Si de alguna manera puedo identificarme con la teoría de Kuhn sobre el progreso de la ciencia tal y como lo expone en su obra La Estructura de las Revoluciones Científicas (ERC) es tal vez tomando en cuenta mi propia experiencia durante mi formación como científico.

    Creo que una de las grandes decepciones en mi vida académica fue cuando supe que existía la Mecánica Cuántica, durante el cuarto semestre de mi carrera. Me sentí engañada, porque hasta ese momento había estado aprendiendo cosas que, tal como parecía ahora, no eran necesariamente ciertas... mi conocimiento ahora era indeterminado. Desde el punto de vista de Kuhn, podría decirse que me estaba resistiendo a cambiar de paradigma.

    Posteriormente aprendí y entendí muchas otras cosas acerca de la Química Cuántica que, lejos de confundirme, contribuyeron a ampliar mis conocimientos y afianzar mi vocación en el área de la Fisicoquímica Teórica.

    Con seguridad, todos hemos sufrido alguna vez de un rechazo o "choque" cuando nos enfrentamos a algo nuevo, que es completamente diferente, que se escapa a nuestro entendimiento de la cotidianidad, que no conseguimos entender a priori. Creo que es una reacción perfectamente natural, es el miedo a lo desconocido, una condición humana que nos ha acompañado desde los orígenes de las civilizaciones cuando, por ejemplo, lo que hoy conocemos como un cometa pudo causar pánico, horror, y quién sabe qué otras sensaciones.

    ¿Y quién podría pensar que la ciencia escapa a esta condición? Kuhn señala que la ciencia, siendo un producto humano, sufre de estos males y no es inerte a las experiencias terrenales. Se dice entonces que la ciencia no es un fenómeno aislado, sino que está íntimamente ligado a la subjetividad del hombre, a la historia y a la estructura social.

    En la ERC Kuhn hace referencia a cinco elementos básicos que conforman una revolución científica. El paradigma o matriz disciplinar es el conjunto de leyes, principios, teorías, que rigen el quehacer científico de una comunidad científica o grupo de científicos que realizan los estudios, las investigaciones, e imparten la enseñanza en un área determinada de la ciencia; la comunidad científica desarrolla entonces la llamada ciencia normal, en la que el conocimiento es acumulativo, progresivo, y el aprendizaje de la ciencia se lleva a cabo mediante la resolución de enigmas que sirven como modelo para la resolución de cualquiera de los problemas planteados en la comunidad. Todo evoluciona normalmente hasta que los enigmas ya no son resueltos con tanta efectividad y aparece una anomalía, problemas u observaciones que no pueden ser explicados mediante la matriz disciplinar vigente, y que propician que exista una revolución científica, en la que surgen nuevas leyes, principios y teorías, es decir, un nuevo paradigma, que consigue explicar de forma más satisfactoria y eficiente la anomalía. Durante una revolución científica el conocimiento deja de ser acumulativo, cambia muy rápidamente, y la comunidad científica termina ajustándose al nuevo paradigma para comenzar un nuevo periodo de ciencia normal.

    Creo que un ejemplo muy valedero de la teoría kuhniana y de la influencia que tienen los paradigmas sobre nuestra forma de ver el mundo (léase, que el conocimiento científico no es inmune a la subjetividad del hombre) es el conocimiento que tenemos sobre la estructura del átomo.

    Revisemos primero un poco de historia.

    Luego de los milesios, el pensamiento filosófico fue evolucionando. Aparecieron nuevos pensadores en diferentes regiones, con diferentes ideas, todas apuntando a responder la gran pregunta: ¿Qué es la fisis?

    Hasta ese momento, la fisis era concebida como una única entidad, material o no, que estaba contenida en todo y era la esencia de todo. Aparece entonces una línea de pensamiento filosófico que se permite concebir la fisis, aquello que es común a todas las cosas del mundo, no como una única entidad, sino más bien como una mezcla, definida o indefinida, limitada o ilimitada, de varios elementos principales que no son transformables o descomponibles los unos en los otros.

    Empédocles dice que son cuatro estos elementos: aire, agua, tierra y fuego, que están contenidos en todo, como una mezcla de algunos o todos ellos, en proporciones variables pero definidas, formando así la infinidad de materiales existentes. Anaxágoras propone las homeomerías: todo es una repetición infinita de partes que lo contienen todo; todos los materiales están contenidos en cada uno, en proporciones tales que sólo es perceptible a nuestros sentidos aquel material que se encuentra en mayor proporción respecto a los demás.

    Acercándose aún mucho más a lo que hoy conocemos por ciencias físicas, Leucipo y Demócrito (s. V a.C.) proponen el concepto de ÁTOMO, partículas indivisibles, todas equivalentes, diferentes sólo en forma, orientación y cantidad, que conforman la materia que somos y que nos rodea. Comienza así nuestra concepción atomista y discontinua de la materia.

    Pero qué problema... llamaron átomo (del latín atomum, y este del griego atomon, indivisible), a las unidades mínimas conformadoras de la materia... ¿indivisibles? No, definitivamente los átomos no son indivisibles... pero esto no se supo sino hasta mucho tiempo después. Sigamos revisando la historia.

    Las verdaderas investigaciones sobre el átomo comenzaron en el siglo XVII, cuando los experimentos de Robert Boyle dieron nuevo impulso a la investigación de las intimidades de la materia. En 1803, el científico inglés John Dalton propuso por primera vez, la teoría de que cada elemento tiene un tipo particular de átomo y que cualquier cantidad de un mismo elemento está formada por átomos idénticos. Lo que distingue a un elemento de otro es la naturaleza de sus átomos.

    Aunque la teoría de Dalton contenía el error de afirmar que la materia no podía estar formada por partículas más pequeñas que los átomos, su aporte estableció las bases de la Física y la Química modernas y comenzaron a producirse los verdaderos descubrimientos atómicos.

    El descubrimiento del electrón, a finales del siglo XIX, sugirió que debería tratarse de una partícula subatómica; es decir, los átomos no eran las últimas partículas en que se podía dividir la materia, en contra de lo que pensaron Demócrito y Dalton. Este hallazgo hizo ver la necesidad de elaborar un modelo que explicase cómo estaba formado el átomo por dentro. Fue Thomson el primero que ideó uno de estos modelos: supuso los átomos serían pequeñísimas esferas en cuyo interior estarían unidos los electrones con otras partículas de carga eléctrica positiva, como pasas embebidas en un pastel.

    Posteriormente, en 1911, Ernest Rutherford desarrolló un modelo atómico según el cual un núcleo cargado positivamente estaría rodeado por diminutas partículas con carga negativa. El modelo de átomo de Rutherford sería aceptado poco después por los científicos de todo el mundo, gracias a las aportaciones del físico danés Neils Bohr.

    El modelo de Bohr comenzó a quedar atrás con los primeros vestigios de la teoría cuántica, la cual cristalizó con la proposición de Erwin Schrödinger en 1926 y su conocida ecuación, que describe matemáticamente la estructura atómica con los protones y neutrones condensados en el núcleo, y los electrones alrededor del núcleo dispersos en orbitales, "nubes" de densidad electrónica que representan la probabilidad de encontrar los electrones en un espacio determinado.

    La materia pasó de ser un pedacito de "algo" a ser una función matemática...

    Este ejemplo muy histórico ilustra claramente los cambios de paradigma ocurridos durante la evolución de la teoría atómica, sus periodos de ciencia normal, y la aparición de anomalías que propiciaron las revoluciones científicas en el área. Aunque el modelo atómico de Bohr no es correcto, aún se utiliza para explicar muchas de las propiedades estructurales del átomo, lo cual podría ser visto como una mera resistencia al modelo cuántico...

    Bastaría con pedirle a alguien con mínimo conocimiento científico que dibuje un átomo, y con seguridad hará algo muy similar a esto:

    Pero en todo caso, sólo una persona con amplio conocimiento científico sobre el área (un Físico o un Químico), podría hacer un dibujo de orbitales atómicos, con sus diferentes formas, orientaciones espaciales, nodos, densidades, etc.

    Entonces, ¿Tiene o no tiene que ver el sujeto con la ciencia? definitivamente el conocimiento científico es subjetivo y afecta nuestra cosmovisión, porque no ve las cosas igual alguien que cree que los átomos son una maraña de órbitas alrededor de una pelotita, a alguien que conoce que la materia con la que interactúa es mucho más complicada de lo que parece.

    Para ilustrar aún más la teoría de Kuhn con este ejemplo, veamos cómo se concibe actualmente el conocimiento acerca de los átomos.

    Si buscamos el concepto de "átomo" en un diccionario, encontraremos algo como esto, por ejemplo:

Partícula de un elemento químico que forma la cantidad más pequeña que puede entrar en combinación. (El Pequeño Larousse Ilustrado. 2000)

    Esta definición es más moderna que la definición usual del átomo como la unidad fundamental que conforma de la materia. Definir el átomo como la estructura individual más pequeña que constituye la unidad básica de cualquier elemento químico es una forma más inteligente de no cometer el error de considerarlo como indivisible, así sea muy implícitamente.

    Pero lo que deseo resaltar es que el concepto de átomo que se encuentra en cualquier diccionario, además de ser un poco vago y carente de detalle, aparece allí como si siempre hubiera estado. Aún incluso en aquellos libros en donde se ofrece una explicación más amplia sobre la estructura atómica se pierde el importantísimo hecho de que el conocimiento sobre la estructura de los átomos ha evolucionado enormemente desde los inicios mismos en que se decidió, equívocamente, darle el nombre de "indivisibles", hace ya más de dos mil años.

    Se muestra entonces el conocimiento de la ciencia como algo aislado del científico mismo, como si desde el comienzo se hubiera sabido que el átomo es una estructura formada por un núcleo que contiene los protones y los neutrones, y que concentra la mayor parte de su masa, rodeado por nubes electrónicas en diferentes niveles energéticos. En otras palabras, se ignora la realidad histórica del concepto...

    Podría alguien común preguntarse entonces por qué se le llama indivisible a algo que claramente no lo es.

    Aún más, este tipo de definiciones o, en general, la forma en como se nos presenta la información científica, no toma en cuenta tampoco el hecho de que ese conocimiento, lejos de ser estático, es cambiante. Bastaría con leer diferentes definiciones de "átomo" en libros de otros años o épocas, y veremos como se le asignan diferentes características y propiedades a un mismo término a lo largo de la historia, las cuales pueden llegar a ser tan contrarias e incongruentes como las meras definiciones de átomo de Thomson y la mecano-cuántica. Y que quede claro, que cuando se propusieron los primeros modelos atómicos se creyó que de hecho esa era la estructura interna de tan estudiadas partículas.

    Siendo así, no hay nada que asegure que el átomo, tal como lo conocemos hoy en día los científicos, llegue a ser algo sustancialmente diferente de aquí a unos años, cuando los avances tecnológicos permitan registrar nuevas observaciones experimentales que no concuerden con el modelo actual. Y si no, pensemos qué dirían los descubridores de los protones, neutrones y electrones si les preguntáramos sobre la posibilidad de que estas partículas no fueran tan "elementales" como ellos creyeron y que estaban formadas de partículas aún más pequeñas llamadas "qarks"...

    Otro ejemplo relacionado con la química que podría citar es el de la comprensión de la naturaleza del enlace químico, en la que aún actualmente nos debatimos entre dos puntos de vista: la Teoría de Orbitales Moleculares y la Teoría del Enlace de Valencia, y el alboroto que causó Linus Pauling cuando propuso la primera de estas en los años 30.

    Me tomaría un ensayo completo exponer este ejemplo, por lo cual sólo lo menciono. Al comienzo de mi carrera en ciencias realizamos un trabajo acerca del primer artículo de Pauling sobre la naturaleza del enlace químico. En ese entonces, en el año 1998, sin tener conocimiento alguno sobre T. S. Kuhn ni sobre su teoría, escribí en mi trabajo lo siguiente:

    "A mí me parecieron tan buenos sus resultados que por un momento los creí completamente correctos. Ahora pienso que no tenemos forma de saber qué tan cercana está una teoría a la realidad, ya que actualmente esta realidad es inaccesible para nosotros, y lo más que podemos hacer es conseguir algo que nos sirva para predecir teóricamente lo mejor posible aquellas propiedades físicas que podemos observar experimentalmente. Aún así me queda una duda: esa propiedad que observamos experimentalmente es un fiel reflejo de la realidad?

    ... No todo lo podremos saber directamente, siempre las cosas se han ido derivando de teorías completamente erróneas que han sido derrotadas por teorías un poco mejores, y así sucesivamente. Así ha sido siempre, con todo, porque tenemos que investigar y cometer errores para finalmente aprender. Lo importante es que no nos conformemos con algo que sirve a medias, porque hay que tener claro que aunque la teoría de Pauling es muy buena, falla en el hecho de que los cálculos para determinar cantidades numéricas, y así predecir las propiedades que se encuentran experimentalmente, son casi irrealizables; como todo: no es perfecta. Entonces de seguro en algún momento alguien propondrá una teoría que mejore la de Pauling y a los futuros estudiantes de química les enseñarán eso. Yo me conformo con saber que todo este proceso de aprendizaje va en avance, y me gusta formar parte activa de él."

    Queda entonces bien claro que la obra de Kuhn ajusta bastante bien las características del desarrollo científico a lo largo de la historia del hombre. Muchos ejemplos pueden ser encontrados en cualquiera de las áreas de la ciencia, jóvenes o maduras, puras o interdisciplinarias, siendo los del conocimiento de la estructura atómica y de la naturaleza del enlace químico sólo dos de ellos que consideré importantes en el área de la química debido a mi experiencia personal, ya que marcaron fuertemente el rumbo que habría de tomar a lo largo de mi formación y en el ejercicio de mi profesión como químico.

    Así como el átomo no es indivisible porque está formado por partículas más elementales (que a su vez son también divisibles en otras partículas aún más fundamentales), tampoco es indivisible el progreso científico, que de ninguna manera puede ser visto como un proceso lineal y perfectamente determinado, sino que debe ser considerado como el resultado de la interacción de muchos factores, humanos, subjetivos, que dirigen el desarrollo de la ciencia y a su vez son modificados por ella.

Mérida, 9 de julio de 2003