¿Supremacía cuántica?

Oblea del D-Wave Quantum Computer.
Por Steve Jurvetson from Menlo Park, USA

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Desde hace unas décadas se viene hablando de computadoras cuánticas, que trabajarían con cúbits (bits cuánticos) en vez de bits, y realizarían ciertas operaciones mucho más deprisa que los ordenadores ordinarios.

Desde los años treinta del siglo XX se sabe que los ordenadores cuánticos no son capaces de resolver problemas que no puedan ser resueltos por los ordenadores ordinarios. Esos problemas se llaman no computables. Lo que sí podrían hacer, en principio, es resolver ciertos problemas (no todos) mucho más deprisa que los ordenadores ordinarios. Esa velocidad mucho mayor, que en algunos casos podría ser enorme, es lo que se llama supremacía cuántica.

La pandemia anunciada

SARS-CoV-2

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El número de noviembre de 2005 de la revista Scientific American publicó un artículo firmado por W. Wayt Gibbs y Christine Soares titulado Preparing for a Pandemic. El artículo lo publicó en traducción española la revista Investigación y Ciencia en su número de enero de 2006, con el título Preparados para una Pandemia. El artículo llevaba el siguiente subtítulo-resumen:

Una variedad de gripe altamente contagiosa y letal azotará la humanidad algún día. Sea esta amenaza inminente o remota, ¿estamos preparados para combatirla?

Catorce años después, la pandemia ha llegado, aunque los autores se confundieron en un detalle: pensaron que la provocaría el virus de la gripe, y en realidad ha sido un coronavirus. Estos virus pertenecen a dos familias distintas:

Modelos científicos: ¿ajuste o validación?

Leonard Nimoy
como el Sr. Spock

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Una de las formas en que avanza la ciencia es construyendo modelos, que a menudo están formados por conjuntos más o menos complejos de ecuaciones matemáticas, y tratando de comprobar si dichos modelos se adaptan o no al funcionamiento del mundo real, tal como nos lo describen nuestros sentidos y nuestros instrumentos.

Al construir y utilizar un modelo tenemos que distinguir dos fases:

• Ajuste del modelo: consiste en asignar valores a los parámetros del modelo para conseguir que este se ajuste a los datos que ya tenemos sobre el mundo real. Un modelo que no esté ajustado a dicho conocimiento previo sería totalmente inútil.
• Validación del modelo: consiste en utilizar el modelo para realizar predicciones sorprendentes que nadie habría podido prever sin ayuda del modelo. Si dichas predicciones se confirman, se transforman en predicciones acertadas sorprendentes, que validan el modelo. Sin embargo, la validación nunca es definitiva, porque una nueva predicción sorprendente desacertada podría invalidarlo en el futuro.

Veamos algunos ejemplos:

¿Hay energía en el universo?

Georges Lemaître

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Durante los años 50 entraron en competencia dos teorías cosmológicas contrapuestas: la del Big Bang, propuesta por Georges Lemaître, y la del estado estacionario, propuesta por Hermann Bondi y Thomas Gold. Aunque la segunda tenía que renunciar al principio de la conservación de la energía, el más sagrado de la física, los cosmólogos ateos la preferían al Big Bang, porque les parecía que esta última teoría exigía aceptar la creación por parte de Dios. En palabras del astrónomo inglés Raymond Littleton, en su libro de divulgación The Modern Universe (1956):

Una teoría como esta [el Big Bang] que remonta la creación a un instante singular en el pasado remoto... para algunas mentes, es una objeción que implicaría eliminar del ámbito de la ciencia la cuestión del origen del material del universo... Esta consideración no significa, por supuesto, que la teoría de la explosión sea necesariamente errónea, pero pone el acto de la creación, como podríamos llamarlo, fuera del alcance de la ciencia.

Con otras palabras: Raymond Littleton pone objeciones a la teoría del Big Bang porque podría forzarnos a reconocer la existencia de un Dios creador. No se puede decir más claro.

4 aclaraciones sobre la historia del universo

James Peebles

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Ciertas declaraciones de James Peebles, reciente Premio Nobel de física, han despertado mucha polémica, a pesar de que lo que ha dicho no es nuevo, pues los físicos teóricos llevan mucho tiempo afirmando precisamente lo mismo.

La teoría del Big Bang la propuso en 1931 Georges Lemaître, prolongando hacia el pasado de la ley de Hubble-Lemaître. En 1948, Ralph Alpher y Robert Herman predijeron que, si la teoría del Big Bang es correcta, debe existir una radiación cósmica de fondo con una temperatura próxima a 5 Kelvin. En 1965 Arno Penzias y Robert Wilson descubrieron la existencia de dicha radiación cósmica, cuya temperatura resultó ser de 2,72548 Kelvin. La temperatura es exactamente igual en todas direcciones, salvo por dos efectos que provocan pequeñas diferencias, que en ningún caso modifican más allá de la tercera cifra decimal.

Vida sintética, ¿es posible?

El monstruo de Frankenstein

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En los dos artículos anteriores de esta serie hemos visto que la generación de vida sintética en el laboratorio es probablemente un proceso más difícil de lo que algunos optimistas imaginan.

Veamos uno de los últimos experimentos en biología sintética: George Church y Nili Ostrov, biólogos de Harvard, están intentando construir una estirpe de la bacteria Escherichia coli que sea inmune a todos los virus que existen. ¿Cómo? Cambiando su código genético para que los virus no lo entiendan y no sean capaces de utilizar su maquinaria celular para reproducirse. Puesto que el código genético es redundante, es posible sustituir uno de los codones que codifican el aminoácido arginina (AGA) por otro que también codifica el mismo aminoácido (CGC), y todos los genes de la bacteria seguirían generando las mismas proteínas que antes. Esto se haría con varios codones poco frecuentes. Pero como los virus seguirían utilizando los codones sustituidos, la maquinaria celular de la bacteria ya no sería capaz de entender el ADN del virus. Esta parte del trabajo está casi terminada. Cuando lo esté, faltaría eliminar los ARN de transferencia de los codones desaparecidos y asegurarse de que no vuelven a fabricarse, para que la maquinaria celular deje de utilizarlos.

Obsérvese que el trabajo realizado hasta el momento consiste en la manipulación de los datos grabados en el ADN. Equivale a manipular la información contenida en el disco duro de un ordenador para que deje de utilizar cierta instrucción del lenguaje de la máquina, sustituyéndola por otra equivalente. Seguimos estando muy lejos de la biología sintética en sentido estricto. ¿Es posible que lleguemos a fabricar vida en el futuro más o menos cercano?

Vida sintética, ¿cerca o lejos?

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En el artículo anterior detallé algunos de los avances recientes realizados en el campo de la biología sintética y afirmé, sin decir por qué, que el objetivo de crear una célula viva artificial no me parece tan próximo como opinan los investigadores más optimistas, como Craig Venter.

Para explicar por qué pienso esto, voy a establecer una comparación entre una célula viva y uno de los artefactos más complejos que ha hecho el hombre: el ordenador. Un ordenador consta de las dos partes siguientes principales:

1. CPU (unidad central de proceso): como indica su nombre, es el centro de control y el sitio donde se ejecutan los programas. Uno de sus elementos fundamentales es el lenguaje de la máquina, un código binario relativamente complejo que los circuitos de la unidad interpretan y ejecutan. Todo programa, para poder ejecutarse, tiene que estar escrito en el lenguaje de la máquina.
2. Memoria. La hay de varios tipos: disco duro, donde se guardan los programas y los datos a los que tiene acceso el ordenador, incluido el sistema operativo, aunque muchos de ellos no se utilizarán jamás; memoria caché, más rápida que el disco duro, donde se almacenan los programas y los datos que se están ejecutando, para acelerar su proceso; memorias externas (como la memoria flash), que sirve para transmitir datos y programas de un ordenador a otro, o para guardar copias para el caso de pérdida de información.

Vida sintética, ¿para cuándo?

Craig Venter

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Lo primero, una aclaración. Es preciso distinguir dos campos de investigación muy diferentes:

1. Vida artificial: pertenece a la ingeniería informática y consiste en construir programas que emulan el comportamiento de los seres vivos, ya sean seres vivos artificiales, o bien colonias de seres vivos, como hormigueros o colmenas.
2. Vida sintética: pertenece a la biología y consiste en construir células vivas artificiales partiendo de sustancias químicas sencillas. De momento, esto no se ha conseguido.

¿Será posible que algún día lleguemos a fabricar vida en el laboratorio? Durante el último medio siglo se han dado algunos pasos importantes al respecto.

El Quinto Nivel de la Evolución, ¡ahora en inglés!

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En septiembre de 2014 publiqué en este blog un artículo sobre mi libro “El Quinto Nivel de la Evolución”. Se trataba de una nueva edición del libro que publicó en 2005 la editorial Adhara con el título de “El Quinto Nivel”, que ya estaba descatalogado. Ahora acabo de traducirlo al inglés y de publicarlo en Amazon, con el título The Fifth Level of Evolution.

Las dos ediciones del libro han recibido reseñas, tanto en la red social de libros (Goodreads) como en Amazon. Ninguna de esas reseñas iba asociada a una calificación intermedia: a mis lectores, o bien les encanta el libro, o bien lo odian. Parece que el libro despierta fuertes atracciones o repulsiones, lo que significa que trata sobre un tema que toca directamente las convicciones de quien lo lee.

Incendios

Contaminación por plásticos en el mar (Fuente: Science News)

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En la revista del BBVA de enero de 2020 hay un artículo titulado Top Ten, que enumera 10 medidas que todos podemos aplicar para frenar el cambio climático, la primera de las cuales es la siguiente:

Tratamiento comprometido de residuos: ...en los próximos 30 años se acumularán 12 millones de toneladas de basura plástica en el medio ambiente. Llevar una bolsa de tela doblada para las compras...

Es verdad que con el uso excesivo de plásticos estamos convirtiendo el mundo, incluidos los océanos, en un basurero. Es verdad que debemos hacer algo para evitarlo. Pero ¿desde cuando la contaminación con plásticos es una causa de cambio climático? Deberíamos aprender a distinguir unas cosas de otras, y aplicar correctamente los nombres a los fenómenos a los que nos enfrentamos.