Ciencias exactas

Hoy sabemos que cualquier incógnita que se nos ocurra, desde por qué los planetas tienen la forma que tienen o cómo los distintos elementos interaccionan entre sí, tiene su respuesta en una —o alguna— combinación de cuatro fuerzas fundamentales: la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil. Pero esto no fue siempre así. En este libro echaremos un vistazo al descubrimiento de estas fuerzas para acercarnos a los avances que se están realizando y plantear la posibilidad de si algún día se podrán unificar en una gran Teoría del Todo.

Euclides estableció lo que se convertiría en la forma clásica de una proposición matemática: un enunciado deducido lógicamente a partir de unos principios previamente aceptados. En el caso de los «Elementos», los principios que se toman como punto de partida son veintitrés definiciones, cinco postulados y cinco axiomas o nociones comunes. El enorme magisterio de los «Elementos» se ha mantenido hasta hoy, pues buena parte de su contenido se sigue impartiendo en las escuelas; sin embargo, las aportaciones de la geometría moderna le han arrebatado la exclusividad: desde el siglo XIX se han definido geometrías consistentes, llamadas «no euclidianas», a partir de la supresión o modificación del quinto axioma, el de las paralelas. Sin embargo, la misma denominación de estas variantes contemporáneas indica que, tanto para expertos como para novicios, el nombre «Euclides» se ha convertido en sinónimo de geometría.

De los trece libros que componen los «Elementos», los seis primeros corresponden a lo que se entiende todavía como geometría elemental; recogen las técnicas utilizadas por los pitagóricos para resolver lo que hoy se consideran ejemplos de ecuaciones lineales y cuadráticas, e incluyen también la teoría general de la proporción, atribuida tradicionalmente a Eudoxo. Los libros que van del séptimo al décimo tratan de cuestiones numéricas y los tres restantes se ocupan de geometría de los sólidos, hasta culminar en la construcción de los cinco poliedros regulares y sus esferas circunscritas, que había sido ya objeto de estudio por parte de Teeteto. La influencia de los «Elementos» fue decisiva: se adoptaron de inmediato como libro de texto ejemplar en la enseñanza inicial de la matemática, y fuera del ámbito de esta disciplina, los tomaron como modelo, en su método y exposición, autores como Galeno, para la medicina, o Spinoza, para la ética, entre otras varias ramas de la ciencia.

Stephen Hawking es uno de los grandes mitos de nuestro tiempo. Su fama, sólo comparable a la de Einstein se debe principalmente a sus teorías sobre el Universo y las leyes físicas que lo rigen; pero también se debe a la valentía con que lucha para superar las dificultades de todo orden que le plantea la enfermedad que padece. Sin embargo, son muy pocos los que han tenido ocasión de acceder a una exposición clara de sus teorías, y muy pocos también los que conocen su compleja personalidad, que le ha llevado a vivir una existencia inusitadamente agitada para un hombre con sus limitaciones.

Los seres humanos hemos sentido, desde siempre, una gran curiosidad por el firmamento. Basta con observar el cielo para que nos asalten preguntas como ¿Qué son en realidad las estrellas? ¿Por qué no se caen? ¿Brillan para siempre o se apagan? ¿Adónde va el sol cuando se esconde tras el horizonte? ¿Cuál es el tamaño del universo? ¿Qué lugar ocupamos en él? Hoy en día tenemos respuestas a muchas de estas incógnitas. Sabemos que vivimos en una galaxia de entre miles de millones, que existen los agujeros negros, que el universo tiene un tamaño inimaginable y que hay otros planetas ahí fuera dando vueltas alrededor de estrellas distantes. Pero, ¿cómo hemos llegado a descubrir todo esto? La aventura por desentrañar los secretos del universo es una de las más largas de nuestra historia y ha inspirado a muchas personas a desarrollar las más diversas teorías. «El universo en una taza de café» nos revela el ingenio que ha desarrollado el ser humano para esclarecer los grandes misterios del universo; con la ayuda de ilustraciones, mucho humor y una entidad llamada «voz cursiva» que hará lo posible por plantear las dudas que a todos se nos pasan por la cabeza.

La ciencia es un delicado y complejo equilibrio entre lo experimental y lo teórico, entre las observaciones que realizamos y los sistemas lógico-simbólicos que construimos para relacionar todo aquello que medimos en la naturaleza. No hay ciencia sin observaciones, sin experimentos. Y sin embargo, son las teorías, y los teóricos los que más atención y popularidad consiguen. Precisamente por esto son necesarios libros como el de Robert Crease, El prisma y el péndulo, en el que se presentan y explican con claridad y situándolos en su contexto científico e histórico, diez de los experimentos más importantes de la historia de la física; diez experimentos, además, bellos. Van éstos desde el que empleó en el siglo III a. de C. Eratóstenes para medir la circunferencia de la Tierra, hasta los de interferencia cuántica de electrones que muestran con particular dramatismo la famosa dualidad onda-corpúsculo, pasando por otros como los que Galileo supuestamente realizó en la torre inclinada de Pisa, la descomposición de los rayos de luz en colores que Newton produjo con el sencillo recurso de un prisma, la puesta en evidencia de la rotación de la Tierra mediante en péndulo de Foucault, o los que diseñó Rutherford y que le sirvieron para demostrar que los átomos tenían una estructura planetaria. Intercaladas entre los capítulos dedicados a estos experimentos, se encuentran unas exquisitas y apropiadas reflexiones de Crease que ayudarán a los lectores a comprender mejor qué es la ciencia.

Como una invitación a descubrir que la física y la matemática son materias cautivantes y no un mal recuerdo escolar, Andrés Gomberoff nos presenta este libro en el que todo lector podrá compartir el placer y la pasión por la ciencia. A través de apasionantes relatos breves y anécdotas cotidianas, Gomberoff nos asombra con crónicas sencillas que explican desde la teoría de los universos paralelos hasta los misterios de la antimateria. Siguiendo el camino de algunos de sus referentes, como Carl Sagan y Stephen Hawkings, logra explicar de manera simple y amena los grandes fenómenos y misterios del universo. De Marconi a Einstein y de Woody Allen a Mussolini, pasando por los Beatles y Olivia Newton John, construye una esclarecedora obra de divulgación científica, pero también un libro muy bien escrito, divertido y, sobre todo, muy entretenido.

«El ser humano es una bestia bípeda entrenada durante cuatro millones de años de evolución (contados desde que bajó del árbol) para mentir de las formas más sutiles, de las cuales hoy por hoy las más prestigiosas son la palabra y las ecuaciones». Fernando Vallejo, que ya en otro libro de ensayos se había despachado de manera despiadada a Darwin, arremete en éste con igual rabia e inteligencia contra los que considera los máximos impostores de la ciencia, ahora del campo de la física. Este Manualito de imposturología física, además de plantear muy bien qué fue lo que trataron de entender estos «genios de la impostura» (Newton, Maxwell y Einstein, entre otros), explica por qué fracasaron en su intento. Aun para aquellos que nunca antes se hayan interesado por las teorías de Newton o las «marihuanadas» de Einstein, éste es un libro claro, instructivo y revelador. Una vez más Fernando Vallejo demuestra que la suya es una pluma ácida y lúcida, que no le teme a ningún tema ni a ninguna vaca sagrada.

La ciencia, tal y como la entendemos hoy, comenzó con la experimentación, aliada con la generalización de los datos concretos obtenidos a través de esta. Pero la ciencia trata de muy diversos ámbitos, que van de lo general (el universo) a lo particular (moléculas, células, etc.): a lo largo de sus capítulos, este libro desarrolla la historia de cada uno de esos ámbitos; su trayectoria e importancia en el pasado y su vigencia en el presente.

Acostumbrados como estamos a pensar que el Universo es único, centramos nuestros esfuerzos en averiguar qué contiene y cuál es su estructura. En «El libro de los universos» el distinguido físico teórico, astrofísico, cosmólogo y divulgador John D. Barrow ha adoptado otra perspectiva. Tomando como base la cosmología relativista que produjo Albert Einstein en 1916, Barrow indaga en un amplio conjunto de soluciones exactas de las ecuaciones básicas de esa teoría, soluciones que representan muy diversos tipos de universos posibles. Algunos se expanden y otros se contraen. Los hay también que son perfectamente lisos, mientras que otros están llenos de bultos y no faltan los que huyen a toda velocidad hacia un futuro de expansión sin límites. Algunos permiten viajar en el tiempo hacia el pasado y en sólo unos pocos puede surgir vida. El lector se encontrará, asimismo, con universos en los que las leyes de la física pueden cambiar con el tiempo y con el lugar, universos con dimensiones ocultas o universos inflacionarios (que experimentan aceleraciones repentinas). Finalmente, y tras presentarnos los últimos descubrimientos acerca de nuestro propio universo, Barrow nos introduce a una de las ideas más sorprendentes y radicales acerca del universo, la del «Multiuniverso» —el universo de todos los posibles universos—, que las modernas teorías de la física cada vez se toman más en serio.

El anuncio del descubrimiento del largamente buscado bosón de Higgs, aunque podría no ser el predicho por la teoría, ha provocado un entusiasmo sin precedentes en la comunidad científica, entusiasmo que se ha contagiado a los medios de comunicación y a la sociedad en general. Pero ¿qué es el bosón de Higgs y por qué tiene tanta importancia?, ¿cómo se ha conseguido realizar este descubrimiento y de qué manera afecta a nuestras vidas? Este libro ofrece al lector las respuestas a estas preguntas y le permitirá comprobar que, en efecto, el bosón de Higgs ocupa un lugar clave en nuestra comprensión del universo y revela secretos íntimos de la naturaleza que tienen que ver con hechos muy básicos, tan básicos que a menudo ni siquiera pensamos sobre ellos, como son el «vacío», la «masa» o la existencia de fuerzas eléctricas. Sin embargo, aunque esta partícula sea clave en nuestra comprensión del universo, tampoco lo explica todo. La naturaleza guarda misterios fascinantes que aún no han sido desvelados. Y de eso también trata este libro.

¿Está prevista una misión humana a Marte? ¿Cómo se captura un cometa? ¿Cómo es el centro de la Tierra? ¿Existen los extraterrestres? ¿Es posible enseñar a nuestro cuerpo a curar las heridas? ¿Conseguiremos viajar en el tiempo? ¿De qué está hecho el Universo? ¿Cómo serán los videojuegos del futuro? ¿Seremos los seres humanos sustituidos por robots? ¿Cuáles son los descubrimientos científicos que cambiarán nuestras vidas en el próximo medio siglo? En este libro encontrarás algunas preguntas que te has hecho sobre el futuro y sus respuestas, con él, entenderemos mejor el presente e intentaremos conocer el futuro.

Los secretos más ocultos del Universo están codificados en unos valores numéricos, aparentemente eternos, a los que llamamos «constantes de la naturaleza». John D. Barrow nos invita aquí a explorar esos principios y a someterlos a crítica: ¿son las constantes de la naturaleza realmente constantes? ¿Son las mismas en todas partes? ¿Podría haber evolucionado y persistido la vida si fueran ligeramente distintas?

El código de Arquímedes es una obra de no ficción que se lee como una novela, pues combina intriga, libros perdidos, y hallazgos de manuscritos al tiempo que nos ofrece unas revelaciones finales que reescriben la historia de las matemáticas y de la ciencia moderna. La obra escrita para todos los públicos, comienza relatando la trepidante subasta en Christies donde se vendió el manuscrito perdido de Arquímedes, procedente probablemente de un robo. Dañados, incompletos y reescritos, los textos y dibujos de Arquímedes fueron encontrados entre las páginas de un libro de oraciones de un monje del siglo XIII. Gracias a la reconstrucción y conservación del pergamino se ha podido demostrar que el pensamiento de Arquímedes se adelantó incluso al de Isaac Newton. R. Netz y W. Noel siguen los pasos de este magnifico científico y nos introducen en un fascinante viaje en el tiempo a las ciudades de Sicilia, Alejandría y Constantinopla, entre otras. Lo poco que se conoce sobre este fascinante personaje se debe a la aparición de este importante documento que ha sido reutilizado a lo largo de la historia y que ha sufrido una serie de avatares que los autores irán reconstruyendo a lo largo del libro, para deleite de sus lectores.

Este libro es una verdadera crónica de la historia de la matemática para no iniciados. Desde la antigua Babilonia hasta los últimos grandes problemas que siguen sin resolver abarca esta historia de las matemáticas que ha configurado para nosotros Ian Stewart. Con su acostumbrada prosa directa y sencilla, nos explica cada uno de los mayores descubrimientos matemáticos de la historia —desde el primer sistema numérico a la teoría del caos— y analiza de qué manera han afectado a la sociedad y cómo han cambiado para siempre nuestra vida cotidiana. En su personal estilo, Stewart nos presenta a los más destacados representantes de la disciplina, desde los pioneros —babilonios, griegos y egipcios—, pasando por Newton y Descartes, hasta Fermat, Babbage y Gödel, y logra desmitificar los conceptos clave de la matemática sin tener que apelar a complicadas fórmulas.

Tienes en las manos un ensayo sobre física cuántica, así es. Un momento, por favor, ¡espera! No dejes que eso te asuste y sueltes el libro de golpe. ¿Aceptarías una invitación a desayunar? Si aceptas esta proposición y te aventuras a navegar entre estas páginas, descubrirás un universo tan maravilloso como desconcertante. La teoría cuántica es una de las más bellas y asombrosas de la ciencia. Las reglas que sigue son alocadas en comparación con nuestro día a día. Son anti-intuitivas. Al adentrarnos en el mundo cuántico se ponen en jaque nuestras creencias sobre la realidad, también de nuestra realidad cotidiana. Sonia Fernández-Vidal, escritora y doctora en Física Cuántica, y Francesc Miralles, escritor y periodista, nos invitan a un divertido desayuno al que están invitados también asistirán Newton, Einstein, Heisenberg y otros famosos físicos de la historia. Entre magdalenas, donuts, café con leche y zumos de naranja, emprenderemos un fascinante y revelador viaje a los orígenes del universo. Aprenderemos para qué sirve un acelerador de partículas, qué es la partícula de Dios, cómo las cosas pueden estar en dos sitios a la vez… y trataremos de comprender los misterios de la existencia.

¿Por qué, después de largos minutos de espera, encendemos un cigarrillo y aparece inevitablemente el colectivo? ¿Qué es mejor a la hora de exterminar cucarachas: el insecticida o la ojota? El divino botón, ¿es divino? ¿Cómo cae una tostada untada con mermelada si se la ata al lomo de un gato? Si los sándwiches triples de miga tienen tres panes, los simples ¿no deberían llamarse dobles? ¿A qué vienen estas preguntas? ¿Qué tienen que ver con la ciencia? Este libro reúne una selección de «papers» que fueron escritos siguiendo al pie de la letra las reglas de las publicaciones científicas, pero en los que se desarrollan temáticas tan absurdas o disparatadas como las que proponen las preguntas del comienzo. Es que, como afirma Diego Golombek, aprender a hacer ciencia es también aprender a comunicarla. Y para eso están los «papers», esos artículos redactados «en difícil» en los que los científicos explican y ponen a prueba sus investigaciones. Así, Demoliendo «papers» propone una visión divertida y satírica de la ciencia a través de textos que ejercitan la creatividad y, muchas veces, la risa (científica, claro). Para mostrar la otra cara del trabajo con ratones, tubos de ensayo y máquinas de avanzada, y también el buen humor de su científico amigo. Porque, después de todo, desarrollar la imaginación es una de las mejores formas de acercarnos a la ciencia.

Cuáles son los inicios de la medicina, en qué territorios se desarrolló, a través de qué escuelas y corrientes y en qué figuras pioneras se encarnó son algunas de las cuestiones que se revisan y encuentran cabida en este Cuaderno. Los papiros médicos egipcios y la sabiduría persa bajo indumento griego son las primeras noticias de la medicina, pues Grecia tuvo fructífero contacto con los círculos pitagóricos, así como con las culturas persa y egipcia. La filosofía actúa de manera configuradora desde los comienzos de la medicina bajo principalmente dos conceptos: la medicina se convirtió en la primera «tékhne» desde una visión en la que predomina el carácter artesanal sobre el científico y una concepción del método basada en el buen sentido. La «physis» rigió toda la concepción del ser humano, como fuerza moldeadora que va dando lugar a la forma del ser vivo, donde la aspiración era describir la figura del cuerpo en la plenitud del movimiento vital. Además, el pensamiento aristotélico aportó un extraordinario avance como instrumento intelectual y fundamento científico. Galeno es quien hace obligatoria la lógica, incluyendo a su vez la física y la ética como condiciones para ser un médico y no un mero recetador. El idioma griego permaneció como la principal lengua de la medicina y de la ciencia. En Alejandría la medicina griega se convirtió en la medicina del mundo conocido, aunque la condición de médico careciera de definición social, y continuó siendo el centro médico de mayor importancia durante siglos.

Si todo nació con la materia, debemos comprender los múltiples detalles de ese episodio crucial. Con este objetivo, el CERN creó el LHC cerca de Ginebra, el acelerador de partículas más potente del planeta, el dispositivo que mejor recrea las condiciones iniciales del universo. Así hemos conseguido capturar «la partícula de Dios» y por eso seguimos investigando. Hemos de entender mejor cómo apareció todo y cómo tendrá fin nuestra historia: si envueltos en el frío y las tinieblas, o con una catástrofe cósmica que al menos nos concedería el privilegio de un último acto espectacular. Con la audacia de los grandes exploradores, Guido Tonelli, uno de los principales guías de ese grupo de físicos visionarios, nos cuenta qué significa asomarse a los límites del conocimiento para descubrir cómo fue el inicio del mundo y cómo tal vez será su final.

A mediados del siglo pasado se descubrió que existen en el universo sistemas físicos extremadamente sensibles a sus condiciones de partida, tanto que una diferencia mínima en su posición inicial o en el impulso que reciben da lugar a una gran diferencia en su desarrollo posterior. A eso los científicos lo han llamado “caos”. No es posible, sabemos ahora, entender la complejidad que nos rodea y de la que nosotros también formamos parte sin recurrir a los sistemas caóticos. Pero ese mundo aparentemente tan complejo e impredecible obedece a leyes sencillas de causa y efecto. En este libro, ese gran maestro de la divulgación científica que es John Gribbin nos explica qué es el caos y la complejidad con la sencillez a que nos tiene acostumbrados y con ejemplos de la cotidianidad: por qué el frenazo de un coche puede causar un caos circulatorio, por qué los peores huracanes derivan de un pequeño cambio atmosférico, por qué se desencadenan los terremotos, por qué fluctúan los mercados bursátiles e, incluso, por qué los seres humanos nos comportamos como lo hacemos.