Conocimiento teórico Vs Conocimiento experimental

Referirse al método científico es referirse al conjunto de tácticas empleadas para construir el conocimiento, y no existe el método definitivo. No obstante, y a raíz de un pequeño debate que mantuve con cierto estudiante de medicina, reflexioné sobre los tipos de conocimientos y llegué a unas conclusiones que ahora expongo.

Como ya dije, no hay un método único y verdadero, sólo hay distintas formas de construir el conocimiento, y todas ellas son válidas. Mi pregunta radicaba, en segundo orden, en cómo de exacto es ese conocimiento, en la "calidad científica", que no humana, de ese conocimiento. Siendo mi contertulio estudiante de medicina (donde la mayor parte de los experimentos son experimentales), él defendía la bondad de su método; cosa que no pretendo discutir. Pero como no quiero meterme en camisas de once varas, sólo hablaré del universo que es conocido para mí; en física existen dos tipos básicos de físicos: los teóricos y los experimentales (aunque nunca un físico es "puro"). Los físicos experimentales elaboran teorías matemáticas para explicar los resultados de un experimento. Los teóricos, por contra, llegan a conclusiones matemáticas que luego intentan reproducir (ya podéis adivinar por qué me hice teórico).

Siendo la única ciencia exacta la matemática, todo conocimiento que no sea reproducible en términos matemáticos es inexacto y, por lo tanto, falible (por eso dos cerebros iguales pueden tener, o no, alzheimer, porque su conocimiento no es matemático). Yo defiendo la matematización de las ciencias biológicas, la extensión de la química (que no es más que física fenomenológica) a las ramas de la biología.

La cuestión de fondo es: ¿Hasta donde puede resolver un físico?.

Pues, tristemente, hasta no muy lejos. En física aún no hemos logrado resolver el problema de los tres cuerpos; ni hemos sido capaces de resolver la ecuación de Schrödinger para átomos más complejos que el de Helio. La matematización de la biología debe llegar, necesariamente, desde la base de esta (un compañero informático hablaba del ábaco como base de la computación del conocimiento). Es, por tanto, necesario resolver matemáticamente al menos hasta el átomo de carbono, para poder matematizar las proteínas, etc, etc...

En física, los elementos más pesados se resuelven mediante métodos aproximados que son más o menos fiables hasta cierto rango; pues la complejidad de las ecuaciones a resolver es absolutamente inabordable. Se usan por tanto, métodos iterativos que requieren de ordenadores con suficiente potencia de gestión; potencia que siempre suele quedar corta. ¿Acaso no existen ordenadores capaces de resolver esas ecuaciones?. Pues no, no hasta hoy. ¿Cual es el límite a esa resolubilidad?. Hoy en día, la cota superior de rendimiento de los ordenadores viene dada por su funcionamiento a altas frecuencias (a mayor frecuencia, mayor capacidad de resolución), los efectos cuánticos que aparecen y los problemas derivados de la propagación de ondas electromagnéticas guiadas por según qué material.

Las alternativas pasan por usar semiconductores de diamante (basados en C) con propiedades muy similares a las del Si (de hecho, si la suerte me acompaña, será el tema de mi tesis) para cambiar la base sobre la que se fabrican los ordenadores de alta potencia.

¿Mi conclusión?: ¡Hacen falta más físicos!

• físicos que se encarguen de indagar en las resoluciones exactas de elementos cada vez más pesados
• físicos que estudien los fenómenos que se producen a escalas de microondas
• ...que diseñen nuevos materiales
• ...que modelen la interacción entre moléculas cada vez más complejas

Para matematizar la biología es necesario un tremendo esfuerzo científico, dada la dificultad de cálculo añadida. Pero, en la historia, se han superado barreras del conocimiento más complicadas. Si la resolución de los átomos de H y He nos mostraron la fisión y la fusión nuclear; si el estudio de los materiales nos proporcionó el efecto fotoeléctrico, y el láser (sin el que no podríamos leer discos duros ni existiría la electrónica moderna)... ¿qué nuevos fenómenos físicos puede desvelar un conocimiento cada vez más profundo de la materia?.

Por último: ¿hacen hoy los físicos algo relacionado con todo esto?. Pues más de lo que creía:

• ¡La construcción del LHC permitirá disparar partículas más energéticas a blancos más pesados!
• La teoría de la física de microondas lleva elaborada ya muchos años, a la espera de que la física de materiales sea capaz de matematizar estructuras más complejas (os sorprenderían los avances en física de la materia condensada).

Yo soy particularmente optimista en este caso. Creo que el trabajo de la comunidad científica mundial por dar a luz al LHC tendrá sus recompensas en un periodo de algunas décadas, cuando por fin logremos modelar átomos complejos. ¿Viviré para ver la matematización de la proteína?

Una nota más: durante mi estancia en CITIUS, tuve la oportunidad de manipular un microscopio AFM/STM (microscopio de fuerza atómica/efecto túnel). Hoy ya podemos "ver átomos", y observar su distribución: