Mis diez descubrimientos científicos favoritos del siglo XX

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En un artículo publicado hace dos semanas comenté la contestación dada en un artículo de la revista Science News a la pregunta de cuáles han sido los diez descubrimientos científicos más importantes del último siglo. Alguno de mis lectores me ha preguntado cuál es mi opinión personal al respecto. Contesto aquí.

Para empezar, señalaré que la investigación científica puede avanzar por cuatro caminos diferentes:

1. La ciencia teórica, que trata de descubrir leyes fundamentales en el universo.
2. La ciencia experimental, que confirma o falsa las teorías, realizando experimentos.
3. La ciencia observacional, que en lugar de experimentar observa. La astronomía, por ejemplo, utiliza estos métodos, pues la experimentación casi nunca es posible.
4. La tecnología, la aplicación práctica de la ciencia, cuyo objetivo es construir dispositivos que funcionen.

Señalaré, citando a Popper, que una teoría no puede considerarse científica a menos que sea posible falsarla mediante experimentos u observaciones. Además, para que la teoría sea válida, debe haber realizado al menos una predicción acertada sorprendente: es decir, una predicción inesperada que sea confirmada después por la experimentación o la observación. Hablé de esto en otro artículo.

Esta es la lista de mis diez avances científicos favoritos del siglo XX. Aclaro que he excluido de esta lista cualquier teoría no científica o que no haya sido validada posteriormente a su formulación. Entre las teorías excluidas por no ser científicas, citaré la inflación cósmica, la teoría de cuerdas, y las diversas hipótesis de los multiversos. Entre las excluidas por no haber sido validadas, citaré la existencia de materia y energía oscura, y el modelo cosmológico estándar.

El orden de los diez descubrimientos que he seleccionado es aproximadamente cronológico y no intenta plantear un baremo de importancia.

1. La teoría cuántica de Planck y la mecánica cuántica: Planck explicó la radiación del cuerpo negro y su teoría fue validada por Einstein al explicar el efecto fotoeléctrico, y por Bohr al construir un modelo del átomo mejor que el de Rutherford; su extensión, la mecánica cuántica, fusionó los conceptos de onda y partícula y realizó al menos una predicción acertada sorprendente: el experimento EPR, diseñado por Einstein, Podolsky y Rosen precisamente para echarla abajo.
2. La teoría de la Relatividad General de Einstein: explicó el experimento de Michelson y la precesión de la órbita de Mercurio. Realizó las siguientes predicciones acertadas sorprendentes: la desviación de la luz de una estrella al pasar cerca del sol (confirmada por Eddington en 1919); el corrimiento al rojo de la luz del sol (1959); y la existencia de ondas gravitacionales (confirmada en 2015).
3. La expansión del universo y la teoría del Big Bang: La primera fue propuesta por Georges Lemaître en 1927 y por Edwin Hubble en 1929; la segunda, consecuencia de la primera, por Lemaître en 1931. Explicaba el corrimiento al rojo de la mayor parte de las galaxias. La teoría del Big Bang dio lugar a dos predicciones acertadas sorprendentes, realizadas en 1948 por Georges Gamow, Ralph Alpher y Robert Herman: la composición media de la materia bariónica y la existencia de la radiación cósmica de fondo, confirmadas durante los años 60.
4. El descubrimiento de los límites de las matemáticas: Realizado inicialmente por Kurt Gödel en 1931 y ampliado por Alan Turing, Alonzo Church y otros investigadores, puso fin a un optimismo exagerado, según el cual estábamos a punto de saberlo todo, decepción que se ha extendido también a la física, como señalé en otros artículos.
5. La existencia de las partículas elementales y el modelo estándar de física de partículas, la física atómica y la tecnología nuclear: A lo largo del siglo XX se predijeron y posteriormente se descubrieron numerosas partículas, como el neutrón y el positrón (1932), el mesón pi (1947), el antiprotón y el antineutrón (1955-6), los bosones W y Z (1983) y el bosón de Higgs (2013). Durante los años 60 y 70, el modelo estándar organizó la física de partículas elementales y unificó dos interacciones fundamentales: electromagnética y nuclear débil. Paralelamente, en 1938 se descubrió la fisión nuclear, que condujo a la construcción de reactores nucleares de fisión. La fusión nuclear explicó el origen de la energía del sol y abrió una posibilidad de obtener energía que aún no ha dado los frutos esperados. (Desgraciadamente, estos avances también dieron lugar a la destrucción de dos ciudades: Hiroshima y Nagasaki; afortunadamente, la bomba de hidrógeno aún no ha sido probada de esta manera, aunque la amenaza permanece).
6. El desarrollo espectacular de la tecnología de la información y las comunicaciones: Se ha plasmado sucesivamente en cuatro generaciones de ordenadores; en la microinformática; en la comunicación por satélites y guías de ondas; en la telefonía móvil “inteligente”; en el desarrollo de algoritmos de análisis de datos y su utilización con enormes cantidades de datos gracias a Internet y a la Web mundial.
7. La genética, el ADN, el desciframiento del código genético y la ingeniería genética: Tras los experimentos de Morgan, que explicaron las leyes de Mendel, y la propuesta de Avery (que situó los genes en la molécula de ADN), vino el descubrimiento de la estructura del ADN por Watson, Crick y Rosalind Franklin, el desciframiento del código genético, y la expansión explosiva de una tecnología nueva y revolucionaria: la bioingeniería.

8. 

   Cabeza de hormiga
   vista al microscopio electrónico

   Los avances de la medicina, que han provocado un aumento sin precedentes de la esperanza de vida humana: entre los logros que han dado lugar a este incremento podemos citar la erradicación mundial de una enfermedad terrible (la viruela); la contención de otras enfermedades (como la polio) mediante vacunas, antibióticos y otros medicamentos; y los avances impresionantes de la tecnología médica (microscopios electrónicos y de efecto túnel, ecografías, escáner, resonancia magnética…). ¡Qué pena que algunos médicos utilicen estos avances para asesinar con más eficacia a niños no nacidos!
9. La química ha avanzado de varias formas: desarrollando polímeros (aunque la basura plástica amenaza ahora con asfixiar al mundo); diseñando nuevos medicamentos (aunque también ha producido nuevas sustancias adictivas terribles); integrándose con la biología, lo que hizo de la bioquímica una de las principales herramientas de nuestro tiempo, que nos ha proporcionado, entre otras cosas, el análisis de ADN a través de la reacción PCR.
10. La Tectónica de Placas, que revolucionó la geología, la biogeografía y la paleontología, explicando muchos enigmas y permitiendo hacer predicciones sobre la evolución futura de la Tierra y de su superficie.

Esta lista puede compararse con la de Science News. O bien, cada uno puede elaborar su propia lista. Se observará que mi lista contiene tres líneas de descubrimientos relacionados con la física, una con la astronomía, una con la química, una con la geología, una con la biología, una con la medicina, una con las matemáticas, y una con la tecnología.

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Manuel Alfonseca

Publicado en La Nueva Razón el 30 de diciembre de 2021