Aristóteles

Las evidencias no son lo que eran

Las evidencias no son lo que eran

Juan Pimentel, Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Poco después de crearse la Royal Society en 1662 se eligió un lema bien significativo que todavía figura en su filacteria (esa especie de banderola que acompaña a ciertas iconografías): Nullius in Verba, “en las palabras de nadie”. Aludía a un pasaje de Horacio, donde proclamaba “no sentirse obligado a jurar por las palabras de maestro alguno” (Nullius addictus jurare in verba magistri).

Escudo de la Royal Society británica, con el lema Nullius in Verba. Wikimedia Commons

Los pioneros del experimentalismo se desmarcaban así del criterio de autoridad empleado por los escolásticos. El conocimiento de la naturaleza se apoyaba en las evidencias empíricas y no en las palabras de Aristóteles, Dioscórides o Plinio el Viejo.

Pasadas las guerras civiles y restaurada la monarquía en Inglaterra, aquellos eruditos necesitaban reconstruir el edificio de la sabiduría sin rendir pleitesía a los antiguos ni tampoco atentar contra el orden social. Desde entonces, los científicos siempre proclamaron su independencia respecto al saber heredado. Los experimentos conspiran contra la palabra escrita y el saber establecido. Se trata de producir hechos que derriben esas verdades antiguas.

Hechos, no palabras

Desde entonces, los científicos han tratado siempre de aislar sus controversias de las cuestiones morales, políticas o religiosas. Ellos hablan desde los hechos. Las palabras, y no sólo las de los antiguos, quedaban bajo sospecha, al igual que la retórica y el lenguaje figurado. Einstein decía que dejaba las cuestiones de estilo para su sastre.

La historia de la ciencia de los últimos cuarenta años ha debatido largamente este tipo de cuestiones. A día de hoy sabemos que aquellos experimentalistas emplearon técnicas literarias, instrumentales y sociales para acreditarse y desacreditar a sus oponentes (una de ellas precisamente fue la proclamación retórica de la neutralidad y el distanciamiento del mundo para juzgarlo).

El experimento crucial de la Óptica de Newton tardó décadas en ser admitido en el continente y aun así fue rebatido después. Huygens no entendió la luz a la manera corpuscular, sino bajo el paradigma ondulatorio. Y Goethe, todo lo amateur que se quiera, impugnó la teoría newtoniana, siendo el poeta alemán reivindicado mucho después por el propio Heisenberg.

Ciencia y controversia

La ciencia, en una palabra, es una práctica social. La controversia forma parte de su naturaleza. Aunque existen procedimientos, reglas y métodos para probar hechos y demostrar evidencias, no existe un solo método científico, universalmente aceptado y eterno, como tampoco unas verdades que progresivamente son desveladas en el tiempo.

La historia de la ciencia no es la de cómo salimos de la oscuridad para adentrarnos en una Ilustración triunfante. Lo que se daba por sentado o incluso por probado (la inmutabilidad de las especies, la teoría del flogisto, la naturaleza corpuscular de la luz) a lo largo de la historia ha sido refutado, olvidado, parcial o completamente alterado y corregido.

Los hechos no son lo que eran, ni las opiniones, pues tanto en la producción de evidencias como en su circulación (en redes de expertos o de legos) cuesta operar con un bisturí tan fino como para discriminar completamente entre hechos probados, teorías, marcos interpretativos, opiniones, conocimientos tácitos e intereses.

La sociología de la ciencia habla de sobredeterminación teórica de los experimentos, de construcción social de los hechos y de ese tipo de cosas que otros –puestos a usar la brocha gorda– tachan de postmodernas y relativistas.

La historia del escepticismo y la de las imposturas intelectuales y científicas, desde Pirrón al affaire Sokal, constituyen la densa trama de una historia sofisticada y apasionante, la de la ciencia, que efectivamente se parece menos a un hilo rojo que a un tejido o un texto, compuesto por muchos hilos, muchos lazos, tramas enrevesadas y palabras sobre palabras.

Pensando en la actual pandemia, las evidencias a día de hoy son firmes en lo que se refiere a la vacunación y los índices de contagio. Es lógico darle más crédito a un virólogo que lleva treinta años trabajando en el RNA que al primer tertuliano o cantante ocurrente, pero también es cierto que no todos los virólogos piensan ni dicen exactamente lo mismo. Hay consensos generalizados y dudas razonables.

El origen del Covid-19 está siendo sometido a un escrutinio que se promete tan polémico que quizás nunca lleguemos a saber con razonable certeza dónde se originó. Pero tampoco debería extrañarnos. Darwin se pasó veinte años observando el efecto de las lombrices sobre el manto vegetal. Los procesos geológicos y la selección natural a través de vastos lapsos de tiempo tampoco eran fenómenos fáciles de apreciar. Costó mucho convertirlos en evidencias.

También Galileo se esforzó en vano en demostrar que la luna tenía montañas. Los telescopios no estaban legitimados como fuentes fidedignas para hacer filosofía natural.

¿Y qué decir de la sífilis de finales del siglo XV, atribuida a los franceses, los españoles, los nativos americanos y por supuesto a los judíos? Pero si la sífilis, la viruela o el cólera vivieron polémicas, movimientos antivacunistas y campañas profilácticas que nos resultan muy familiares desde la actual pandemia, hay un dato que las distingue. Aquellas fueron epidemias de la edad de la imprenta (libelos, panfletos, escritos médicos, avisos, hojas volanderas, tratados y publicaciones periódicas lo atestiguan). Hoy es la pandemia de la era digital, allí donde la república de las letras se ha expandido y la complejidad en la confección de las evidencias y la circulación de los opiniones se han multiplicado.

Bajo el volcán de la incertidumbre

Yo sabía hace mucho que Plinio, el gran naturalista romano rescatado y adorado por los humanistas, murió en la erupción del Vesubio. Siempre se ha citado como caso ejemplar de los riesgos de la curiosidad extrema. Acercarse al mundo –hoy lo sabemos mejor que nunca– es peligroso.

Muerte de Plinio, ilustración firmada por Yan Dargent, incluida en Histoire des météores et des grands phénomènes de la nature (J. Rambosson, 1883). Wikimedia Commons / BNF / Gallica

Sin embargo, leí hace unos días algo que me dejó desconcertado: que en realidad Plinio, como ninguno de sus contemporáneos, sabía que el Vesubio era un volcán, tan antigua había sido su última erupción. En las cartas de Plinio el Joven, su sobrino, donde se cuentan los hechos, se lee que el sabio confundió los fuegos que veía al fondo con hogueras producidas por los hombres. La noticia es demoledora. Un pueblo que construyó calzadas, acueductos, puentes, un sistema jurídico, la historia natural, la medicina, la poesía y la historiografía que pervivieron durante siglos, no sabía que el Vesubio era un volcán (a pesar de que sabían que el Etna lo era). ¿No era evidente?

Lo que parece cierto es que nos cuesta vivir bajo el volcán de la incertidumbre y de nuestra propia ignorancia, máxime cuando ni nos atrevemos a reconocerlo. ¿No era evidente? Obviamente, no, pues las evidencias ni son lo que eran, ni eran lo que hoy nos parece que son.


Juan Pimentel, Investigador del Departamento de Historia de la Ciencia, Centro de Ciencias Humanas y Sociales (CCHS – CSIC), Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

The Conversation

Publicado por José Luis Moreno en BREVE, CIENCIA, 1 comentario
El efecto Mpemba, desconcierto en la física

El efecto Mpemba, desconcierto en la física

     Última actualizacón: 22 agosto 2017 a las 19:59

Antes de explicar en qué consiste el “efecto Mpemba”, debemos tener claros los conceptos de frío y calor.   Aunque pueda parecer innecesario, ya que empleamos esos términos a diario, es necesario que expliquemos, aunque sea de forma somera, a qué nos estamos refiriendo ya que solo de esta forma podremos comprender el fondo de la cuestión.

El frío referido a un cuerpo se define como aquel que tiene una temperatura muy inferior a la ordinaria del ambiente. Por lo tanto, el frío es una consecuencia del calor o, mejor dicho, el frío es la ausencia de calor. Partiendo de esta circunstancia, definimos el calor como la energía que pasa de un cuerpo a otro y es causa de que se equilibren sus temperaturas. Quedémonos por tanto con la correlación: calor = energía.

Sentado lo anterior, podemos concluir que si introducimos en un congelador dos vasos de agua que se encuentran a diferentes temperaturas ―pongamos por caso, uno a 25 ºC y otro a 65 ºC― aquel de los dos con el agua más fría se congelará antes. Esto debe suceder porque el agua del primer vaso tiene que perder menos energía (véase calor) para llegar al punto de congelación (tendrá que pasar de los 25 ºC a los 0 ºC, en lugar de los 65 ºC a los 0 ºC). En otras palabras: ya que el vaso con agua caliente tiene que perder más calor que el que está más frío, tardará más tiempo en este proceso, por lo que el vaso con el agua más fría se congelará antes. Pues bien, aunque la física y la lógica deberían estar de acuerdo en esta conclusión, la realidad es más incómoda.

Se da la circunstancia de que bajo determinadas condiciones, el agua caliente puede congelarse antes que la fría.

Conocemos este fenómeno con el nombre de “efecto Mpemba”. Erasto Mpemba era un joven estudiante tanzano que se dio cuenta de que su helado se había congelado antes que el de sus compañeros a pesar de que cuando introdujo su mezcla en el congelador la leche aún estaba caliente. Cuando contó lo que había observado, ni sus compañeros de clase ni sus profesores le prestaron la menor atención. A pesar de este rechazo inicial, decidió perseverar y repetir el experimento. De nuevo obtuvo los mismos resultados, lo que le armó de valor para hablar con el físico Denis Osborne, profesor universitario en Dar es-Salaam, que había acudido a su escuela para ofrecer unas conferencias.

Osborne sí se tomó en serio las explicaciones de Mpemba: reprodujo con éxito la experiencia y juntos publicaron los resultados. Desde entonces se busca una explicación válida para el fenómeno aunque sin mucho éxito como veremos.

Antes de pasar a las hipótesis ofrecidas para explicarlo, debemos señalar que ya en la antigüedad se habían percatado de él. Aristóteles, en el primer libro de su Meteorológica, relata que los habitantes de Ponto (la actual Turquía) rociaban las estacas de sus empalizadas con agua caliente para asegurarlas, ya que así se congelaban antes. En el s. XIII, Roger Bacon refería en su Opus majus que el agua caliente vertida sobre el hielo se congelaba con mayor rapidez que la fría. Más tarde, tanto Francis Bacon como René Descartes se ocuparon del fenómeno tratando de darle una explicación.

Muchos científicos han tratado de encontrar la solución a la aparente paradoja. El físico estadounidense Jearl Walker efectuó en 1977 sus propios ensayos llegando a la conclusión de que el efecto Mpemba se manifestaba a la perfección cuando se escogían recipientes con una determinada forma y una cantidad concreta de agua. Estos resultados le permitieron ofrecer una explicación del fenómeno: la evaporación del agua. Si partimos de una cantidad determinada de agua caliente, una fracción importante de la misma se evaporará durante el enfriamiento, por lo que la masa total de agua que debe enfriarse ―y, por tanto, la cantidad de energía que debe extraerse― resultará tanto menor cuanto más elevada sea la temperatura inicial. Dado que la evaporación del agua tiene lugar en la zona que se encuentra en contacto con el aire, podemos comprender que la forma del recipiente influya en el efecto Mpemba: un recipiente con una abertura muy estrecha ―una botella― permitirá una evaporación menor que la que se produce, por ejemplo, en un plato.

Aunque esta sea una explicación razonable, no basta por sí sola para explicar el efecto puesto que éste también se da en un recipiente cerrado.

Movimiento de convección. Origen: wikipedia

Otra explicación parte de que la temperatura del agua no es homogénea. Esto requiere una explicación: una vez que el recipiente se introduce en una atmósfera gélida, la temperatura del agua ya no será homogénea en todo su contenido. Esto sucede porque la densidad del agua (o su peso, a estos efectos) depende de la temperatura: alcanza su valor máximo a cuatro grados Celsius (4 ºC). En los bordes del recipiente el agua se enfría, cae al fondo al tener mayor densidad, y es reemplazada por agua más caliente que sube hacia arriba, creando una serie de movimientos convectivos circulares. Estos movimientos favorecen la transferencia de calor logrando un enfriamiento más rápido del recipiente que contiene agua más caliente. Esta conclusión es en realidad una suposición ya que, aún hoy se desconoce con exactitud si el enfriamiento es más rápido o más lento.

Treinta años después del trabajo de Walker ninguna explicación sólida ha visto la luz.

Por este motivo, la Royal Society of Chemistry ha ofrecido un premio de 1.000 libras para la persona (o el equipo) que ofrezca la mejor y más creativa explicación del fenómeno. El plazo de inscripción ya ha finalizado, y se han presentado más de 22.000 candidatos a lograr el reconocimiento internacional por obtener la resolución de uno de los fenómenos físicos más sorprendentes y curiosos. Aún se está deliberando quién será el ganador.

Para terminar, veamos una demostración gráfica del efecto:

En el vídeo vemos un primer experimento con agua del grifo donde parte de ella se convierte en pequeñas bolas de hielo.  Sin embargo, al emplear agua hirviendo, ésta se congela inmediatamente formando una nube de vapor de agua helada.

A continuación dejo algunos de los últimos artículos publicados que pretenden dar una explicación del efecto:

Publicado por José Luis Moreno en CIENCIA, 1 comentario