viernes, 21 de noviembre de 2008

LA NANODIMENSIÓN Y LA VIDA.

La Nanodimensión y la Vida


Leonardo Santelices


Tengo un amigo artista que suele adoptar una postura con la que yo no estoy muy de acuerdo. El sostiene una flor y dice: "Mira que bonita es", y en eso coincidimos. Pero sigue diciendo: "Ves, yo, como artista, puedo ver lo bello que es esto, pero tú, como científico, lo desmontas todo y lo conviertes en algo anodino". Y entonces pienso que él está diciendo tonterías. Para empezar, la belleza que él ve también es accesible para mí y para otras personas, creo yo. Quizá yo no tenga su refinamiento estético, pero puedo apreciar la belleza de una flor. Pero al mismo tiempo, yo veo mucha más en la flor que lo que ve él. Puedo imaginar las células que hay en ella, las complicadas acciones que tienen lugar en su interior y que también tienen su belleza. Lo que quiero decir es que no sólo hay belleza en esta escala de un centímetro; hay también belleza en una escala más pequeña, en la estructura interna."
Richard P. Feynman(1999),



Algunos consideran como el inicio de la Nanotecnología un artículo publicado por Von Neumann en la revista Times e n 1939, sobre la "Teoría y organización de autómatas complejos", pero es en una conferencia dictada por Richard Feynmann en 1959 cuando este científico dice: "A mi modo de ver, los principios de la Física no se pronuncian en contra de la posibilidad de maniobrar las cosas átomo por átomo".

El significado de "nano" es una dimensión: 10 elevado a -9, o sea 0,000000001 metros o sea la mil millonésima parte de un metro, o millonésima parte de un milímetro.
La palabra " nanotecnología " es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican a un nivel de nano escala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas.
La nanociencia es el estudio de átomos, moléculas y objetos cuyo tamaño se mide en escala nanométrica (1-100 nanometros).
Lo que diferencia a la nano ciencia de otras ciencias es que al trabajar en la nano escala aparecen propiedades que no se ven a escala macroscópica adquieren importancia, como por ejemplo propiedades de mecánica cuántica y termodinámicas. En vez de estudiar materiales en su conjunto, los científicos investigan con átomos y moléculas individuales.
La nano ciencia y su aplicación concreta en la nano tecnología ofrece nuevas y revolucionarias oportunidades, el anterior Rector del MIT , Charles Vest hablaba de una segunda revolución industrial provocada por estas nuevas perspectivas.
Esta nueva revolución industrial podría por ejemplo: aprender más sobre las propiedades de una molécula, y luego unirlas de forma muy bien definida para crear nuevos materiales, los "materiales inteligentes" que sean capaces de reaccionar y cambiar de acuerdo a los estímulos del medio. A través de biosensores se podría alcanzar nuevas fronteras en la tecnología médica en el diagnóstico, tratamiento y prevención de enfermedades.
A través de la producción molecular se podrían disminuir costos, bajar el consumo energético en forma muy considerable y elaborar una gran cantidad de soluciones, desde sencillos filtros de agua para potabilizar este recurso fundamental y cada vez más escaso y también para evitar la contaminación de recursos hídricos, mejorar el rendimiento de los paneles solares y el almacenamiento energético, el desarrollo de nuevas tecnologías de almacenamiento y procesamiento de datos a muy bajo costo que puede contribuir a eliminar la brecha digital y muchísimos otros ejemplos.
Sin duda que estas aplicaciones no están ajenas a potenciales peligros que podrían provocar una, por ejemplo, nano contaminación que por actuar a nivel molecular puede ser mucho más complicada que a nivel macro. Pero como las posibilidades que se ofrecen son inmensas, hoy muchos gobiernos ya están dedicando grandes sumas de dinero para el desarrollo de la nano ciencia y la nano tecnología.
La nano dimensión es como un viaje a mundos nuevos y desconocidos, no por lejanos, sino por su tamaño. En este artículo nos vamos a referir a la relación entre la nano dimensión y la vida. Para ello vamos a comenzar con una esas preguntas que parecen muy simples pero que en la práctica son bastante complejas. ¿Qué es la Vida?
Un primer e importante paso es diferenciar la vida los seres vivos. Si bien es claro que los seres vivos participan de la Vida, no son lo mismo, aunque parece trivial es una diferenciación fundamental. Por eso cuando se hacen, por ejemplo, prospecciones para buscar si hay vida en otros planetas, lo que usualmente se busca son seres vivos, porque se considera que los seres vivos y vida son los mismo.
En el antiguo Egipto, el jeroglífico que fonéticamente es ANJ, significa vida y en forma figurativa es un espejo de cobre, porque para la cosmovisión del Antiguo Egipto la vida es una realidad universal que se refleja en los seres vivos, es decir un ser está vivo en la medida en que sea un espejo de la vida, por eso Hermes Trimegisto dice "Ignoras tú, oh Asclepios que Egipto es la imagen del cielo sobre la tierra" Ese era el ideal de esa magnífica civilización ser un espejo del cielo sobre la tierra, para así integrarse a la vida universal.
Una definición dada por el biólogo Nasif Nahle: " La vida es un estado cuántico de la energía (un conjunto de posiciones y movimientos de la energía) que organiza a las partículas ordinarias en estructuras capaces de capturar la energía del ambiente para demorar el aumento de su entropía local" . Hay algo muy interesante en esta definición, la capacidad de la vida de demorar el aumento de la entropía local la entropía es la segunda ley de la termodinámica. "Dado que la entropía es una medición del desorden, fortuidad y falta de correlación en las cosas, la segunda ley indica que un sistema, por sí solo, siempre dejará de funcionar, se caerá a pedazos y se desintegrará en el desorden y el caos". David Peat, en su libro Sincronicidad.
De este estado de desequilibrio o más bien de no equilibrio, también puede surgir la vida según las teorías del Nobel IlyA Prigogine: " En el equilibrio, la materia es ciega, mientras que lejos del equilibrio la materia capta correlaciones: la materia ve. Todo esto conduce a la paradójica conclusión de que el no-equilibrio es fuente de estructura. El no-equilibrio es un interface entre ciencia pura y ciencia aplicada, aunque las aplicaciones de estas observaciones a la tecnología estén solamente en sus inicios. Actualmente, empieza a comprenderse que la vida es, probablemente, el resultado de una evolución que se dirige hacia sistemas cada vez más complejos. Es cierto que no se conoce exactamente el mecanismo que ha producido las primeras moléculas capaces de reproducirse. La naturaleza utiliza el no-equilibrio para sus estructuras más complejas. La vida tiene una tecnología admirable, que muy frecuentemente no llegamos a comprender".
La vida también se concibe en la visión sistémica de Fritjof Capra como las interacciones entre los componentes: "La visión sistémica concibe al mundo en términos de relaciones e integración. Los sistemas son todos integrados cuyas propiedades no se pueden reducir a las de unidades más pequeñas. En vez de concentrarse en "ladrillos" o sustancias básicas, el enfoque sistémico destaca los principios básicos de organización".
Es claro que la noción de Vida en la ciencia actual se refiere más a un tipo de orden y sobre todo a las relaciones que se producen entre las partes, más que a un tipo de materia, es decir que del tipo de orden y lazos va a depender su manifestación de vida.
Haciendo uso del término griego cosmos, que podemos definir como un orden inteligente e inteligible, tradicionalmente se ha llamado macro cosmos lo que es de mayor tamaño que el ser humano y micro cosmos a lo más pequeño. Es evidente que esa clasificación es completamente relativa a la escala en la cual los seres humanos nos desenvolvemos, por lo tanto no es realmente científica.
Lo paradojal es que hay una coincidencia tremenda entre esta apreciación relativa y la noción de vida. Vemos con cierta evidencia los lazos que conforman la vida en todo lo que está cercano a nuestra escala. Sobre nosotros vemos los lazos que conforman un ecosistema y algunos también alcanzan a ver nuestro planeta como un ser vivo, como en la teoría Gaia de James Lovelock. En lo más pequeño, hasta las células alcanzamos a comprender los lazos que forman la vida, pero más abajo, a nivel de moléculas y átomos esos lazos se nos desfiguran.
No hay una razón lógica que justifique que los lazos que forman la vida sólo existen a escala humana y lo cercano a ella. El conocimiento humano se refiere más a la perspectiva que tenemos de la realidad que a la realidad misma. En palabras de Niels Bohr refiriéndose a la física: "La física no trata de cómo es el mundo, sino de qué podemos decir sobre el mundo"
Si la ciencia es más la opinión que tenemos del mundo que la misma realidad, resulta lógico que podamos ver solo los lazos que están en nuestra escala y se nos escapen otros.
La nano ciencia tiene la opción de penetrar en dimensiones más pequeñas justo allí donde se nos escapan los lazos que forman la Vida, a través de la nano tecnología se puede obtener la capacidad de manipular los átomos y las moléculas. En palabras de Eric Drexler, considerado el padre de la nano ciencia "Puestos en orden de una manera, los átomos componen aire, tierra, agua. Con otro diseño, los átomos forman unas fabulosas fresas frescas."
Es probable que la nano ciencia obtenga la posibilidad de manipular moléculas, modificar materiales y crear nano artefactos que pueden ser muy útiles para resolver muchos problemas en diversos ámbitos, pero también es cierto que esa manipulación podría provocar desequilibrios en niveles micros que pueden traer nuevos problemas y formas de contaminación.
A nuestra escala hemos descubierto un poco tarde, porque ya hay mucho daño irreversible, la importancia de los lazos de vida en los ecosistemas, que nada es independiente de su entorno, que no podemos manipular a discreción el medio ambiente porque terminaremos deteriorando el medio donde el ser humano desarrolla su vida.
El antropocentrismo que ha caracterizado nuestra cultura y que ve al ser humano como la cúspide de la creación y a la naturaleza como su juguete para hacer con ella lo que le plazca, es insuficiente para formar un marco teórico que permita manejar la tecnología actual con propiedad.
No es lógico detener los avances de la ciencia y las posibilidades que ellos abren, pero si es necesario tener una filosofía más natural que permita descubrir esos invisibles lazos de la Vida para que estos avances puedan ser utilizados en beneficio de la humanidad y no sean un instrumento más de la ambición humana, que es una de las enfermedades más graves porque lleva a perder todo sentido de medida.
El problema entonces, no está en los avances de la ciencia, sino en una filosofía que alejada de la Naturaleza se apega a dogmas religiosos o a opiniones intelectuales. La Filosofía a la manera clásica lleva al ser humano a acercarse a la Naturaleza es decir a ser más natural que significa más justo, más bueno, más honesto.