Bacterias en la máquina

Publicado: 10 abril 2014 en Filosofía de la ciencia
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Las ciencias se comportan conforme al esquema siguiente: si queremos conocer el funcionamiento de un reloj, no nos preguntamos si hay bacterias sobre sus engranajes o péndulos; el hecho de su presencia no tiene la menor importancia para la construcción y  la cinética de su mecanismo. ¡Las bacterias no pueden influir en la marcha de un reloj! Asimismo se pensaba entonces que los seres racionales no podían inmiscuirse en el funcionamiento del mecanismo cósmico, en cuya investigación debía ignorarse por completo su eventual presencia.

Con esta bella metáfora, Stanislaw Lem nos quiere mostrar la idea de inconmensurabilidad (tan presente en su obra), de incomunicación o si se quiere, de cierre categorial, entre la física y la biología. Efectivamente, la primera gran cosmovisión del Universo fue la aristotélica, de corte eminentemente biologicista (y es que los griegos no tenían máquinas, ni les importaba demasiado construirlas) y la segunda, la newtoniana, estrictamente fisicalista (propia del culto a la máquina de la Ilustración). Necesariamente, Newton tuvo que machacar a Aristóteles, puesto que, volvemos a la metáfora de Lem, en un gran reloj cósmico no hay lugar para bacterias. ¿Qué tiene que ver un bacilococo con la máquina de vapor de Newcomen? ¿Acaso influye la mitosis celular en la presión de las calderas que hacen funcionar el ferrocarril que lleva mis productos de Manchester a Londres y que, a la postre, me hará rico?

Y entonces llegó Schrödinger y se hizo la luz.  Un grandísimo físico aficionado a la biología intenta explicar el funcionamiento de los seres vivos en términos de dinámica de partículas. Los biólogos experimentan un profundo escalofrío en sus entrañas y todo cambia. Ahora, explicamos el funcionamiento de la célula en términos mecanicistas (hablamos a menudo de “maquinaria celular” y el interior del citoplasma no nos parece demasiado alejado de una gran factoría). La intención de Schrödinger, como la de todo buen vienés de la primera mitad del XX, era reduccionista: la física como el saber último que todo ha de explicar. Sin embargo, yo creo que su hazaña tuvo efectos no deseados contrarios a tal propósito: unió dos disciplinas casi antagónicas sin conseguir reducir la una a la otra. Únicamente ofreció una nueva visión para los biólogos que iluminó campos antes oscuros. Schrödinger no consigue explicar del todo qué es la vida (ni desde luego, su todavía misterioso origen), solo nos da ciertas descripciones de su funcionamiento: ese desequilibrio termodinámico generador de orden en un universo entrópico. Si se quiere, Schrödinger amplifica más el misterio: ¿por qué en un cosmos que tiende al desorden aparecen unos organismos empecinados en llevarle la contraria?

No creo en la inconmensurabilidad radical entre teorías ni disciplinas. Es más, precisamente, creo que lo realmente interesante, las grandes revoluciones que conmocionan el pensamiento, se dan cuando alguien mete el hocico en un campo que no es el suyo, cuando dos paradigmas irreconciliables se tocan. Lo interesante ocurre siempre en las fronteras, nunca en el pacífico centro. Es posible que las bacterias se dediquen a corroer los oxidados engranajes del reloj.

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comentarios
  1. Jose dice:

    Siempre creí que el hilo conductor entre biología y física es la teoría de la información. Resulta fundamental en la física más básica y ni se diga la relevancia a través de la genética en biología. Un agrado leerte, como siempre!

    PD: Hace tiempo te había comentado que quería hacer una clase de temas que tratas en el blog y me diste unos consejos. Tengo un punteo de ideas para armarla y quisiera tu opinión de ello (abierto a críticas constructivas, destructivas, neutrales, comentarios de sacar-poner cosas, etc). El comentario lo puse acá: https://vonneumannmachine.wordpress.com/2013/12/06/pseudoaleatoriedad-juega-dios-a-los-dados/#comments

    Si puedes verlo y ayudarme, lo agradecería mucho yo, mis colaboradores con los que trabajo y los alumnos que recibirán la clase. Por supuesto que irás citado en todo 😉

  2. Los organismos no le llevan la contraria porque crean más entropía en el exterior que orden en su interior.

  3. sirnewton3813 dice:

    Lo de la entropía es curioso ya que en un sistema aislado nunca disminuye la entropía, es decir en sistemas aislados que estén desordenados nunca puede llegar esos sistemas a estar más ordenados, lo cual indica que si el universo se toma como un sistema aislado, en el big bang el universo era más ordenado que ahora mismo, con lo cual toda evolución del universo, ya sean estrellas, ya sean planetas, ya sea vida, es producto de un incremento del desorden, suponiendo que el cerebro humano es lo más sofisticado del universo, también se podría decir que el cerebro humano es producto de un desorden elevadísimo con respecto al big bang.

  4. Yack dice:

    A propósito de lo comentado, se me ocurre las siguientes consideraciones: En física se llama entropía a la medida de la dificultad de un entorno aislado para posibilitar los cambios macroscópicos.

    A nivel microscópico no existe entropía, ni trabajo, ni información y con toda seguridad, en una escuela para partículas subatómicas el concepto de entropía no existiría en el programa de estudios. La entropía es un concepto que sólo tiene sentido para las criaturas macroscópicas teleonomicas, es decir, para aquellas que tienen planes.

    Desde este punto de vista, la entropía mide la dificultad que presenta un entorno para adquirir la energía necesaria para llevar a cabo proyectos, o lo que es lo mismo, para generar cambios macroscópicos en la configuración de la realidad.

    Si tengo dos recipientes conectados por un tubo en cuyo interior hay una turbina que mueve un generador eléctrico, diré que el sistema tiene poca entropía si existe un fuerte gradiente de presión entre ambos. Si abro la válvula obtendré energía para llevar a cabo el plan de cortar el césped pero la entropía aumentará hasta que se igualen las presiones y el cortacésped se detenga. Y esto ocurre para todas las bolsas de gradientes del universo, es decir, que poco a poco van degradándose hasta que finalmente será imposible encontrar energía libre (gradientes) para que los seres vivos ejecuten sus planes, comenzando por el de estar vivos.

    ¿Pero de dónde salieron los gradientes energéticos que nos permite a los seres vivos llevar a cabo nuestros planes?

    Al comienzo, el universo contenía la misma energía que ahora, pero durante la expansión se produjeron pequeñas irregularidades en la distribución de la materia que, por efecto de su configuración inicial, dieron lugar a condensaciones locales (cúmulos, galaxias, estrellas, planetas, etc.).

    En el centro de lo que sería el sistema solar, por ejemplo, se formó una aglomeración gigantesca de materia (hidrogeno principalmente) que bajo la presión gravitatoria inició una reacción de fusión. Esta elevó la temperatura varios millones de grados y provocó una lluvia de fotones muy energéticos sobre la relativamente fría superficie de la Tierra.

    Ahora ya tenemos un gradiente estable (por algún tiempo) entre el sol y la tierra que permite a una pléyade de seres vivos utilizarlo para llevar a cabo sus planes (incluyendo el de seguir vivos y reproducirse). Los vegetales que fueron los primeros en aprovechar ese gradiente solar, acumularon a su vez gradientes internos en estructuras químicas que explotaron los animales herbívoros, que a su vez sirvieron de gradientes a los carnívoros y estos al hombre, que es el único que ha sabido explotar los gradientes acumulados bajo la tierra en forma de carbón y petróleo, aunque no se limita a ellos.

    Pero los seres vivos no violan el 2º principio de termodinámica, sino que se limitan a explotar las fuentes de energía libre (gradientes) para llevar a cabo sus planes.

    ¿Significa esto que el universo estaba más ordenado al principio? Habría que ver qué se entiende por “ordenado”.

    Saludos.

  5. sirnewton3813 dice:

    Yack:

    “¿Significa esto que el universo estaba más ordenado al principio? Habría que ver qué se entiende por “ordenado”.”

    Por ejemplo en mi comentario yo entendería por “ordenado” cómo “simetría”.
    Ahora bien seria una simetría con una especie de “energía potencial”.
    Así pues al principio habría una gran simetría con gran capacidad de realizar trabajo, luego más tarde esa simetría inicial adoptaría otras simetrías con menos capacidad de trabajo, eso para mi seria más desordenado.
    En el fondo utilizar “ordenado o desordenado” son conceptos ambiguos.
    Al principio el universo tendría una simetría con muchísimos grados de libertad y ahora medida que va agotando esos grados de libertad va generando simetrías más equilibradas, con menos grados de libertad, con menos capacidad de trabajo.
    Saludos

  6. Jose dice:

    De hecho para que haya trabajo, se supone que no debe haber simetría, no? En el equilibrio no hay forma de realizar trabajo y precisamente es el punto de muerte. Si algo existe en lugar de nada se debería a una asimetría materia-antimateria

  7. sirnewton3813 dice:

    Es que el trabajo no estaría exactamente en la simetría, sino en el “rompimiento” de la simetría, o dicho de otra forma, el trabajo efectuado sería el pase de una simetría a otra simetría, es en ese “transcurso” en donde hay trabajo.
    En el equilibrio en si mismo no hay trabajo, es en la recuperación del equilibrio donde está el “trabajo”, de todas formas el “equilibrio” es un tipo de simetría. Habría diferentes clases de simetrías o equilibrios o ordenaciones, con más grados de libertad o menos libertad.

    Asimetría puede definir un tipo de simetría “menor” o de segundo orden o tercer orden, etc…

  8. Yack dice:

    Todavía no se conocen los últimos detalles de la naturaleza del universo y por eso es imposible sacar conclusiones definitivas, pero yo creo que las leyes de la termodinámica que manejamos en los libros de física no se pueden aplicar, sin más, al universo. Si suponemos que el universo, al comienzo, era una olla a presión cargada de partículas, no hay una explicación termodinámica clásica que dé cuenta de la aparición de gradientes energéticos como los representados por las estrellas.

    Según lo que sabemos,una esfera de 3 metros cúbicos llena de hidrógeno, aunque contenga mucha energía cinética (en forma de calor) no permite la generación espontánea de gradientes en su interior (posibilidad de trabajo), pero si consideramos una esfera de un año luz con la misma densidad de hidrógeno, la gravitación hará que surja en el centro una estrella y diversas condensaciones de gas esparcidas en su interior. Y entonces, sí se posibilitaría la aparición de generadores de gradientes energéticos. Y ese proceso, que es inevitable y predecible, no está contemplado en ningún tratado de termodinámica.
    Es decir, que la termodinámica afirma que en una sistema aislado como la esfera del ejemplo no pueden aparecer gradientes, pero esto no seguiría siendo cierto a partir de ciertos volúmenes.

    Yo diría que la termodinámica que conocemos funciona a escala planetaria, pero no más allá. Decir que el universo inicial estaba “superordenado” y que simplemente se está “desordenando” parece una explicación ad hoc para compatibilizar la teoría del Big bang con nuestras creencias termodinámicas.

    Yo diría que el universo primitivo contenía en su propia configuración una serie de características y propiedades que darían lugar a la proliferación de una cantidad astronómica de gradientes energéticos bajo la forma de estrellas.

    Saludos.

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