Eureka: Virus informáticos

Ultimamente estoy viendo la serie Eureka, que para el que no lo sepa, es una serie de ciencia ficción, a veces bastante fantasiosa, y con momentos cómicos, que trata sobre la vida en pueblo llamado Eureka, habitado por genios científicos que hacen todo tipo de experimentos y descubrimientos. Se podría sacar bastante mala ciencia, pero hoy voy a comentar justo lo contrario: un toque de buena ciencia que me ha llamado la atención.

En uno de los episodios de la primera temporada, un virus informático se introduce en los sistemas informáticos de Eureka. Resulta que allí, todo está controlado por ordenadores conectados entre sí, por lo que se produce un caos. En un momento dado, uno de los personajes dice que el sistema informático no es ningún software conocido por el público en general, sino que que ha sido diseñado ex profeso para Eureka. Por tanto, deduce que el programador del virus debe ser necesariamente alguien del equipo que en su día programó dicho sistema.

¡Bien! Un acierto en el maltratado mundo de la informática en la ficción. Como ya he comentado alguna vez, un virus no es más que un programa, que se aprovecha de vulnerabilidades del sistema a infectar, para ejecutarse ahí y propagarse. Es decir, es un conjunto de instrucciones que aprovecha errores de otros programas, para ejecutarse sin conocimiento de los usuarios. Y parece evidente que para programar algo que aproveche esas vulnerabilidades, éstas deben ser conocidas por el programador. Es así de sencillo.

Además, como cualquier programa, sólo puede ejecutarse en la plataforma para la que ha sido programado. Así, un virus para Windows es no puede ejecutarse en un Mac, y viceversa. Nuevamente, hay que conocer la plataforma destino para poder programar algo que se ejecute en ella.

La propagación o instalación de los virus merece también una mención. Como todo programa, tiene que copiarse de alguna forma en el sistema destino, para ejecutarse. Para ello, o bien se engaña al usuario para que él mismo ejecute el virus (por ejemplo, como adjunto en un correo electrónico que dice que se trata de un salvapantallas de paisajes muy bonitos), o bien se aprovechan nuevamente de alguna vulnerabilidad del sistema para instalarse sin conocimiento del usuario. En este caso, el virus debe poder «llegar» al sistema de alguna forma, mediante la red (aprovechando algún error en el software que gestiona la comunicación entre el sistema y la red), mediante algún soporte físico que se conecte al sistema (antiguamente era habitual el uso de un sector concreto de los viejos disquetes, que el sistema operativo ejecutaba cuando dicho disquete se introducía en la ranura), o de alguna otra forma.

Así que, ciertamente, sólo alguien que conozca cómo funciona el sistema destino, puede programar un virus para él, así como la forma de infectar el sistema.

El color que cayó del cielo

Tras dos entradas dedicadas a cómo percibimos el color (^[1] y ^[2]), es casi obligatorio comentar un relato de H. P. Lovecraft, titulado «El color que cayó del cielo», o «El color de fuera del espacio», dependiendo de la traducción (el título original es «The Colour Out of Space»). La historia gira en torno a un meteorito que cae en el campo, y poco a poco la vida de alrededor se va marchitando, y algunas personas enloquecen. Todo ello debido a algún tipo de ente que llegó a la Tierra en ese meteorito.

A lo largo del relato, se menciona varias veces la presencia de un color desconocido para el hombre, imposible de describir, asociado al meteorito. Así, unos profesores de la ficticia Universidad de Miskatonic estudian un fragmento y «al ser calentada ante el espectroscopio mostró unas brillantes bandas distintas a las de cualquier color conocido del espectro normal». Dentro del meteorito, se halla una sustancia extraña cuyo color se nos describe así: «El color, parecido al de las bandas del extraño espectro del meteoro, era casi imposible de describir; y sólo por analogía se atrevieron a llamarlo color». Las descripciones sobre la incapacidad de describir el color se repiten a lo largo del relato: «su color era tan raro que no podía ser descrito con palabras», «su color era también muy extraño (...) igualmente desconocido para cualquiera que lo viera», «no correspondía a ninguno de los matices que el ojo humano había visto hasta entonces». Bueno, os hacéis una idea ¿no? Un color desconocido por el hombre, nunca visto, y que no se parecía a ningún otro color. Un color de otro mundo.

Pero si habéis leído las entradas anteriores dedicadas al color, comprenderéis que no tiene sentido. El color es un producto de las distintas reacciones de los conos de nuestros ojos ante la luz visible, es decir, ante fotones cuya frecuencia está en un rango determinado del espectro electromagnético. Dicho rango va del rojo al violeta, pasando por todos los colores del arco iris. La radiación electromagnética que cae fuera del rango de la luz visible (y podríamos incluir el ultravioleta cercano en el rango visible, por cierta anécdota contada por Sildur), es invisible para nosotros. No tiene sentido, por tanto, esa referencia a las bandas fuera del espectro normal. Si estaban fuera del espectro de luz visible, entonces no eran ningún color. No era luz visible y no se podía ver con el ojo humano. Y si estaban dentro del rango de luz visible, entonces corresponderían necesariamente a colores conocidos, concretamente, colores espectrales.

Como ya sabéis, el resto de colores corresponden a mezclas de colores espectrales. Uno puede pensar que tal vez haya combinaciones de estimulaciones de nuestros conos, que nadie, o poca gente, haya experimentado, por no encontrarse en la naturaleza. Pero dado que el color es en cierta forma una «invención» de nuestro cerebro, una forma de interpretar esas estimulaciones, ciertamente lo veríamos parecido a otro color familiar. Podéis experimentar vosotros mismos con los sitios Color Creator o 4096 Color Wheel, donde en la propia página podéis mezclar (aditivamente) rojo, verde y azul para obtener cualquier color de la gama RGB. Intentad crear colores raros. Aunque no tengáis un nombre para el color, seguro que podréis describirlos en términos de parecido a otros colores («verde grisáceo amarillento», o «marrón tirando a rojizo»). No creo que encontréis alguno «imposible de describir».

Y antes de que alguien lo mencione, sí, ya sé que así no conseguiremos reproducir toda la gama de color perceptible por el ojo humano, pero si revisáis las figuras de la entrada anterior, veréis que los colores que «faltan» no son especialmente extraños, pues están entre nuestro triángulo y los colores espectrales o la línea recta de los magenta.

Gamas de colores

Si recordáis, hace varios meses escribí sobre los colores primarios, y comenté los distintos modelos en los que se parte de tres colores para conseguir todos los demás. Ahí daba a entender que el modelo RGB (donde los primarios son rojo, verde y azul) era el más correcto, el más «natural», puesto que los conos de nuestros ojos nuestros ojos (esos receptores sensibles al color, ¿recordáis?) tienen picos de sensibilidad en el rojo, verde y azul.

Pero resulta que no es exactamente así (gracias Guille, por hacérmelo notar). Los picos de sensibilidad están en las longitudes de onda en torno a los 560 nanómetros para los conos «rojos», 530 nm para los «verdes», y 430 nm para los «azules». Y si miramos a qué color corresponde cada longitud de onda, veremos que la longitud de onda de 560 nm corresponde a un verde amarillento, la de 530 nm a un verde «más verde» y la de 430 nm a un azul violáceo. Por tanto el modelo RGB no se eligió por ser el más «cercano» a la realidad fisiológica de nuestros ojos, sino por otros motivos.

¿Y por qué no usar los colores a los que los conos son sensibles? Pues porque para crear una gama cromática lo más amplia posible, hay que utilizar como primarios, colores bastante «separados» entre sí. Fijáos que los picos de sensibilidad de los conos verdes y rojos (ya sabemos que no son esos los colores, pero vamos a llamarlos así) están muy próximos entre sí. Si usáramos como primario un verde amarillento en vez de un rojo ¿cómo obtendríamos el rojo? Recordad que con el modelo RGB no se puede reproducir con fidelidad el violeta, precisamente porque está «más allá» que el azul (nuestro primario de más baja longitud de onda).

Vamos a verlo de forma más gráfica con un diagrama. Junto a estas líneas, veréis un diagrama de cromacidad, sacado de Wikimedia Commons. ¿El qué? Para explicarlo de forma sencilla, y sin meternos en detalles, es un diagrama de dos dimensiones que nos muestra la variedad cromática que nuestros ojos pueden percibir. ¿Qué representa cada eje de coordenadas? Pues no se trata de ninguna magnitud física, sino de unas funciones matemáticas aplicadas a las respuestas de nuestros conos. La idea es que represente todos los colores de la misma luminosidad. Para entederlo un poco mejor, distintos tonos de grises tienen la misma cromacidad, pero diferente luminosidad (es algo parecido a la luminancia y crominancia que mencioné una vez, relativo a las señales de video).

Bueno, vamos a lo que vamos. Como veis, el diagrama en cuestión tiene una forma que recuerda a la punta de un zapato. El contorno curvilineo corresponde a los colores espectrales, es decir, los colores formados por una única longitud de onda. Los colores del arco iris vamos. Al ver el gráfico, hay que entender que no es una representación fidedigna de la realidad, entre otras cosas, porque ni vuestros monitores, ni el formato de la imagen, pueden reproducir correctamente toda la gama de colores.

Si elegimos tres colores como primarios, y los ubicamos en el diagrama, tendremos tres puntos. Si unimos esos tres puntos, habremos dibujado un triángulo. Pues bien, con esos primarios que hemos elegido, sólo podemos reproducir los colores que estén dentro del triángulo. Una vez entendido esto es fácil ver que lo que interesa es elegir como primarios, tres colores muy separados entre sí, ya que cuanto más separados estén, más área abarcará el triángulo. También es fácil ver que elijamos los colores que elijamos, nunca podremos reproducir toda la gama de colores percibible a partir de tres primarios, porque la gama completa es una figura que no corresponde a un triángulo. Siempre quedará alguna zona que nuestro triángulo no cubrirá.

Supongo que ahora os haréis dos preguntas, a las que no tengo respuesta: ¿Por qué usar el azul como primario, en vez de el violeta (que está más cerca del borde del diagrama)? ¿Por qué limitarnos a tres primarios? Sólo puedo suponer que por una mezcla de razones técnicas, tecnológicas y económicas.

El Coche Fantástico: reacciones nucleares

Hoy vamos a volver a la nueva serie de El Coche Fantástico. En uno de los episodios aparece algo que llaman «nanovirus». No explican muy bien qué es, pero por el nombre y su comportamiento a lo largo del episodio, uno puede deducir que se trataba de algún tipo de enjambre de nanomáquinas, capaces entre otras cosas, de construir copias de sí mismas. No, no vamos a hablar de nanotecnología, sino de algo muy diferente. Resulta que cuando los protas hablan con el creador del nanovirus, les dice que la programación original del mismo era el tratamiento de residuos, concretamente, convertir metales pesados en materia orgánica.

¿Qué es un metal pesado? Bueno, su definición es algo ambigua, pero normalmente se refiere a elementos metálicos, densos, y tóxicos, como por ejemplo, el mercurio o el plomo (auque a veces se incluyen elementos no metálicos, o metales algo más ligeros). Materia orgánica puede ser también un término algo ambiguo, pero al igual que antes, podemos simplificar diciendo que se trata de compuestos formados por cadenas de carbono, junto con otros elementos, como el hidrógeno o el oxígeno.

Lo importante es que los metales pesados son elementos químicos, y la materia orgánica son compuestos formados por elementos químicos completamente diferentes. Fijaos entonces que estamos hablando de un proceso que transforma unos elementos químicos (metales pesados) en otros (carbono, hidrógeno y más cosas). Es por tanto el viejo sueño de los alquimistas: la transmutación de la materia. Algo que sólo es posible mediante reacciones nucleares, donde los núcleos atómicos se dividen o se unen, de forma que obtenemos elementos diferentes a los que teníamos al principio (en el colegio nos enseñaron que el número de protones de un núcleo, determina el elemento químico).

Una reacción nuclear no se inicia así como así. Hay que hacer colisionar los núcleos atómicos entre sí, o bien bombardearlos con partículas. Para ello, o bien aportamos inicialmente determinada cantidad de energía inicial (nada despreciable), o bien utilizamos materiales radiactivos, que sufren procesos nucleares de forma natural, emitiendo partículas en el proceso. Parece difícil (por no decir imposible) que unas nanomáquinas puedan iniciar una reacción nuclear aportando energía, y desde luego, utilizar materiales radiactivos parece que va en contra de la filosofía inicial de estas maquinitas (deshacerse de productos nocivos).

Pero vamos a centrarnos en otra cosa. Cuando se menciona el término «reacción nuclear» uno suele pensar en algo que desprende una enorme cantidad de energía. Pero al igual que ocurre con las reacciones químicas, no sólo hay reacciones nucleares que desprenden energía (exotérmicas), sino que también las hay que absorben energía (endotérmicas), y por tanto, es necesario suministrar energía para que puedan ocurrir. La fusión del hidrógeno en helio, por ejemplo, desprende energía (y por eso las estrellas emiten luz y calor). Parece evidente que si queremos realizar el proceso contrario, y fisionar el helio, deberemos aportar energía.

¿Qué determina si una reacción nuclear desprende o absorbe energía? Bueno, vamos a ver primero un concepto curioso. En el colegio nos enseñaron que el número de protones y neutrones de un núcleo atómico, se denomina número másico, y corresponde a la masa del átomo (las masas de los electrones es muy pequeña, comparada con la del núcleo). Lo que no nos contaron es que esta correspondencia no es exacta. Resulta que si «pesamos» un núcleo atómico, y luego «pesamos» cada uno de sus componentes por separado, nos dará un valor distinto. Concretamente, el nucleo parece tener menos masa que la suma de las masas de sus componentes. Así, si medimos la masa de un núcleo de helio, que está formado por dos protones y dos neutrones, veremos que es menor que la suma de las masas de dos protones y dos neturones sueltos. A esta diferencia se le denomina defecto de masa.

¿Qué ocurre con esta masa que falta? Pues que se transforma en energía, según la famosa fórmula de Einstein que relaciona masa y energía: E=m·c². Por tanto, si tenemos protones y neutrones sueltos por ahí, y los juntamos para formar núcleos atómicos, siempre vamos a obtener energía. Lástima que no dispongamos de muchos de estas partículas así sueltas, sin más, sino que lo que tenemos son átomos con los que jugar.

Afortunadamente, ese defecto de masa no es el mismo para todos los átomos, o mejor dicho, la diferencia por nucleón (protón o neutrón) no es la misma. Si para un núcleo atómico calculamos su defecto de masa, lo dividimos entre el número de nucleones que lo forman (el número másico), y calculamos su equivalente en energía, tendremos lo que se denomina energía de enlace por nucleón. Si calculamos este valor para todos los isótopos de todos elementos conocidos, y hacemos una gráfica con estos valores, veremos que la energía por nucleón es muy baja en el hidrógeno, y sube muy bruscamente (con algún descenso ocasional) a medida que avanzamos por la tabla periódica, hasta llegar al hierro. A partir de ahí, la gráfica desciende de forma suave. Si queremos saber si una reacción nuclear de fusión o fisión es endotérmica o exotérmica, debemos comparar la energía por nucleón de los isótopos, antes y después de la reacción. Si es mayor, la reacción desprende energía. Si es menor, la absorbe. Así, podemos ver fácilmente que la energía por nucleón del helio es mucho mayor que la del hidrógeno, y que la del uranio es menor que la de elementos algo menos pesados que él. Por eso la fusión del hidrógeno y la fisión del uranio desprenden energía. Básicamente, la fusión de elementos ligeros o la fisión de elementos pesados, desprende energía. Como curiosidad, podéis ver en la gráfica que la fusión del hidrógeno produce mucha más energía que la fisión del uranio.

¿Por qué este comportamiento? Intentaré explicarlo de forma sencilla. Como sabéis, los protones tienen carga eléctrica positiva. En el colegio nos enseñaron que cargas opuestas se atraen y cargas iguales se repelen. También nos enseñaron que la fuerza de atracción o repulsión eléctrica es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Los protones de un núcleo, por tanto, están sometidos a una fuerza repulsiva enorme al estar tan cerca. ¿Por qué no salen despedidos? Por la interacción nuclear fuerte, una fuerza cuya disminución con la distancia es más brusca que la fuerza electromagnética. Esta fuerza atrae a todos los nucleones entre sí, y a esas distancias, es mayor que la repulsión electromagnética. Podemos pensar (y esto ya es una simplificación extrema, pero creo que nos vale) que cuantos más nucleones pongamos juntos, más estable será el nucleo, ya que hay más partículas atrayéndose entre sí. Pero llega un momento en el que el núcleo es tan grande, que si añadimos más nucleones, los de extremos opuestos estarán demasiado alejados entre sí, y la fuerza atractora entre ellos no será tan grande (insisto en que es una simplificación, no me peguéis los que sepáis del tema).

Sabiendo todo esto, volvamos al nanovirus de El Coche Fantástico. Se supone que originalmente transmutaba metales pesados en carbono, hidrógeno y algunos otro elementos. Los números másicos de los principales isótopos del plomo están entre 206 y 208. Los del mercurio entre 198 y 204. El del carbono, como todos sabemos, es 12 (el isótopo más abundante), y el del hidrógeno es 1 (o siendo generosos, entre 1 y 3, aunque el deuterio y el tritio son mucho menos abundantes que el hidrogeno-1). A primera vista se puede ver con facilidad que para obtener hidrógeno de una reacción nuclear, necesariamente tendremos que aportar energía, partamos de donde partamos.

Con el carbono es más difícil ver en la gráfica si su energía de enlace por nucleon es mayor o menor que las del plomo y mercurio, así que vamos a consultar en una tabla de masas atómicas proporcionada por el NIST, para buscar los elementos que nos interesan. No calcularemos la energía de enlace, sino que nos quedaremos en la masa media por nucleon. Para evitar confusiones, recordad que la gráfica representa la energía correspondiente al defecto de masa, y por tanto, cuanto mayor sea su valor, más estable será el elemento. Si calculamos simplemente la masa por nucleon, cuanto menor sea este valor, más estable será el elemento.

La masa atómica del carbono-12 es exactamente 12 u, igual que su número másico, lo que no debería sorprender a nadie ya que se define la unidad de masa atómica precisamente como la duodécima parte de la masa de un átomo de carbono-12. Por tanto, la masa por nucleon de un átomo de carbono-12 es 1 u. La masa atómica del plomo-208 (el más abundante en la naturaleza) es 207,976636, por lo que la masa por nucleon será menor que 1 u. En el caso del mercurio-202 (también el isótopo más abundante) la masa atómica es de 201,970626, por lo que volvemos a tener una masa por nucleon menor de 1 u. He elegido los isótopos más abundantes en ambos casos, pero si utilizáis el resto de isótopos, veréis que la masa por nucleon es menor que la del carbono. Eso quiere decir que en una reacción nuclear que convierta plomo o mercurio en carbono (y un resto de algún elemento más ligero, ya que el número másico no es múltiplo de 12), el conjunto final tendrá más masa que el inicial. Eso quiere decir que habrá que aportar energía.

Y claro, la gran pregunta es ¿de dónde sale esa energía? Teniendo en cuenta la gran cantidad de energía implicada en una reacción nuclear (pensad que es la diferencia de masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz; casi nada), no parece posible que las nanomáquinas pudieran aportarla, por muy buenas nanobaterías o nanopaneles solares, o cualquier medio de extraer energía de algún otro sitio, que pudieran tener.

Elfos científicos

Hoy no voy a comentar un caso de mala ciencia, sino uno curioso de buena ciencia, y además, en un género donde uno podría pensar que no puede aparecer: la fantasía heróica. Muchos habréis oído hablar de Eragon, bien por la novela, bien por la película. En realidad, el libro es el primero de una saga llamada «El Legado».

La acción transcurre en un mundo con elfos, enanos, dragones y magia. Y el planteamiento de la magia en la saga es curioso, ya que el uso de hechizos consume energía, y en varias ocasiones se menciona que el gasto de energía es el mismo que si se realizara la misma acción sin magia. Normalmente, la energía consumida proviene del propio invocador del hechizo, y muchas situaciones giran en torno a esta idea (un hechizo demasiado potente, mataría al invocador). Más adelante (en el segundo libro, llamado «Eldest») se revela que se puede usar energía de otros seres, o almacenarla poco a poco en objetos mágicos, a modo de baterías, para su posterior uso, y poder usar hechizos de mucho consumo energético. Es decir, la magia no puede violar el Primer Principio de la Termodinámica.

Pero lo más curioso e inesperado (para mí), es un diálogo que aparece en Eldest. Para poneros en antecedentes, el protagonista, Eragon, ha viajado a la tierra de los elfos para recibir el adecuado adiestramiento de Jinete (de dragón) por parte de un viejo Jinete elfo, Oromis, oculto del malvado rey (si el primer libro se parece demasiado a La Guerra de las Galaxias, el segundo me recuerda mucho a El Imperio Contraataca). Os reproduzco el fragmento:

Nueve días más tarde, Eragon se presentó de nuevo ante Oromis y dijo:

-Maestro, anoche se me ocurrió que ni tú ni los cientos de pergaminos élficos que he leído mencionáis vuestra religión. ¿En qué creéis los elfos?

La primera respuesta de Oromis fue un largo suspiro. Luego dijo:

-Creemos que el mundo se comporta según ciertas leyes inviolables y que, mediante un esfuerzo persistente, podemos descubrir esas leyes y usarlas para predecir sucesos cuando se repiten las circunstancias.

Eragon pestañeó. Con eso no le había dicho lo que quería saber.

-Pero ¿qué adoráis? ¿O a quién?

-Nada.

-¿Adoráis el concepto de la nada?

-No, Eragon. No adoramos nada.

La noción le era tan ajena que Eragon necesitó un rato para entender lo que quería decir Oromis. Los aldeanos de Carvahall no tenían una sola doctrina que lo dominara todo, pero sí compartían una serie de supersticiones y rituales, la mayoría de los cuales se referían a la protección contra la mala suerte. Durante su formación, Eragon se había ido dando cuenta de que la mayor parte de los fenómenos que los aldeanos atribuían a fuentes sobrenaturales eran de hecho procesos naturales, como cuando aprendió en sus meditaciones que las larvas se incubaban en los huevos de las moscas, en vez de surgir espontáneamente del polvo, como había creído hasta entonces. Tampoco le parecía que tuviera sentido ofrecer comida a los espíritus para que no se agriara la leche, al saber que ésta se agriaba precisamente por la proliferación de minúsculos organismos en el líquido. Aun así, Eragon seguía convencido de que fuerzas de otros mundos influían en éste de maneras misteriosas; una creencia que se había redoblado por su exposición a los enanos.

-Entonces, ¿de dónde creéis que viene el mundo, si no lo crearon los dioses?

-¿Qué dioses, Eragon?

-Vuestros dioses, los de los enanos, los nuestros... Alguien lo habrá creado.

Oromis enarcó una ceja.

-No estoy necesariamente de acuerdo contigo. Pero sea como fuere, no puedo demostrar que los dioses no existen. Tampoco puedo probar que el mundo y todo lo que existe no fuera creado por alguna o algunas entidades en un pasado lejano. Pero puedo decirte que en los milenios que llevamos los elfos estudiando la naturaleza, nunca hemos presenciado una situación en la que se rompieran las leyes que gobiernan el mundo. Es decir, nunca hemos visto un milagro. Muchos sucesos han desafiado nuestra capacidad para explicarlos, pero estamos convencidos de que fracasamos porque ignoramos lamentablemente el universo, y no porque una deidad haya alterado las obras de la naturaleza.

¡Vaya! En en un mundo poblado por criaturas fantásticas, y donde existe la magia, los elfos tienen una mentalidad científica. Y el personaje de Oromis creo que explica muy bien en qué consiste básicamente el pensamiento científico. Hay otro fragmento interesante, unas líneas más abajo:

-Los enanos creen...

-¡Exacto! Los enanos creen. Cuando se trata de ciertos asuntos, prefieren confiar en la fe que en la razón. Incluso se sabe que ignoran hechos probados que contradicen sus dogmas.

-¿Por ejemplo?-preguntó Eragon.

-Los sacerdotes enanos usan el coral como prueba de que la piedra está viva y puede crecer, lo cual corrobora también su historia de que Helzvog formó la raza de los enanos a partir del granito. Pero nosotros los elfos descubrimos que el coral es de hecho un exoesqueleto secretado por animales minúsculos que viven en su interior. Cualquier mago puede sentir a esos animales si abre su mente. Se lo explicamos a los enanos, pero ellos se negaron a creerlo y dijeron que la vida que nosotros sentíamos reside en todas las clases de piedras, aunque se supone que sólo sus sacerdotes son capaces de detectar esa vida en las piedras de tierra adentro.

(...)

-Sólo damos crédito a aquello cuya existencia podemos demostrar. Como no encontramos pruebas de que los dioses, los milagros y otras cosas sobrenaturales sean reales, no nos perocupamos de ellos. Si eso cambiara, si Helzvog se nos revelara, entonces aceptaríamos esa nueva información y revisaríamos nuestra posición.

La última frase me parece especialmente destacable. En muchas ocasiones he oído a gente tachar la ciencia de dogmática y cerrada. Incluso en este blog ha habido alguno que otro que ha dejado comentarios en ese sentido. Pero la ciencia es precisamente todo lo contrario. Como las cosas no se creen por fe, sino que se consideran ciertas porque así lo corrobora la evidencia empírica, en el momento en el que dicha evidencia contradiga la teoría, pues se descarta esa teoría y se intenta buscar una nueva. Y se debe hacer sin reparos ni remordimientos. La ciencia no trata de «ganar» a nadie. Simplemente intenta explicar el por qué de las cosas, o al menos, modelizarlas matemáticamente.

La ciencia española no necesita tijeras

Me he enterado tarde y he llegado tarde, pero tenía que aportar mi granito de arena a esta iniciativa. El presupuesto destinado a investigación en este país va a sufrir un considerable recorte, y eso creo (como otros) que es un error. Vale, hay crisis y falta dinero, pero recurriendo a la sabiduría popular, esto es «pan para hoy y hambre para mañana». La investigación científica cuesta, sí, y posiblemente cueste mucho dinero. Pero es una inversión a largo plazo. En la sociedad que nos ha tocado vivir, no se puede ir «a remolque» en ciencia y tecnología. Si lo hacemos, a la larga nos saldrá más caro, pues tendremos que «comprar» lo que no seamos capaces de hacer aquí.

Hace tiempo escribí un artículo en el blog Hal 9000, sobre por qué es necesaria la investigación en ciencia básica, que aparentemente no tiene una aplicación práctica, o al menos, no parece tenerla de forma inmediata (y recurro al mismo dicho popular). Creo que puede ser apropiado para esta ocasión, así que lo reproduzco aquí:

¿Para qué sirve la ciencia?

Cuando en algún periódico online, blog, o cualquier sistema de noticias que permita cierta interactividad con los usuarios, aparece alguna noticia relacionada con disciplinas científicas un tanto «alejadas» de la vida cotidiana, como puede ser la cosmología, astronomía, o mecánica cuantica, inevitablemente aparecen comentarios críticos con el gasto que supone todo eso, y que antes de perderse en los misterios del universo, más valdría resolver problemas más inmediatos, como el hambre, la pobreza, o la guerra (siendo muy diplomático, ya que por norma general, estos comentarios suelen estar bastante subidos de tono).

Dadas las millonarias cifras del coste de la construcción de un acelerador de partículas, o una misión espacial, parece comprensible que haya voces que pregunten por qué no se usa ese dinero para algo con beneficios más tangibles. Pero pensando únicamente en aplicaciones prácticas e inmediatas, en fin, en soluciones a corto plazo, caeremos en un error del que nos previene el dicho popular «pan para hoy y hambre para mañana». Basta con pensar en los adelantos de la medicina actual, en las enfermedades que se han erradicado, y en las vidas que ha salvado. No habríamos llegado hasta aquí sin científicos que se dedicaran única y exclusivamente a «la ciencia por la ciencia».

Un ejemplo clásico

Se dice que cuando Michael Faraday explicó su descubrimiento de que un imán en movimiento inducía corrientes eléctricas en un conductor, el primer ministro británico de la época, Robert Peel, le preguntó «¿Y esto para qué sirve?», a lo que Faraday respondió «¿Para qué sirve un recién nacido?». Esta es una de mis anécdotas históricas favoritas, tanto por la ingeniosa respuesta de Faraday, como por la filosofía subyacente.

Resulta que todos los generadores eléctricos que transforman energía mecánica en eléctrica, se basan en ese principio: una fuerza mecánica externa (la caída de agua en una presa, o la velocidad y presión de un gas calentado, por ejemplo) actua sobre unas palas o una turbina, haciéndola girar. Este movimiento giratorio se transmite a una bobina que gira dentro de otra. Una de las dos (no importa cuál) genera un campo magnético que induce corrientes eléctricas en la otra debido al movimento relativo entre ellas.

Un mundo sin este tipo de generadores, sería básicamente un mundo sin electricidad. Un mundo sin teléfono, radio, televisión, ni nigún tipo de comunicación instantánea a distancia. Un mundo sin vehículos eléctricos o de motor de explosión (es necesaria una chispa para la ignición, y ésta proviene de la bujía, que funciona con electricididad). Un mundo sin aviones, sin luz eléctrica, sin aspiradores, sin ascensores. Un mundo sin ecografías, tomografías, marcapasos o desfibriladores. Un mundo como el de principios del siglo XIX, en el que determinadas comodidades que nos parecen básicas, sólo estaban al alcance de personas con alto poder adquisitivo.

Un ejemplo actual

A pesar de esta lección de historia, uno podría estar tentado de pensar que eso no podría aplicarse a campos como la astronomía. ¿En qué puede ayudarnos el observar objetos tan lejanos? Pues bien, gracias a la astrofísica, sabemos cómo «funcionan» las estrellas. Una estrella es una inmensa masa de plasma formada principalmente por hidrógeno (en el caso de estrellas jóvenes). Este hidrógeno es comprimido y calentado por la propia gravedad de la estrella, de forma que en su interior se produce una reacción nuclear de fusión, en la que átomos de hidrógeno se unen para formar átomos de helio, desprendiendo una enorme cantidad de energía en forma de luz y calor. Esta reacción nuclear es la que mantiene a la estrella brillando, durante la mayor parte de su vida, hasta que el hidrógeno comienza a agotarse, y se inician otras reacciones de fusión, en la que se obtienen elementos cada vez más pesados.

¿Y esto es de utilidad? Pues sí. Puede que a muchos os suene eso de la fusión nuclear, aunque no por la astrofísica, sino por las noticias relacionadas con el proyecto ITER, que pretende construir un reactor de fusión nuclear viable. Y es que la fusión nuclear, esa misma que ocurre en las estrellas, sería la solución a nuestros problemas energéticos, y a la contaminación y alteración del medio ambiente que producen nuestras plantas energéticas actuales. Es una fuente de energía muy eficiente, ya se obtiene una gran cantidad de energía a partir de poco combustible. Es no contaminante, ya que el combustible es hidrógeno, y el residuo es helio. Y es casi inagotable, ya que el hidrógeno es increíblemente abundante en nuestro planeta (muchísimo más que todos los combustibles fósiles juntos). De hecho, es el elemento más abundante del universo.

El único problema es que esas reacciones nucleares suceden a millones de grados centígrados, y en unas condiciones de presión extremas, por lo que hoy por hoy, somos incapaces de utilizar esa fuente de energía. La misión del ITER es precisamente investigar una forma de construir un reactor de fusión nuclear viable. Para ello, todos los conocimientos que se puedan aportar sobre los detalles de estas reacciones, serán de gran importancia. Y parte de estos conocimientos pueden venir de la observación de estrellas, ya que son los únicos reactores de fusión nuclear existentes que conocemos.

Bola de Dragón y el lamarquismo

En el programa de radio en el que participé la semana pasada, uno de los colaboradores mencionó algo en lo que nunca había pensado: el lamarquismo presente en Bola de Dragón. Una reflexión digna de un personaje de una película de Kevin Smith.

Primero recordemos algunos aspectos de Bola de Dragón. Como sabéis, cuando Son Goku (espero no tener que aclarar que es el protagonista) ya es adulto y tiene su primer hijo, Son Gohan (cuando en la serie de TV, el nombre cambia a Bola de Dragón Z), descubrimos que es un alienígena: un saiyajin (horrorosamente traducido por el doblaje de Telemadrid como «guerrero del espacio»). Más adelante, en la eterna pelea contra Freeza (aunque en el doblaje decían algo así como «Freezer»), Goku adquiere la capacidad de transformarse en un supersaiyajin, con su característico pelo rubio y hacia arriba, ojos azules, y una fuerza muchísimo mayor. Poco después, Vegeta (para los despistados, otro saiyajin) aprende también a transformarse en supersaiyajin, y posteriormente, Goku enseña a Son Gohan a hacer lo mismo.

Pero he aquí que tras la saga de Célula, Goku tiene un segundo hijo, Son Goten, y Vegeta también tiene un hijo, Trunks. Y estos dos niños son capaces de transformarse en supersaiyajin sin esfuerzo, sin que nadie les haya enseñado. Aparentemente han heredado esta capacidad de sus padres. Pues bien, eso es lamarquismo.

¿Qué es eso del lamarquismo? Bueno, Jean-Baptiste Lamarck fue un naturalista francés, contemporáneo a Charles Darwin (aunque murió tres años antes de que Darwin iniciara su famoso viaje en el Beagle). Postuló una teoría de la evolución de las especies, basada en mecanismos distintos a la que posteriormente proporndría Darwin. El más conocido, y al que uno se suele referir cuando se habla de lamarquismo, es el de la herencia de caracteres adquiridos (aunque Lamarck postuló más cosas).

¿Qué quiere decir esto? Bueno, imaginemos por ejemplo unos conejos. Cuando aparece un lobo o un zorro, los conejos no tienen más opción que huir lo más rápido posible. Según el lamarquismo, los conejos van adquiriendo más rapidez a lo largo de su vida, debido a esa necesidad de huir del depredador, y cuando procrean, su descendiencia hereda esta rapidez. Según el darwinismo, por simple diversidad, en una camada hay conejos más rápidos que otros, de forma que los más rápidos tienen más posibilidades de sobrevivir y procrearse, transmitiendo a su prole esa rapidez. Fijáos en la diferencia fundamental: en el caso del darwinismo, un animal tiene unas características definidas desde su nacimiento, y (si sobrevive) las transmite a su progenie, mientras que en el caso del lamarquismo, un animal es capaz de transmitir características que no tenía anteriormente, sino que las ha adquirido a lo largo de su vida.

Un ejemplo más simple: un hombre se dedica al atletismo, y a base de entrenamiento se convierte en un plusmarquista olímpico. Según el lamarquismo, si tiene hijos, serán unos atletas de forma innata.

Con la llegada de la genética y la comprensión del ADN, parece claro que la teoría de Lamarck era equivocada. Sólo se pueden heredan aquellas características que vengan definidas en el ADN, por lo que no se pueden transmitir características adquiridas o aprendidas. ¿No? Bueno, existen una posibilidad: la alteración del ADN. Si la adquisición de esa nueva característica va asociada a un cambio en el ADN del individuo, sí que se podrá transmitir a su descendencia. Y parece que hay estudios que apuntan en esa dirección en algunos casos concretos (como por ejemplo, con las bacterias).

Volvamos ahora a Bola de Dragón. Son Goten y Trunks heredan de sus padres la capacidad de transformarse en supersaiyajin. Eso sólo podría ocurrir si el ADN de Son Goku y Vegeta se hubiera alterado. Bueno, ¿quién sabe? Despues de todo, son alienígenas.