecular, frecuentemente unidas. En los últimos
años hemos presenciado avances espectaculares en la filogenética de numerosos
seres vivos, especialmente del ser humano, basado en los progresos de la
biología molecular. Este tipo de investigaciones, en la frontera entre la
biología y la paleontología, se seguirá desarrollando en las próximas décadas.
Recientemente se han publicado avances impresionantes en la denominada biología
sintética. Dejando aparte denominaciones tan llamativas (y falsas) como “que
los científicos juegan a ser Dios”, esta área científica puede ayudarnos a
entender los aspectos básicos de lo que constituye la vida y su evolución.
4.3 Geología.
En geología se
seguirá avanzando en la comprensión de las erupciones volcánicas y en los
terremotos, que pueden servir para su predicción. La investigación de objetos
extraterrestres supondrá un tema de interés para las próximas generaciones de
geólogos.
4.4 Matemática.
La mayoría de los
matemáticos seguirán investigando en temas que, aparentemente, no tienen
aplicaciones prácticas; sin embargo, como se ha demostrado a lo largo de la
historia, muchos desarrollos científicos en matemáticas han tenido aplicaciones
en áreas científicas y tecnológicas en áreas muy distantes [4].
4.5 Química.
Finalmente, la
química debería seguir cumpliendo el papel que lleva realizando desde hace más
de 200 años: proporcionar los materiales que usamos en nuestra vida cotidiana
(la química es la ciencia de las cosas cotidianas), lo que se discutirá más
adelante. Sin embargo, la química también tiene que desarrollarse en algunos
aspectos que establezcan de manera inequívoca sus fundamentos, (lo que ya
ocurre en física). Este objetivo se logrará a través de la matematización de la
química, lo que servirá para: a) establecer sus bases teóricas; b) interpretar
más fácilmente los resultados; y c) aumentar el poder de predicción. Los
avances en matemáticas, física y ciencias de la computación serán de gran ayuda
para alcanzar estos objetivos. El desarrollo en el área frontera entre la
química y las matemáticas también tiene implicaciones en la filosofía de la
ciencia, pues puede ayudar a profundizar en las relaciones entre estas dos
ciencias y la física (con las dos opciones extremas: el reduccionismo y el
autonomismo).
5
El futuro: las aplicaciones de la
química.
¿Qué debe hacer la ciencia, en general, y la
química, en particular, en el futuro? La respuesta es fácil. Como en los dos
últimos siglos: la química debe satisfacer las necesidades de la sociedad.
Aunque no sabemos
cuales serán estas necesidades, podemos anticipar que, tal como está la
sociedad actualmente, las áreas (muy amplias) que tendremos que atender son:
5.1 Energía.
Actualmente nuestra
sociedad es consumidora en exceso de energía. Esto es consecuencia de nuestro
progreso. La energía que consumimos procede principalmente de los combustibles
fósiles (petróleo, gas natural y carbón). Los inconvenientes son graves:
recursos limitados, no renovables, y contaminantes. Además, desde el punto de
vista químico, quemar derivados del petróleo supone que estamos gastando miles
de compuestos químicos que suponen las materias primas con las que fabricamos
bienes de consumo, principalmente los plásticos y polímeros con infinidad de
aplicaciones. El futuro de la energía depende del uso de fuentes renovables de
energía (por ejemplo, la solar), que convertiremos en electricidad. La química
está desarrollando procesos y materiales con lo que se puede aprovechar más
eficientemente la energía solar y almacenar de manera adecuada energía
eléctrica (pilas, baterías, supercondensadores, células de combustible, etc.).
5.2 Medio ambiente.
El deterioro
medioambiental está estrechamente relacionado con nuestro consumo excesivo de
energía. Si conseguimos los objetivos indicados en el apartado anterior,
también contribuiremos a resolver el problema medioambiental. Es indudable que
parte de la culpa de la alta contaminación ambiental se debe al uso excesivo y
no adecuado de sustancias químicas. La química contribuirá implantando procesos
industriales que sean medioambientalmente más adecuado (la conocida como
química verde y química sostenible), sustancias químicas menos perjudiciales e
investigando métodos para eliminar contaminantes ambientales, como por ejemplo
procesos que sean capaces de eliminar el dióxido de carbono o los óxidos de
nitrógeno de la atmósfera.
5.3 Salud.
La química seguirá
proporcionando compuestos biológicamente activos que se podrán usar como
fármacos. También se desarrollarán biomateriales que servirán para reparar o
reemplazar partes de nuestro cuerpo, un área de intenso desarrollo actualmente.
Con sustancias químicas se estudiarán procesos biológicos con implicaciones en
el desarrollo de enfermedades (la química como una herramienta en biomedicina).
5.4 Alimentos y agua.
La química seguirá
contribuyendo a que los campos sean más productivos, mejoraremos la calidad de
los alimentos, haciéndolos más seguros. Un aspecto importante es que tenemos
que conseguir métodos de purificación de agua que sean transportables a
cualquier lugar del planeta.
5.5 Materiales tecnológicos.
El futuro dependerá
de tener instrumentos eficientes, pequeños y atractivos que sean útiles en
nuestro trabajo, ocio y vida cotidiana. Dentro de estos desarrollos tenderemos
a la miniaturización (la nanotecnología es el futuro y la química tiene mucho
que aportar) en dispositivos electrónicos, mejores equipamientos deportivos y
muchas más aplicaciones.
5.6 Aspectos sociales.
Además, la ciencia
del siglo XXI tiene que cumplir una función social, contribuyendo a las
acciones de igualdad (de género y entre países). Concretamente, la química debe
contribuir a la mejora de las condiciones de vida (salud, higiene,
alimentación, agua) de los países en vías de desarrollo.
Para lograr todos
estos objetivos, miles de químicos de todo el mundo están investigando
activamente para obtener y estudiar sustancias químicas (materiales y fármacos)
con lo que abordar los retos indicados en los párrafos anteriores. Algunas
áreas de desarrollo actualmente son:
-Máquinas moleculares
-Cristales líquidos más resistentes y
energéticamente más adecuados
-Materiales con óptica no lineal
-Electrónica molecular
-Interruptores moleculares (en electrónica o en
computación)
-Ordenadores moleculares
-Materiales quimioluminiscentes (conversión de
energía química en luz)
-Diodos emisores de luz
-Antenas de luz (conversión de energía lumínica en
química, centros fotosintéticos artificiales)
-Materiales nanoestructurados
-Equipos pequeños para monitorización (ambiental,
salud, etc.)
-Almacenamiento y transporte de hidrógeno
-Almacenamiento y transporte de electricidad
-Producción eficiente de energía (con el menor
impacto medioambiental)
-Convertidores de energía
(química/lumínica/eléctrica).
-Nanocápsulas para transporte de fármacos
-Biomateriales: inertes biológicamente o que se
integren en el tejido (funcionales)
-Purificación y potabilización de agua
-Fármacos para tratar enfermedades
neurodegenerativas
-Compuestos para estudiar procesos biológicos con
aplicaciones en biomedicina (interacción de proteínas, ácidos nucleicos, rutas
de señalización, inmunología, etc.)
-Fármacos para tratar enfermedades raras
-Fármacos para tratar
enfermedades de países en vías de desarrollo
Y todo esto, de
manera eficaz; lo que, en química, significa: con el mínimo impacto ambiental,
con el mayor aprovechamiento energético, y lo más barato posible.
6 Ciencia y futuro.
En este breve capítulo nos hemos atrevido a
pronosticar algunos aspectos del futuro de la humanidad que dependerán del
desarrollo científico y tecnológico. Estando de acuerdo con la frase (atribuida
a Bohr) “hacer predicciones es difícil,
especialmente sobre el futuro”, no queremos ponernos el gorro de
futurólogos y lo apuntado en este capítulo debe considerarse especulativo.
Pero se puede afirmar
que no sabemos cómo será el futuro de la humanidad, no sabemos cómo será el
futuro de la ciencia, ni de la química; lo que sí sabemos es que SIN CIENCIA
NO HAY FUTURO.
Notas:
[1] Realmente no hay
alternativa a la medicina, por lo tanto este término es un oximoron.
[2] B. Herradón, Journal of Feelsynapsis 2013, # 11, 46. (JoF 2013, # 11,
46; http://jof.feelsynapsis.com/011/index.html )
[3] G. M. Whitesides, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3632.
[4] Este aspecto se
discute en el artículo The unplanned impact of Mathematics, publicado en la
revista Nature 2011, 475, 166. (Esta información está sacada de la página http://www.graphene-info.com/graphene-products).
Bernardo
Herradón
Doctor en Química
IQOG - CSIC
