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Relatividad restringida: postulados y conclusiones. Notas sobre la vida y la obra de científicos eminentes (11)

EINSTEIN

El 18 de abril de 1955 murió, a los setenta y seis años de edad, el más grande físico (¿después de Newton?) de todos los tiempos: el judío alemán Albert Einstein. En 1905, Einstein, un modesto empleado de una oficina de patentes, publicó un artículo en el que expuso las bases de la después denominada teoría especial de la relatividad. (En el mismo año y en la misma revista publicó otros dos artículos: uno sobre el movimiento de las partículas coloidales en el seno de un líquido y otro sobre el efecto fotoeléctrico que le valió el premio Nobel en 1921). Dicha teoría, también llamada principio restringido de la relatividad, se puede considerar basada en dos postulados: 1º «Las leyes de todo fenómeno son las mismas en los distintos sistemas inerciales». 2º «En estos sistemas la velocidad de la luz en el vacío es una constante universal independiente del manantial emisor, del medio en el que se propaga y del observador». ¿Cuál es el significado de estos postulados? ¿Supusieron una ruptura con los planteamientos de la Física admitidos en aquella época? ¿Son originales? Intentemos responder a estas cuestiones.

Un sistema inercial, en la física clásica de Newton, es el que se mueve sin aceleraciones. Para Einstein, un sistema que se mueve con traslación uniforme con respecto a otro sistema inercial es también un sistema inercial. Si ambos sistemas están sometidos a las mismas leyes y si la velocidad de la luz es independiente de la velocidad a que se mueven los dos sistemas inerciales, se deduce matemáticamente un grupo de transformación relativista que implica que dos observadores situados en los dos sistemas en movimiento relativo hacen determinaciones de intervalos y distancias en desacuerdo sistemático: cada uno encontrará que el reloj del otro atrasa y que el metro del otro se acorta. Las medidas de distancia y tiempo son diferentes para los dos observadores, pero ambos miden el mismo valor de la velocidad de la luz. (Las matemáticas que justifican las afirmaciones anteriores son sencillas: se exponen en los libros de física de iniciación a las carreras universitarias). Estas sorprendentes deducciones se basan en la sencilla noción de la relatividad de la simultaneidad: por ejemplo, dos supernovas que aparecen simultáneamente no tienen por qué ser simultáneas: pueden estar a distancias distintas del observador. Así, la simultaneidad de dos acontecimientos solo tiene sentido si están implicados en un mismo sistema inercial.

La teoría especial de la relatividad supone una modificación de la mecánica newtoniana (clásica), pero esa nueva ley del movimiento solo es significativa para las masas sometidas a velocidades casi tan grandes como la velocidad de la luz. Según el propio Einstein: «para otros movimientos, las desviaciones con respecto a la mecánica clásica son demasiado reducidas para ser perceptibles en la práctica»; pero la nueva ley, además de englobar las leyes clásicas y reducirlas a un caso particular de ‘lentas velocidades’, es imprescindible para el estudio de los movimientos astrales y de las partículas elementales.

Quizá el resultado más trascendente a que ha conducido la teoría restringida de la relatividad es la relación entre la energía y la masa (la famosa ecuación: energía igual al producto de la masa por la velocidad de la luz al cuadrado), ya que se llega a la conclusión de que la masa no es más que energía latente y, en consecuencia, funde en una sola las leyes de conservación de la masa y de la energía: la masa-energía ni se crea ni se destruye, solamente se transforma. Y esta nueva ley dio lugar al aprovechamiento de la energía nuclear.

¿Es todo original? El grupo de transformación relativista fue deducido anteriormente por Fitz-Gerald y Lorentz, Poincaré supuso que ninguna velocidad podía ser superior a la de la luz y Michelson y Morley demostraron (aunque los datos del experimento no se tienen hoy en día por concluyentes) que la velocidad de la luz, relativa al laboratorio, era constante. Lo que hizo Einstein no fue una revolución, sino una elaboración de la teoría de Maxwell – Lorentz, reduciendo de modo considerable el número de hipótesis necesarias y obteniendo conclusiones que, ellas sí, revolucionaron el conocimiento de la naturaleza.

Linus Pauling (3). Todas las vitaminas: Notas sobre la vida y la obra de científicos eminentes (10)

PAULING

Linus Pauling, tras su extensa investigación sobre la vitamina C, defiende también la acción beneficiosa de las demás vitaminas, en especial si se ingieren en cantidades mayores que las recomendadas. Estudia con mayor atención el efecto de las vitaminas B, hidrosolubles, y la vitamina E (tocoferol), liposoluble. La vitamina E, dice Pauling, carece de toxicidad y por su diferencia de solubilidad es complementaria de la vitamina C como antioxidante. Además, ambas pueden ayudar a prevenir las enfermedades cardiovasculares, pero elevando la dosis diaria de tocoferol recomendada de 10 UI (unidades internacionales) a 50 o más. La vitamina E también parece ser útil para mejorar la circulación sanguínea y se cree que puede actuar como inhibidora de la trombina e incluso deshacer coágulos, lo que vendría muy bien a los diabéticos con circulación obstruida. Asimismo, alivia los calambres musculares y se emplea en apósitos para quemaduras y úlceras.

La artritis reumatoide, inflamación de las articulaciones, puede aliviarse con vitamina B6 (piridoxina), pero Pauling considera que es preferible la vitamina B3 (ácido nicotínico, niacina, nicotinamida o vitamina PP antipelagra). La pelagra es una enfermedad que produce dermatitis y demencia. Para el materialista Pauling la demencia es una enfermedad del cerebro, y no un trastorno inmaterial del intelecto, que se puede tratar con ácido nicotínico aunque los pacientes no tengan pelagra. La vitamina B3 también se usa para intentar paliar la esquizofrenia, que se supone producida por sustancias psicotrópicas sintetizadas por el propio organismo enfermo. El autismo, la epilepsia y la manía depresiva parecen mejorar con una dieta rica en vitaminas, especialmente en la B6.

Pauling no está siempre a favor de las dosis vitamínicas elevadas. Advierte de la toxicidad de algunas si se consumen a diario: la vitamina K, que facilita la coagulación sanguínea; no pasar de 50.000 UI diarias de vitamina A que, entre otras cosas, produce dolor de cabeza; no exceder de 400 UI de vitamina D; una sobredosis de minerales esenciales puede ser dañina.

Pauling es frontalmente contrario al consumo excesivo de sacarosa. Dice que no está demostrada la relación entre el consumo de grasa y las enfermedades coronarias, pero que sí lo está la relación entre estas y el consumo de sacarosa. El azúcar común, la sacarosa, está constituido a partes iguales por glucosa (dextrosa) y fructosa (levulosa), dos isómetos que difieren en la ordenación espacial de sus átomos, por lo que se metabolizan de manera diferente. La glucosa se emplea completamente en la producción de energía, mientras que en esta función solo se consume una parte de la fructosa y la otra parte se transforma en un acetato precursor del colesterol.

¿Seguía Pauling sus propias recomendaciones dietéticas? En su libro ‘Cómo vivir más y sentirse mejor’ dejó expuesto su régimen vitamínico: tomaba, antes de desayunar, 12 gramos de vitamina C quizá añadidos a un zumo de naranja (que también ayuda a una evacuación blanda para prevenir hemorroides) y algo más durante el día si sentía síntomas de catarro o malestar. Por la noche ingería un comprimido de un complejo de vitaminas B, una cápsula de vitamina A de 25.000 UI y otra de vitamina E de 800 UI más un comprimido comercial de vitaminas y minerales. La dieta la completaba con comida variada, poco azúcar y mucha agua. Por otra parte, recomendaba hacer ejercicio, consumir las bebidas alcohólicas con moderación, evitar tensiones y, con mayúsculas, NO FUMAR.

¿Estuvo acertado Linus Pauling en sus conclusiones? Los excesos vitamínicos han sido ampliamente contestados y no han tenido repercusión social significativa… pero él alcanzó los 93 años de vida activa…

Linus Pauling (2). Vitamina C: Notas sobre la vida y la obra de científicos eminentes (9)

PAULING

A partir de 1968, Linus Pauling se interesó por lo que denominó medicina ortomolecular: «He acuñado el término para referirme a la buena salud, y al tratamiento de las enfermedades variando las concentraciones en el cuerpo humano de unas sustancias que normalmente están presentes en él, y que son necesarias para la buena salud». Con esta declaración abría un campo experimental distinto de la medicina convencional, que emplea fármacos ajenos al organismo que siempre poseen una mayor o menor toxicidad,

Pauling consideró que las vitaminas eran alimentos esenciales para una dieta sana y que su consumo debería ser mayor que el recomendado por las administraciones sanitarias, porque esas cantidades eran las necesarias para prevenir una enfermedad carencial. Y pasó a estudiar los beneficios que podrían reportar las vitaminas. En 1970 publicó el libro titulado ‘La vitamina C y el resfriado común’ y durante los años siguientes continuó investigando principalmente sobre dicha vitamina, pero también sobre las demás y, en general, acerca de los problemas dietéticos y metabólicos. En 1987, cuando tenía ya 86 años, publicó un nuevo libro resumen, lleno de citas propias y ajenas, titulado ‘Cómo vivir más y sentirse mejor’.

Pauling afirma que las vitaminas son alimentos que catalizaron la evolución de nuestra especie, en concreto, una mutación genética suprimió en los descendientes del primate la capacidad de producir vitamina C, los cuales, liberados de ese esfuerzo, pudieron emplear energía en otros tipos de metabolismo y evolucionar, pero tuvieron que obtener la vitamina de los alimentos que consumían.

Una de las funciones principales de la vitamina C (ácido L-ascórbico, que en el organismo se encuentra en forma de ion ascorbato) es acoplarse a las enzimas de hidroxilación para colaborar en la síntesis del colágeno, de la carnitina (que ayuda a proporcionar el combustible que activa la contracción de la fibra muscular) y de la adrenalina (que energiza los músculos). El escorbuto aparece con la ausencia de la síntesis del colágeno, que es la proteína más abundante en el cuerpo humano, la que conforma el tejido conjuntivo. Sin ascórbico en la dieta no hay síntesis de colágeno y el organismo se desintegra mediante fallos en las encías, en las articulaciones, en las venas… es el escorbuto, que tantas víctimas hizo en el pasado entre los marineros sometidos a largas travesías sin alimentos frescos. Los sesenta miligramos diarios de vitamina C recomendados por las autoridades sanitarias previenen el escorbuto, pero según Pauling esta es una cantidad ridícula. Por comparación con la cantidad que producen otros mamíferos o la que se recomienda para los primates, debería ser de 1,75 a 3,5 gramos por día para las personas; pero teniendo en cuenta la variabilidad en las necesidades y capacidades de cada una, Pauling sitúa la cifra entre 250 miligramos y 20 gramos diarios. Evidentemente, para consumir cifras tan altas de vitamina C es necesario añadir ácido ascórbico a la dieta. (Es barato, dice Pauling, comparado con los fármacos… si no se compra en farmacias).

Pauling asegura que la vitamina C no es tóxica. La cantidad máxima que puede admitir una persona se puede evaluar porque el exceso produce diarrea. Si se toman dosis altas, el 62 % de la cantidad que entra en la circulación sanguínea es excretada por la orina y solo permanece el 38% para cumplir con sus funciones, por lo tanto es más rentable ingerir la vitamina en pequeñas dosis espaciadas a lo largo del día.

Pauling estudió la acción de la vitamina C en muchas enfermedades. La primera, el resfriado, que cuando es manifiesto se puede combatir tomando 1 gramo (o más) por hora. Esta terapia fue mal aceptada porque las dosis pequeñas no funcionaban y, según su siempre polémico defensor, por el quebranto económico que causaría a los médicos y a las farmacias. Comparando la acción de la vitamina C con la del fármaco más empleado del mundo, la aspirina, recuerda que este es mortal a dosis de 20 a 30 gramos, y que actúa inhibiendo la síntesis de las hormonas prostaglandinas, algunas de las cuales pueden producir inflamación de los tejidos y dolores, pero que también participan en algunos aspectos de la inmunidad e intervienen en la regulación de los latidos del corazón. Pauling afirma que el ascorbato acelera la síntesis de la prostaglandina PGE1 que favorece los procesos inmunes (aunque inhibe la síntesis de otras).

Pauling defiende el papel benéfico de la vitamina C en muchas enfermedades:

  • – Fuertes dosis de ascorbato inyectado en sangre funciona como complemento en la ‘desactivación’ de algunos virus (herpes, viruela, hepatitis) y bacterias (tuberculosis, difteria… ).
  • – Acelera el proceso de cicatrización de heridas, fracturas óseas, quemaduras y úlceras gástricas.
  • – Elimina triglicéridos y evita, porque actúa como laxante, que el colesterol que llega al intestino transportado por los HDL se incorpore a la corriente sanguínea.
  • – La histamina, una pequeña molécula de diecisiete átomos, se combina con las proteínas iniciando las reacciones de hipersensibilidad. Los antihistamínicos compiten con ella y la vitamina C refuerza su acción porque transforma a la histamina, por hidroxilación, en otro compuesto que se metaboliza. También colabora con los antihistamínicos en la lucha contra el asma, la fiebre del heno e incluso contra el choque anafiláctico.
  • – ¡Vade retro, tabaquismo! Los fumadores tienen menos vitamina C en el plasma porque cada cigarrillo puede destruir ¡25 miligramos!
  • – Un paciente, médico, que consumió cantidades ingentes de vitamina, dice que no es una cura para el cáncer, pero constituye un complemento vital y potente en el control de la enfermedad. Y Pauling aseguró que la vitamina C, en consumo alto, destruye los nitritos y nitratos que forman nitrosaminas y producen cáncer de estómago.

Karrer y Woodward: Notas sobre la vida y la obra de científicos eminentes (8)

KARRER

El suizo Paul Karrer (1889-1971) recibió el premio Nobel de Química en 1937 por sus investigaciones sobre moléculas orgánicas que actúan en los organismos vivos. Por ejemplo, Karrer determinó la fórmula estructural de la riboflavina (vitamina B2) y la obtuvo sintéticamente; confirmó que su carencia produce inflamaciones digestivas, de la boca y lengua, crecimiento escaso y cambios en la córnea ocular. También elucidó la estructura de los carotenoides, en especial el beta caroteno, precursor de la vitamina A, cuya carencia es responsable de la ceguera nocturna. Esta vitamina no es producida por el organismo humano, pero se puede obtener comiendo vegetales que contengan el precursor o hígados de peces y de los animales herbívoros. Con respecto a la visión humana, los conos de la retina funcionan con la luz brillante y son responsables de la visión en color, y los bastones, células cilíndricas, funcionan con la luz difusa y pueden ser activadas por un solo fotón. La vitamina A está en el comienzo de una serie de reacciones rapidísimas que conducen a la generación del impulso nervioso que se traduce en visión.

WOODWARD

El estadounidense Robert B. Woodward (1917- 1979) recibió el premio Nobel de Química en 1965. Este increíblemente eficaz investigador, que se había doctorado a los veinte años, fue capaz de determinar la estructura de moléculas tan complejas como la estricnina y la penicilina. Después de explicar el mecanismo de la biosíntesis de las hormonas esteroideas, consiguió sintetizar los esteroides colesterol y cortisona, así como otros compuestos muy complicados: tetraciclina, clorofila, vitamina B12, etcétera ¡No es de extrañar que se le considere el padre de la síntesis orgánica moderna!

Woodward también se enfrentó con éxito a problemas teóricos y estableció, junto con Roald Hoffmann, una relación entre la nebulosa simetría orbital y la reactividad química de las moléculas. (No confundir a Roald con Albert Hoffmann, el descubridor del LSD, quien confesó que la CIA le pidió que lo obtuviese en grandes cantidades y al que Aldous Huxley requirió que le inyectase 0,1 miligramos, el doble de la dosis necesaria para tener alucinaciones, cuando se estaba muriendo).

Carl Sagan, Erich Fromm y Herbert Simon: Notas sobre la vida y la obra de científicos eminentes (7)

SAGAN

El profesor estadounidense de Astronomía y Ciencias Espaciales Carl Sagan (1934-1996) llegó a ser conocido en todo el mundo por la adaptación televisiva, que él mismo protagonizó, de su libro ‘Cosmos’. Lo llamaron ‘El de los miles de millones’ por su gusto en recordarnos lo enorme que es el Universo utilizando los números de galaxias y estrellas. Como astrónomo, colaboró en la interpretación de las altas temperaturas en el planeta Venus, de los cambios estacionales en Marte y en la programación de las futuras expediciones planetarias. Incluso diseñó un mensaje para los posibles habitantes de otros mundos que viaja en el Voyager.

Sagan también realizó una contribución al problema sin resolver del origen de la vida, demostrando que en una atmósfera primitiva constituida por metano, amoniaco, agua y sulfuro de hidrógeno, irradiada con ultravioleta, se producían aminoácidos.

En su libro ‘Los dragones del edén: especulaciones sobre la evolución de la inteligencia humana’, que obtuvo el premio Pulitzer en 1978, hace afirmaciones interesantes: «Nuestro cerebro, en realidad, consta de tres cerebros interconectados, cada uno de los cuales corresponde a una etapa evolutiva y se pueden distinguir funcional y anatómicamente: son el complejo reptiliano, el sistema límbico y el neocortex. El complejo reptiliano está considerado como la parte más antigua del cerebro y lo tienen los mamíferos y los reptiles. El sistema límbico rodea al complejo reptiliano; lo poseen los mamíferos pero no los reptiles. El neocortex rodea al resto del cerebro y, en los humanos, representa el ochenta y cinco por ciento del resto. El componente reptiliano debe influir en nuestro comportamiento agresivo, de territorialidad y en los rituales y jerarquías sociales. El componente límbico generaría emociones fuertes o especialmente vívidas. El neocortex representaría las funciones cognitivas características de los humanos». (Esta división anatómica no se corresponde exactamente con la clasificación de Freud en id, bestial pero no jerárquico, ego, emocional, y superego, estructuras sociales y parentales).

Sagan murió tras sufrir varios trasplantes de médula ósea. Su segunda esposa declaró, en contra de los bulos, que en su muerte no hubo conversión ni refugio en la visión consoladora de un cielo o de otra vida.

FROMM

El psicoanalista alemán, filósofo y psicólogo social Erich Fromm (1900-1980) huyó de los nazis en la escapada general de cerebros de 1933 a Estados Unidos. Profesó en la Universidad de Columbia y en otras universidades estadounidenses. En ‘El miedo a la libertad’, su libro más popular, hace una crítica devastadora de la sociedad y de las personas que está creando:

«El tiempo y la energía de los estudiantes se pierden en aprender cada vez más hechos… les queda muy poco lugar para ejercitar el pensamiento.»

«El derecho a expresar nuestros pensamientos tiene algún significado tan solo si somos capaces de tener pensamientos propios.»

«Otra manera de desalentar el pensamiento original es la de considerar toda verdad como relativa. Original no significa que no haya sido pensada por otros, sino que se origina en el individuo, que representa su pensamiento.»

«Ante un vendaval caótico de datos, se espera que los especialistas encuentren lo que se debe hacer.»

La persona «vive bajo la ilusión de saber lo que quiere, pero desea lo que se supone socialmente que hay que desear.»

«Al tratar de no ser diferentes… ganamos cierto grado de seguridad… pero… desde el punto de vista psicológico, el autómata, si bien está vivo biológicamente, no lo está ni mental ni emocionalmente.»

SIMON

El estadounidense Herbert Simon (1916-2001) recibió el premio Nobel de Economía en 1978 por sus estudios sobre los procesos de toma de decisiones en las organizaciones económicas. Abogaba por la planificación tendente a reducir los riesgos al mínimo en lugar de aspirar a los beneficios máximos. Como además de profesor en administración lo era en psicología y en ciencias de la computación, hizo remarcables contribuciones en estas otras disciplinas. Por ejemplo, dijo que «un hombre, visto como un sistema de comportamiento, resulta muy simple. La aparente complejidad a lo largo del tiempo es, en gran parte, reflejo de la complejidad del medio en el que se encuentra». Y se decantaba por el reduccionismo: «La complejidad o simplicidad de una estructura depende básicamente de nuestra forma de describirla. La mayoría de las estructuras complejas que encontramos en el mundo son enormemente redundantes y es posible servirnos de esta redundancia para simplificar su descripción». Aspiraba a una mejora drástica de la mente humana:

«Una modificación del cerebro que consistiese, por ejemplo, en incorporar un nuevo subsistema dotado de todas las propiedades de una máquina de calcular sería una gran hazaña de la cirugía cerebral».

Y también: «Hemos advertido la creciente comunicación entre disciplinas intelectuales que se efectúa en torno a la computadora. La hemos acogido con agrado porque nos ha puesto en contacto con nuevos mundos de conocimiento, porque nos ha ayudado a combatir nuestro aislamiento multicultural».

Rodríguez Delgado y Konrad Lorenz: Notas sobre la vida y la obra de científicos eminentes (6)

RODRÍGUEZ DELGADO

El neurofisiólogo José Manuel Rodríguez Delgado (1915-2011) profesó en la Universidad de Yale (New Haven, Conneticut) entre 1959 y 1971, donde se hizo célebre por montar un espectáculo: frenar la acometida de un toro bravo al que había instalado electrodos en el cerebro activándolos con un mando a distancia. Su trabajo de estimular zonas cerebrales mediante electrodos dio paso a técnicas para el tratamiento del dolor, el parkinson y la depresión. Delgado intentó también relacionar el cerebro con el ordenador, problema parcialmente conseguido en la actualidad, cuando hay parapléjicos que manejan brazos robóticos.

El influyente escritor estadounidense Tom Wolfe consideró a Delgado como un genio innovador que «superó los planteamientos ‘domésticos’ del psicoanálisis de Freud», basándose en las afirmaciones mantenidas en el libro ‘Control físico de la mente’ publicado en 1969: «Nacemos sin mente. Se adquiere cuando el niño reconoce las fuentes del placer y del dolor… Las interpretaciones psicoanalíticas de la vida fetal no están de acuerdo con que el recién nacido no tenga mente». Esta idea la desarrolló Delgado en una orientación para la formación de la personalidad del niño expresada en ocho postulados:

1.- La mente no existe en el momento de nacer.

2.- La mente no puede aparecer en ausencia de estímulos sensoriales.

3.- La identidad individual y el comportamiento personal no aparecen automáticamente por maduración neuronal, sino que son funciones adquiridas que deben aprenderse mediante estímulos sensoriales.

4.- El propósito de la educación es la creación, la génesis de las funciones mentales individuales.

5.-Los símbolos del medio ambiente se integrarán físicamente dentro del cerebro como cambios moleculares en la estructura neuronal.

6.- El hombre no nace libre, sino subordinado a los genes y a la educación.

7.- La libertad personal ni se hereda ni es un don natural, sino un resultado de la civilización.

8.- La educación no debe ser ni autoritaria ni permisiva. Ambos extremos son indeseables.

Konrad LORENZ

El premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1973 se lo concedieron al holandés Nikolaas Tinbergen y a los austriacos Karl von Frisch y Konrad Lorenz por sus descubrimientos en las pautas del comportamiento animal. Lorenz (1903-1989) es el más popular de los tres galardonados, principalmente por su obra de divulgación ‘Hablaba con las bestias, los peces y los pájaros’, donde dice cosas como esta: «¿Qué animal debe ser calificado de ‘bueno’: (el grajo) a causa de cuyas inhibiciones sociales puedo poner a su merced mi vista sin nerviosismo ni preocupaciones, o bien la cándida paloma, que martiriza a otra de su especie durante horas y horas de riguroso esfuerzo? ¿Qué animal es más merecedor del calificativo de ‘malo’: el corzo, que se atreve a abrir el vientre a hembras y crías de su especie que no escapan a tiempo, o bien el lobo, que no puede morder a su odiado enemigo cuando este implora su merced?»