Los hermanos Minkowski

[Hermann Minkowski]

Un matemático famoso por emitir la teoría del espacio-tiempo cuadridimensional, que es fundamental en la teoría de la relatividad, y que fue profesor de matemáticas de Einstein en la Escuela Politécnica de Zurich, fue el alemán, de origen lituano, Hermann Minkowski (1864 - 1909). Estudió en la universidad de Königsberg (hoy Kaliningrado, en Rusia). Fue profesor en varias universidades alemanas y, como hemos dicho, en la Politécnica de Zurich. Finalmente, en 1902, fue profesor en Gotinga. Ya de joven recibió un premio de la Academia de Ciencias de París por un trabajo matemático. Investigó sobre la teoría de números, a la que aplicó métodos geométricos, pero su principal aportación fue la citada del espacio-tiempo. Sobre esto, Minkowski dejó dicho en su Raum und Zeit ("Espacio y tiempo"), 1907: "A partir de ahora, el espacio por si mismo y el tiempo por si mismo están condenados a desvanecerse en meras sombras, y solamente una especie de unión de los dos conservará su independencia". Murió relativamente joven a causa de una operación de apendicitis. Minkowski vio la aplicación de su teoría por Einstein a la Relatividad especial en 1905, pero ya había muerto cuando éste la aplicó a la Relatividad general, publicada en 1915. Aunque debería haberlo hecho al tratar de los médicos judíos, citaremos aquí a su hermano mayor Oskar Minkowski (1858 - 1931), fisiólogo y patólogo, profesor en varias universidades alemanas, que fue el primero que vio, en 1889, la relación de la diabetes con el páncreas (al extirparle éste a un perro le provocó la enfermedad), por lo que atribuyó la diabetes a una sustancia segregada por el páncreas (posteriormente se demostró que esta sustancia era una hormona y se le dio el nombre de insulina).

[Oskar Minkowski]

También descubrió Oskar Minkowski que el hígado es el órgano que fabrica los pigmentos biliares y donde se produce el ácido úrico.

[Fragmento de Los judíos y la Ciencia, ensayo inédito de Fernando Rivero Garrayo; Sevilla, 2002]

[Procedencia de las imágenes: Hermann Minkowski, de www.sciencenews.org; Oskar Minkowski, de www.onlinediabetes.net]

Entrada publicada en recuerdo de mi padre, apasionado de la historia de la ciencia, en el día de su onomástica, que siempre celebrábamos juntos toda la familia con un entrañable almuerzo.

Radiactividad: ¿Un descubrimiento casual?

[Foto: Henri Becquerel]

El azar está presente, de una manera u otra, en nuestras vidas, condicionándolas en cierto grado. Este blog, y esta entrada, por ejemplo, tienen un origen en el que la casualidad jugó un papel relevante.
La actividad científica no es ninguna excepción y está llena de sucesos accidentales que determinaron su devenir. Caso paradigmático es el descubrimiento de la salvadora penicilina por Alexander Fleming en 1928, gracias a la contaminación casual de uno de sus cultivos de bacterias con un moho (Penicillium notatum). Pero también nos encontramos con casos contrarios, donde la mala suerte se cruza en el camino de algún científico; muy llamativo es el caso de Le Gentil y su doble infortunio en el intento de observar los tránsitos de Venus en 1761 y 1769 en las lejanas tierras de la India (para colmo, fue dado por muerto al no tenerse noticias suyas durante su largo periplo científico).
El descubrimiento de la radiactividad natural por Antoine Henri Becquerel (1852 - 1908) suele describirse como accidental, sin profundizar apenas en el asunto. Cierto es que la casualidad fue determinante pero no puede afirmarse sin más que dicho fenómeno fue descubierto por el físico francés por puro azar.
Henri Becquerel (gran familia de científicos), al igual que su padre, estudió los fenómenos de fluorescencia y fosforescencia, particularmente en las sales de uranio. Pensó que tal vez la fosforescencia estaba íntimamente relacionada con la emisión de rayos X, descubiertos en 1895 por Roentgen y que despertaron el interés de todos. Así se propuso investigar si las sustancias fosforescentes, tras ser expuestas a la luz, producirían los penetrantes y misteriosos rayos de Roentgen. Para su estudio eligió las sales de uranio, que sometió a la acción de la luz solar.
En sus experiencias Becquerel exponía a la luz del sol láminas recubiertas de una capa de un compuesto de uranio. Seguidamente envolvía cada lámina en un papel negro y la encerraba debidamente en una caja en contacto con una placa fotográfica, la cual, como esperaba, quedaba impresionada por la emisión de radiación penetrante (que atravesaba el papel negro) procedente de la sal de uranio fosforescente. Becquerel veía confirmadas sus sospechas, pero las cosas realmente no habían hecho sino empezar, pues al eminente profesor de la Escuela Politécnica de París le aguardaba una fructífera sorpresa que daría un giro radical a sus investigaciones. Y la abundancia de días nublados en la capital del Sena tuvo que ver en ello.
En espera de que el sol brillara en el cielo de París para realizar más experimentos de fosforescencia, Becquerel guardó algunas cajas con las láminas recubiertas con la sal de uranio y envueltas en negro papel en un cajón en el que también se hallaba una placa fotográfica. El primero de marzo de 1896 salió el sol y nuestro protagonista, a pesar de ser domingo, no quiso desaprovechar la ocasión para realizar sus experiencias de fosforescencia con las sales de uranio. Sin embargo, antes de continuar su labor, tuvo el cuidado de comprobar si la placa fotográfica permanecía inalterada como era previsible. Debió quedar el sabio francés tan impresionado por lo que vio como la propia placa por la radiación. Y es que pudo observar atónito que dicha placa fotográfica se encontraba velada. ¿Cómo era posible esto si debido a aquellos días parisinos nublados no había sometido las láminas con la sal de uranio a la luz del sol? No había duda, su primera interpretación del fenómeno era errónea pues, al no ser sometido el compuesto de uranio a la luz, no podía haberse impresionado la placa por fosforescencia. La única explicación posible era que la sal de uranio debía emitir una radiación penetrante de forma continua y sin necesidad de ser expuesta a la luz (algo después se descubriría que no eran rayos X). Becquerel llamó a este fenómeno "emanaciones uránicas" y Marie Curie le dio el nombre de radiactividad (que nada tiene que ver con la fosforescencia sino con la desintegración espontánea de los núcleos atómicos inestables de ciertos elementos). Este crucial descubrimiento le llevó a ser galardonado con el Premio Nobel de Física en 1903, compartido con Pierre y Marie Curie, "en reconocimiento de sus extraordinarios servicios por el descubrimiento de la radioactividad espontánea". La meticulosidad científica de Henri Becquerel, más la intervención del azar (en este caso más patente que en otros), hicieron posible tan importante hallazgo para el conocimiento íntimo de la materia y para la lucha contra los tumores malignos (radioterapia). Suceso casual y tesón y cuidado en la investigación científica. Azar, inspiración y transpiración.
El genial Louis de Broglie lo narra a la perfección en un discurso pronunciado en 1947:

[Foto: Louis de Broglie]

"Es seguro que el azar a menudo juega un papel importante en los descubrimientos. Acabamos de recordar un ejemplo memorable: si Henri Becquerel no hubiera tenido la idea, aparentemente fortuita, de revelar las placas que permaneciendo en la oscuridad de un cajón, según sus previsiones no debían estar impresionadas, el gran descubrimiento de la radiactividad seguramente por lo menos se habría retardado. Sin embargo, es preciso no exagerar esta parte del azar en el descubrimiento: estos felices accidentes sólo suceden a quienes lo merecen, a aquellos que por un esfuerzo prolongado han llegado ya al borde del descubrimiento, a aquellos que habiendo consagrado su vida al estudio de una ciencia y conociendo a fondo los datos del problema que estudian, están absolutamente preparados para captar la solución buscada cuando algún azar se les presenta imprevistamente. Cualquier causa fortuita hace caer al fruto que pende del árbol, pero es porque este fruto ha madurado lentamente y está a punto de desprenderse" (Luis de Broglie,"La parte del azar en el descubrimiento", capítulo de Sabios y descubrimientos; Espasa-Calpe, Buenos Aires, 1952).

[Fotos procedentes de http://mips.stanford.edu (Becquerel) y www.physics.umd.edu (De Broglie)]

Educación para la salud (por Walt Disney)

Ya hicimos referencia al pequeño, e interesante, documental de animación de Disney sobre la protección y lucha contra los mosquitos del género Anopheles, transmisores de la malaria, de 1943 ("The winged scourge").
Hemos encontrado otros documentales, entretenidos y muy recomendables, de Disney sobre educación para la salud, todos ellos de los años 40. Nos han gustado especialmente:
- "The unseen enemy" (sobre esos enemigos invisibles que son los microorganismos patógenos), de 1945.
- "Planning for good eating" (consejos para una alimentación saludable y equilibrada), también de 1945.
Asimismo, acaso algo menos atractivos, podemos ver en youtube "Cleanliness brings health" (1944) y "The story of menstruation" (1946).
Ya de otro asunto, la matemática, hemos hallado un documental de animación de 1959 que nadie debería perderse, menos aún los que odian la más formal de las ciencias (no es nuestro caso): "Donald in Mathmagic Land" (en tres partes). Lo hemos incluido en nuestra sección de vídeos.
Una manera excelente de aprender ciencias y, también, de mejorar algo nuestro conocimiento de la lengua de John Dalton (y de todos los científicos de hoy).

En búsqueda de una vacuna eficaz contra la malaria

[Imagen: ciclo vital de Plasmodium falciparum, el protozoo parásito cusante de la malaria con fiebres tercianas malignas; procedente de www.luc.edu]
En una entrada anterior de "El devenir de la Ciencia" presentábamos unos interesantes vídeos sobre la malaria o paludismo y nos preguntábamos si la SPf66, la vacuna antimalárica de Manuel Patarroyo, sería una auténtica "inyección de esperanza" para combatir esta terrible enfermedad que azota cruelmente a las regiones más pobres del planeta. Nuestra lectura del capítulo "La malaria: retos para la ciencia y la cooperación internacional" (Malaria, varios autores, Biblioteca Nacional de España, 2009), de Pedro L. Alonso, director del Centro de Investigación en Salud Internacional de Barcelona (Hospital Clinic, Universidad de Barcelona) e investigador de la malaria en África (Mozambique), nos ha aclarado muchas dudas.
Pedro L. Alonso señala que, sin descuidar el avance en la lucha contra los mosquitos vectores de la enfermedad, en el desarrollo de medicamentos antimaláricos eficaces y en el diseño de medidas profilácticas adecuadas, el objetivo primordial y gran reto científico en la lucha contra el paludismo sigue siendo el desarrollo de una vacuna definitiva. La complejidad del parásito y su ciclo vital hacen que la consecución del gran objetivo se resista desde hace años.
En principio, se pretende hallar una vacuna contra la malaria que sea capaz de inmunizar a los niños y bebés de zonas endémicas. En este sentido, puntualiza Alonso, la vacuna RTS,S ASO2D (formada a partir una proteína del esporozoito del Plasmodium) constituye la esperanza con más posibilidades de éxito (al menos parcial). Pedro L. Alonso nos advierte claramente que aunque hay otros candidatos a vacuna basados en antígenos "no hay que olvidar que en el pasado alternativas originalmente muy esperanzadoras resultaron finalmente no muy eficaces, como fue el caso de la vacuna SPf66 desarrollada por Manuel Patarroyo, que generó esperanza tras unos resultados iniciales positivos que sin embargo no fueron replicables en distintos lugares, y que no consiguió inducir inmunidad protectora en recién nacidos africanos, el principal grupo diana de una vacuna que se pretenda usar en África".

(Nota: En el Instituto de Educación Secundaria V Centenario de Sevilla hemos desarrollado con alumnos de ESO un proyecto divulgativo, titulado "El Quinto es Ciencia: Monardes, Cobo y Mutis", que hemos presentado en la VII Feria de la Ciencia de Sevilla; este proyecto nos ha llevado a aprender muchos aspectos fascinantes de estos tres naturalistas andaluces que investigaron, entre otras cosas, la flora del Nuevo Mundo y sus aplicaciones medicinales, así como de la quina, la quinina y la malaria. De esta manera nuestros jóvenes investigadores-divulgadores han descubierto cuestiones de la ciencia y de su historia que difícilmente hubieran conocido de otra manera)

Un pequeño paseo científico por París

[Foto: fuente dedicada a Cuvier, de 1840; procedente de http://launay.org]
Mi reciente viaje a París me ha permitido pasear por calles y animados bulevares de muy sugerentes nombres (Pasteur, Arago, Cassini, Buffon, Linné, etc.) y contemplar algunos edificios históricos de intenso sabor científico. Y es que París, como no podía ser de otra manera, no es sólo una de las ciudades del mundo con una mayor concentración de monumentos, muchos de ellos realmente deslumbrantes, sino que hay edificios del máximo interés para los amantes de la ciencia. Hagamos un rápido y sucinto recorrido por algunos de ellos (no todos tuve la suerte de ver, pues las economías modestas no pueden permitirse una estancia prolongada, como la hermosa ciudad del Sena merece).
1. Conservatoire des Arts et Métiers. De gran interés para los amantes de la técnica.
2. Collège de France. Situado en el Barrio Latino, frente a la Sorbona. Institución docente de gran prestigio, fundada en 1520. Fue conocido como el "Colegio de las Tres Lenguas", pues allí se enseñaba el latín, el griego y el hebreo. En el Collège de France fueron profesores científicos de tanto relieve como Bernard, Berthelot, Cuvier, Frédéric Joliot-Curie o Langevin.
3. Jardin des Plantes. El jardín botánico, próximo a la estación de Austerlitz y al Sena, incluye también un Museo de Historia Natural (paseando por la rue Buffon podemos contemplar, a través de los ventanales, esqueletos de animales de otros tiempos). Junto al jardín botánico, en la esquina de la rue Linné con Cuvier, nos sorprende gratamente la fuente dedicada a Cuvier, el gran naturalista francés de finales del siglo XVIII y principios del XIX, padre de la Paleontología y de la Anatomía comparada. La bella fontaine, de estilo neoclásico, tiene un singular encanto, adquiriendo los animales un protagonismo especial, con león y cocodrilo incluidos. Una "pequeña joya" no muy conocida que alegrará a los amantes de la naturaleza en su paseo por la gigantesca y monumental urbe.

[Foto: observatorio astronómico de Paris, con la estatua de Le Verrier, quien fuera director del observatorio a mediados del siglo XIX; Le Verrier, fue capaz de prever la existencia de un planeta (Neptuno) más allá de Urano, estudiando precisamente las anomalías de la órbita del planeta que descubriera William Herschel en 1781 y, además, indicar con gran exactitud dónde debía buscarse. La predicción de Le Verrier, de extraordinaria belleza científica, confirmaba la teoría de la gravitación de Newton; descubrimiento sin precedentes en la Astronomía. Procedencia de la foto: www.mitadmissions,org]

4. Observatoire. El Observatorio Astronómico de París fue construido entre 1667 y 1672 y posee dos características torres octogonales (en ellas debió inspirarse José Celestino Mutis para el observatorio de Santa Fe de Bogotá, el primero de América). Surgió como complemento de la Academia de las Ciencias, de esa misma época. En sus 125 primeros años de existencia estuvo dirigido por los Cassini. Merece la pena visitarlo, para después bajar a los jardines y palacio de Luxembourg. Poco antes de llegar a los preciosos jardines, si nos fijamos bien, podremos ver la Facultad de Farmacia, con una estatua de Vauquelin, descubridor del cromo a finales del XVIII.

5. Palais de la Découverte. Este Palacio de los Descubrimientos constituye el ala oeste del Grand Palais y con toda seguridad merece la pena su visita, que nosotros no pudimos hacer.

6. Musée Pasteur. Pocos lugares tienen tanto interés para la ciencia como el Instituto Pasteur. El museo se encuentra en el número 25 de la rue du Docteur Roux. Un busto del eximio químico y microbiológo francés preside la entrada. En el sótano del museo se encuentran los restos de Pasteur, en una capilla de inspiración bizantina.

7. Sorbonne. La Sorbona es un imponente edificio y, sin duda alguna, la más curiosa de las universidades (allí fueron profesores los Curie). Tiene sus orígenes en el siglo XIII como un colegio de Teología para estudiantes con pocos recursos económicos. Además de los matrimonios Curie y Joliot-Curie, también Pasteur enseñó entre sus históricas paredes.

[Foto: torre de St-Jacques, en cuya base se encuentra una estatua de Pascal; procedente de www.welcometoparis.it]

8. Tour St-Jacques. La torre de Santiago se alza alegremente en mitad de un bonito y céntrico jardín. Formaba parte de una iglesia que era punto de encuentro de los peregrinos que se disponían a realizar el Camino de Santiago. Hoy sólo queda la torre gótica, de algo más de cincuenta metros de altura, donde Blaise Pascal hizo experimentos para estudiar la variación de la presión atmosférica con la altitud, a mediados del siglo XVII. Según hemos leído, bajo ella fue enterrado el alquimista medieval Nicolas Flamel, aunque una leyenda afirma que realmente nunca murió y hay quienes, en diferentes épocas, se han atrevido a afirmar que lo han visto por las calles de París (!). Los alquimistas siempre fueron manantial de curiosas e inverosímiles historias.

Un brevísimo paseo por el París de la ciencia. Intentaré profundizar algo más en otro momento. ¿Qué recomendaciones sugiere el lector? Sin duda, me he dejado mucho por comentar. Pido disculpas; y animo a los comentarios.