Los cuatro elementos

Publicado: 8 enero 2014 en Evolución, Filosofía de la ciencia
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El 95% de la materia celular (y, por lo tanto, de lo que estamos todos hechos) está compuesta de únicamente cuatro elementos: carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Parece que Empédocles, filósofo griego autor de la teoría de los cuatro elementos (que estuvo vigente casi hasta la aparición de la tabla periódica), no estaba tan desatinado como cabría suponer. Casi solamente con cuatro tipos de átomos podemos construir toda la inabarcable complejidad que supone un ser humano, desde construir proteínas sencillas hasta generar las tareas más sofisticadas del pensamiento humano. A partir de esta perspectiva pensemos en la dificultad que tendríamos si dispusiésemos únicamente de cuatro piezas distintas de un juego de lego y tuviésemos que construir todo el mundo viviente… ¡Imposible! ¿Cómo hacer seres que andan, respiran, se reproducen…? ¿Qué ingeniero podría realizar proeza semejante? ¡Algo nos falta en la explicación!

No, la explicación es buena, solo erramos en la perspectiva. Y la culpa la tiene, involuntariamente, la reina de las ciencias. Durante su siglo glorioso, el XX, los físicos se han dedicado, fundamentalmente, a estudiar los componentes últimos de la materia. Así, el descubrimiento del átomo ha sido su gran aportación, y después, se dedicaron a ir buscando más y más partículas elementales: el átomo se compone de un núcleo rodeado de impredecibles electrones, el núcleo de protones y neutrones, los protones y neutrones de quarks, y los quarks, quién sabe todavía, de supercuerdas. El bosón de Higgs, su último gran descubrimiento, es una nueva partícula, otro elemento más de ese puzzle de micro-cosas. Al científico que le preguntas de qué está hecha la realidad, siguiendo fielmente estos planteamientos, responderá casi con certeza absoluta que de átomos, y a todos se nos vendrá a la cabeza la imagen de una bolita sobre la que orbitan puntitos luminosos. La respuesta, aunque con poco poder explicativo (todavía queda por resolver qué es la materia de modo más concluyente. Yo no lo tengo nada claro) es básicamente cierta. Sin embargo, nos hace pensar haciendo demasiado hincapié en los objetos como elementos aislados: nos hace pensar en el átomo, pero no en la conjunción de átomos, nos hace pensar en un objeto pero no en las relaciones con otros objetos. Y es que durante mucho tiempo hemos estado pensando a partir de una ontología demasiado objetualista, cuando quizá la clave está no en los objetos, sino en la forma en que se relacionan.

Sigamos con el ejemplo biológico. Los, aproximadamente, 200 tipos de células diferentes que tiene un ser humano están formadas por proteínas y ácidos nucleicos. Las proteínas, a su vez, están formadas por cadenas de aminoácidos. Los aminoácidos son moléculas de átomos (de los cuatro tipos de átomos de los que hablamos) unidas mediante enlaces peptídicos. Según la forma en que estos átomos se combinen, la mayoría de los seres vivos disponen de veinte tipos de aminoácidos diferentes. ¿Todavía pocos elementos? No. El número de aminoácidos presentes en una cadena proteínica oscila entre 50 y 2.000 (hay proteínas con solo 30 y otras con unos 10.000). Tal ingente capacidad de combinación de aminoácidos da lugar a miles de proteínas diferentes, cada una con una función y un comportamiento específicos (regulan la expresión génica, transportan sustancias, regulan niveles hormonales, controlan la ósmosis celular, catalizan reacciones químicas, etc.). La proteína, además, tiene una propiedad que caracteriza su modo de funcionamiento: se pliega, convirtiéndose en una estructura tridimensional. Esta peculiar configuración genera “huecos” en ella en los que solo puede ensamblarse un tipo de molécula concreta. Cuando se ensambla con ella, la proteína se vuelve operativa, se pone a trabajar en una de sus versátiles funciones. En una célula suele haber millones de proteínas de miles de tipos diferentes flotando en su citoplasma, jugando a una grandiosa danza de llaves y cerraduras, en la que la identidad de cada una depende exclusivamente de con quién sea capaz de ensamblarse.

Dime con quién te juntas, y te diré quién eres. Esta debería ser la directriz ontológica fundamental, mucho mejor que preguntarnos sobre las características aisladas de un objeto. Hay que pasar de una ontología del objeto a una ontología de relaciones. Cuando a un científico le pregunten de qué está hecha la realidad, mejor que responder que de átomos, sería decir que de las propiedades que surgen cuando combinamos átomos. O dicho de un modo más técnico: lo que existen son sistemas en los que sus propiedades, y las de sus componentes, cambian en función de como estén estructurados y cómo se relacionen con otros sistemas. Hay que pasar de una ontología objetualista a una más holista.

Creo que ya añadí este vídeo a otra entrada hace tiempo, pero voy a volver a añadirlo porque es realmente maravilloso. No olvidéis dar a la opción de transcripción para que aparezca la narración de todo lo que sucede en él.

Y por añadir un dato que a mí me ha parecido flipante: las enzimas son los ingenieros químicos de nuestras células. Pueden modificar unas moléculas en otras, descomponerlas en sus elementos esenciales o unir moléculas entre sí. Pues bien, una enzima puede actuar sobre unas 1.000 moléculas por segundo… ¡Ríanse a carcajadas ustedes de las cadenas de montaje de nuestras fábricas!

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comentarios
  1. Jose dice:

    Me llama la atención esta frase: “Cuando a un científico le pregunten de qué está hecha la realidad, mejor que responder que de átomos, sería decir que de las propiedades que surgen cuando combinamos átomos”

    Lo que me hablas ahí son propiedades emergentes. ¿No habías subido hace un tiempo un tema, o al menos se derivó en la discusión, respecto a que eso no existía realmente? O lo soñé? 😀

  2. Hablamos hace nada de propiedades emergentes, no lo has soñado, no obstante, dos cosas:

    1. No llegamos a la conclusión de que no existieran, solo se reflexionó acerca de su posibilidad y de su naturaleza.

    2. Hay que distinguir (o, al menos yo distingo así) entre propiedades sistémicas (aquellas propiedades de algo en tanto que sistema pero que son perfectamente deducibles conociendo sus elementos componentes) y propiedades emergentes (aquellas que no hay manera de deducir de los elementos componentes). Las emergentes son, obviamente, las chungas.

    La cuestión principal es entender si, por seguir el ejemplo de la entrada, las propiedades que obtiene la proteína al ensamblarse con otra molécula, son propiedades emergentes o sistémicas. Y para hacer esto hay que irse a una cuestión mucho más profunda que quiero abordar estudiando algo más de química: ¿Qué es lo que da a una molécula sus propiedades? ¿Qué ocurre cuando dos moléculas se ensamblan de modo que aparece una propiedad que las dos moléculas componentes no tenían antes? Es decir, ¿qué relaciones existen entre las propiedades atómicas y las propiedades del mundo macro? ¿Cómo unas generan las otras?

  3. Emilio dice:

    Esa diferencia entre las propiedades sistemicas y las propiedades emergentes me parece muy interesante sobretodo a la hora de abordar el tema de la relacion mente-cerebro y cuando intentamos explicar o definir que es la mente. De ahi que surgiese el emergentismo sistemico en filosofia de la mente.

    Aunque la mente tiene un soporte fisico, que es el cerebro, esta no se puede reducir a el ni tampoco a sus elementos componentes, entre otras cosas porque todavia no se sabe con exactitud cuales son estos. Entonces entra en juego el emergentismo, supongo que para separar por un lado el estatus ontologico de la mente con respecto al cerebro y por otro, para señalar que aunque el soporte de la mente es fisico, sin embargo, las propiedades resultantes de determinada estructura cerebral dan lugar a unas nuevas funciones que no pueden ser reducidas ni explicadas en terminos meramente fisico-quimicos. Ese conjunto de nuevas funciones que no existian antes es lo que constituye a la mente como tal. Y al ser este un nuevo nivel en el que entran en juego imagenes, signos, significados, etc., la explicacion de lo que la mente es no puede ya darse en terminos fisico-quimicos sino mas bien en terminos de su funcion/es y del nuevo nivel de realidad. Al igual que ocurre en biologia cuando se pasa del nivel molecular al nivel celular, que se pasa de explicar las cosas en terminos de composicion molecular e interacciones entre ellas a las funciones de las celulas y los organos con respecto al todo del cuerpo. Que en el caso de la mente se hace algo mas oscuro y complicado por añadir aqui el ambito de lo psicologico y el lenguaje a la explicacion de lo mental.

    Como decia Santiago, al final de su ultima entrada, la clave yace aqui en saber tanto las relaciones que existen entre las propiedades fisico-quimicas y las nuevas funciones y propiedades que surgen en lo que definimos como mente, y como unas generan las otras. Supongo que solo de este modo podemos evitar el caer tanto en reduccionismos fisicalistas como en dualismos espiritualistas.

  4. Emilio:

    Tu entrada la podría haber firmado yo. La suscribo letra por letra. Suelo poner el ejemplo de que explicar la mente en términos exclusivamente físicos es como intentar explicar el vuelo de un Boeing 747 exclusivamente en términos de tuercas y tornillos, y, evidentemente, intentar explicar la mente en términos de almas, espíritus y vitalismos varios es algo que nadie que sepa un poco de biología se digna ya a hacer. Por eso el enfoque sistémico, que habla de procesos, emergencias, relaciones, etc. es más adecuado a día de hoy. Ojalá las neurociencias avancen y nos den más datos y nuevos términos en los que hablar. Yo creo que en un futuro, y si las cosas siguen avanzando por el camino correcto, la ciencia podrá hablar en términos plenamente científicos de la mente. El quehacer del buen filósofo y del buen científico consiste en seguir investigando y reflexionando a la luz de los nuevos hallazgos que, por suerte, se están dando hoy en día a un ritmo bastante rápido. Tengamos paciencia… ¡aunque yo tengo muy poca!

  5. Emilio dice:

    Gracias Santiago.
    Yo tambien estoy seguro de que la neurociencia podra explicar algun dia ese lado oscuro que no se puede explicar unicamente en terminos estrictamente cientificos, y acabaran uniendo la explicacion cientifica con la que podria parecer menos cientifica. Creo que cuando la neurociencia pueda explicar cientificamente lo que hay justo por debajo, o en otras palabras, lo que sostiene y constituye lo mental, no creo que debieran tener reparo en unir la explicacion cientifica con la, digamoslo asi, filosofica, que no hace otra cosa que complementar lo que ya no tiene sentido explicar en terminos de aumento/disminucion de potenciales de accion neuronales y activacion/desactivacion de diferentes estructuras del cerebro, que es en gran medida en lo que se basa la neurociencia actual para explicar los fenomenos mentales.
    Se sabe que cuando pensamos tal cosa, o recordamos tal otra, se activan ciertas zonas del cerebro y aumenta la transmision sinaptica. Que es, basicamente, como decir (en terminos informaticos) que cada vez que veo una imagen nueva en la pantalla de mi ordenador el disco duro empieza a leer datos, pero no se dice nada de todo lo que hay en medio desde que se leen los datos hasta que son mostrados en pantalla. En la informatica si lo sabemos porque lo hemos creado nosotros, pero en el cerebro nos perdemos a partir de ahi y ya no se puede seguir la explicacion de como esa activacion concreta de cierta parte de la corteza cerebral a dado lugar a que yo tenga tal experiencia mental concreta o visualice en mi mente tal o cual cosa.
    En definitiva, y volviendo a lo anterior, no creo que sea posible explicar la mente sin echar mano del aparato conceptual de la filosofia y/o psicologia. Y no por ello deberia de ser menos cientifica, al menos mientras se pueda probar cientificamente que lo explicado con terminos “no cientificos” tiene una base cientifica que lo sostiene.

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