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Universidad Politécnica de Cartagena Inauguración curso 2006-2007 6.10.2006 ¿Es aburrida la Ciencia? Jalt La alegría de contemplar y conocer es el regalo más hermoso de la Naturaleza La Ciencia se ha de explicar de manera simple, pero no hacerla más simple de lo que es JAL T Jalt Santiago Ramón y Cajal Jalt ¡La Ciencia no es aburrida! JAL T 1. La Ciencia puede ser divertida e inesperada 2. ¿Quedan cosas importantes por descubrir? 3. ¿Dónde van las Ciencias en Españ España? Jalt 1. La Ciencia puede ser divertida e inesperada ¡Sorpresa! Jalt La caída de los cuerpos ¡El Cosmos no es inmutable y eterno, sino variable! Hven, Dinamarca, enero 1578 Contradiciendo las doctrinas de Aristóteles y de la mayoría de los sabios, un atrevido y joven astrónomo danés, Tycho Brahe, propone un carácter variable para el Universo Pisa, Italia, diciembre 1612 Un grupo de filósofos, dirigidos por Giorgio Coresio, profesor de griego, han hecho caer diversos cuerpos desde lo alto de la Torre de Pisa, para confirmar las ideas aristotélicas de que los objetos de mayor peso caen más rápidamente. Galileo Galilei ha hecho un informe sobre ello. Miriadas de monstruos en una gota de agua Londres, noviembre 1677. La Real Sociedad de Londres comprueba lo afirmado por un comerciante holandés, Anthony van Leewenhoek, sobre la existencia de miles de diminutos animáculos en una gota de agua Disputas sobre la gravedad Cambridge, Inglaterra, julio 1686 Isaaac Newton, del Trinity College, ha propuesto una ley de la gravedad basada en la idea de que los cuerpos se atraen entre sí en proporción directa a sus masas e inversa al cuadrado de su distancia. Robert Hooke, secretario de la Royal Society ha declarado que Newton le ha robado la idea original El problema del lenguaje JALT Jalt SERENDIPIA Horace Walpole, 4º Conde de Oxford The Three Princes of Serendip (Serendib, Ceylan, Sri-Lanka) Carta a Horace Mann, 28 enero 1754 ….A lo largo de los viajes sus altezas van haciendo descubrimientos, con una mezcla de accidentalidad y de sagacidad, de cosas que no iban buscando… Jalt SERENDIPIA ► Recuperada hacia 1970 ►En diccionarios en 1974 ►El libro de Royston M. Roberts: 1989 1989 Internet: Serendipity: 12.850.000 Serendipity + Science: 2.410.000 1992 2004 Jalt Paul Flory (polímeros) Las invenciones significativas no son meros accidentes …El conocimiento en profundidad y extensión son prerrequisitos virtuales. Al menos que la mente no esté cargada previamente, al saltar la chispa del genio, probablemente no encontraría nada que encender” Szent-Gyorgyi (vitamina C) Descubrir consiste en ver lo que todo el mundo ha visto y pensar en lo que nadie ha pensado. Royston M. Roberts (Cloroquina) La persona que ve solamente lo que quiere ver y rechaza los resultados inesperados como erróneos, nunca hará ningún descubrimiento Joseph Henry (padre de la electricidad) Las semillas de los grandes descubrimientos están flotando a nuestro alrededor constantemente, pero sólo enraízan en las mentes bien predispuestas para recibirlas Sir Alexander Fleming: La historia de la penicilina posee un cierto romanticismo en si misma e ilustra la cantidad de suerte, fortuna, azar o destino, llámese como se quiera, que existe en la trayectoria de cada persona Jalt ¡EUREKA! : UNA ANÉCDOTA DE ARQUÍMEDES • S.III a.C.: Hiero, rey de Siracusa • La joya de oro • La mente científica de Arquímedes: Palanca Rueda-noria Principio de Arquímedes • Volúmenes de cuerpos regulares •Densidades: Oro: 19,3 g/c.c Plata: 10,5 g/cc. Cobre: 8,99 g/c.c. Oro 14 quilates: 58% oro Jalt UNOS POCOS EJEMPLOS DE CIENCIA Y SERENDIPIA Newton Pila eléctrica Radiactividad Edulcorantes Colorantes Física Polietileno PVC Nylon Teflón Vulcanización Fotografía Química Biología Tecnologías Wöhler y urea Buchner y las enzimas ADN SERENDIPIA Big-Bang Púlsares Las lunas de Plutón Astronomía Medicina Arqueología Manuscritos del Mar Muerto Vida común Vacunación Anestesia Aspirina Penicilina Antituberculosos Cefalosporinas Interferón Velcro Post-it Copos de maíz Jalt FÍSICA: ELECTRICIDAD Luigi Galvani (1737-1798), fisiólogo italiano: pata de rana disecada en un colgador de bronce sobre soporte de hierro. Ayudante que se apoya en generador electrostático: contracciones (electricidad del animal) Gladstone, ministro de Hacienda inglés: : “¿Para qué sirven sus descubrimientos?” Michael Faraday ((1791 - 1867) ): “No sé, pero seguro que en algún tiempo los políticos cobrarán impuestos con eso” Jalt NEWTON Y LA MECÁNICA CLÁSICA • • • Worlsthorpe, 1642 Verano 1665 Mente científica: Optica Matemáticas Física movimiento Jalt ¿ANÉCDOTA O REALIDAD? Sir David Brewster en “Memoirs of the life, writings, and discoveries of Sir Isaac Newton “Yo vi el manzano en 1814 y cogí una pequeña porción de sus raíces. El árbol estaba muy estropeado y fue abatido en 1820 y parte de la madera fue cuidadosamente guardada por Mr. Turner del Stoke Rochefort Jalt PERKINS Y EL COLOR QUE REVOLUCIONÓ AL MUNDO •Williams Perkins (1838- 1907). 18 años. Estudiante de Química. Preparación de quinina artificial a partir de tolidina • Fracasos. Intento con anilina: sólido negro • Al lavar recipiente con alcohol y agua: púrpura anilina, malva • Primer colorante artificial. Explotación industria Tejidos •Colorante rojo alizarina •Síntesis cumarinas (perfumes) •Síntesis ácido cinámico •Reacción de Perkins •Uso de colorantes en histología, microbiología, etc •Jubilación a los 35 años Jalt LOS EDULCORANTES ACALÓRICOS SACARINA: Poder edulcorante 300 Químico Ira Remsen en John Hopkins University Programa teórico de investigación Restos de sustancia preparada accidentalmente en mano SULFAMATOS.CICLAMATOS Poder edulcorante 30 Michael Sveda, estudiante Universidad Illinois Sulfamatos como posibles medicamentos Sabor dulce en el cigarrillo ASPARTAME Poder edulcorante 200 James Schlatler, 1965,químico de la Searle, buscando Tetrapéptido como antiulceroso Intermedio dipeptídico y rebose del recipiente. Manos contaminadas NEOHESPERIDINA DIHIDROCHALCONA (NHC) E959 Jalt LOS MATERIALES Fluorocarbonados Rayon Teflón PVC Politeno Nylon Caucho vulcanizado Jalt Como ejemplo: EL TEFLÓN • Politetrafluoretileno. Du Pont, hacia 1935: Dr. Roy J. Plunkett: refrigerantes no tóxicos a base de fluorocarbonados • 6 abril 1938: tanque aparentemente sin gas. ¿Válvula? • Aserrado del tanque: polvo ceroso blanco. Polímero inerte, termoestable y costoso • Proyecto Manhattan bomba atómica. Necesidad de válvulas resistentes a compuestos corrosivos de uranio • A los pocos años ventas por miles de millones de dólares • 1960: primeras sartenes antiadherentes teflonadas • Aortas artificiales, válvulas cardíacas, córneas artificiales, pieza óseas, trajes espaciales, aislantes eléctricos espaciales, multitud de usos industriales Jalt LA VIDA COTIDIANA • Post-it • Velcro • Copos de maíz Jalt El CASO DE LOS COPOS DE CEREALES 1898: primeros copos de maíz • Dr. J. H. Kellogg y su hermano W.K.Kellog, sanatorio y alimentación. •Granolas de trigo. Masa de trigo reposando más de un día accidentalmente •Al pasar por rodillos se formaron copos en lugar de una lámina delgada •Aplicación a copos de maíz 2005: Kellogg Company poseía mas de 50 fábricas, con unos 20.000 empleados, en 22 países y distribuía sus productos en más de 160 países. Ventas > €10.000 millones/ año 1906, W.K.Kellogg: Kellogg Company Acciones de la Fundación Jalt LA SERENDIPIA Y LA ASTRONOMIA • La teoría del Big-Bang • La luna de Plutón • El descubrimiento de los púlsares •Tesis doctoral de Jocelyn Bell, Cambridge, 1967 •Modificaciones de ondas de radio en los medios interplanetarios •Las anomalías del papel registrador: regularidad. LGM •Púlsares: estrellas de neutrones originadas tras la explosión de una supernova Jalt 2. ¿Queda algo por descubrir? Toda la Ciencia importante ya está descubierta Los hallazgos científicos más importantes se realizarán en el futuro ¿OCASO o COMIENZO DE LA CIENCIA? Jalt EL OCASO DE LAS CIENCIAS Analista científico de Scientific American Entrevistas científicas (1989-1995) a variados Nobeles y destacados científicos de todas las materias Los grandes logros científicos ya se consiguieron y muchas disciplinas no son infinitas • El fin del progreso • El fin de la filosofía • El fín de la física • El fin de la cosmología • El fin de la biología evolucionista • El fin de la ciencia social • El fin de la neurociencia • El fin de la caoplejidad • El fin de la limitología • La teología científica o el fin de la ciencia máquina JALT Jalt G. Stent: la meta de la Química, consistente en comprender los principios que rigen la conducta de las moléculas, se encuentra, al igual que la meta de la Geografía, claramente delimitado L. Pauling: .... y a a finales de los 30 tenía la impresión de que había gente de sobra ocupándose de la Q. Orgánica, así como de la Q. Inorgánica Popper: la ciencia nunca contestará preguntas sobre el significado y propósito del Universo Sheldon Glashow (P.N.): “Los físicos seguirán buscando algún pequeño chisme interesante en algún lugar,...pero no será lo mismo que la búsqueda que yo tuve la suerte de acometer” Jalt Jalt Jalt HACIA LA UNIFICACIÓN Mecánica celeste Gravedad terrestre Gravitación Universal Piones Geometría Espaciotiempo Neutrones Protones Interacciones fuertes Interacciones neutrinos Desintegración beta Luz Interacciones débiles Magnetismo Electricidad Electromagnetismo Interacciones electrodébiles Relatividad general Modelo Estandar ¿? ¿Hacia el 2050? Jalt EL MODELO ESTÁNDAR a) Partículas de materia asociadas a campos cuánticos: 3 generaciones de quarqs y leptones b) Fuerzas fundamentales asociadas a campos cuánticos: bosones (débil), gluones (fuerte), fotones (e.m.) ¿Cuándo se descubrirán y estudiarán las partículas o campos de Higgs, generadoras de las masas de los demás campos? Jalt ALGUNAS INCÓGNITAS COSMOLÓGICAS • ¿Qué sucedió en el primer milisegundo tras el BigBang? • El problema de la constanste cosmológica antigravitatoria de Einstein • La naturaleza de la materia invisible o negra • Universos virtuales: su estudio y creación • El diseño y construcción de grandes telescopios ubicables en la cara oculta de la Luna y otros lugares. Universo-Multiversos La existencia de nuestro Universo supone la existencia de numerosísimos ajustes y aciertos (¿providenciales?). ¿Podríamos ser un caso particular de un conjunto diverso, de un infinito universo, un multiverso, con universos de diferentes propiedades, de diverso destino, muchos de ellos no viables y de corta duración? Jalt LA ECUACIÓN DE DRAKE N = R*.fp.ne.fl.fi.fc.L N = Nº civilizaciones comunicativas en Vía Láctea con radiocomunicaciones detectables R* = Velocidad de formación de estrellas-soles adecuadas para el desarrollo de vida inteligente fp = Fracción de ellas con planetas ne = Nº de “tierras” por sistema planetario fl = Fracción de planetas con vida desarrollable fi = Proporción de ellas con vida inteligente fc = Proporción de ellas con adecuadas tecnologías comunicativas L = Durabilidad de la civilización comunicativa Jalt CLIMA Y HOMBRES El clima hacia el año 2050 • Conocimiento de la naturaleza y cuantía de sus efectos de los factores que influyen en el clima • Desarrollo de modelos adecuados para el conocimiento de los cambios climáticos • Valoración de la calidad y cantidad de los efectos antropogénicos sobre el clima • Desarrollo de modelos predictivos fiables Jalt GENÉTICA Y BIOLOGÍA MOLECULARES ALGUNAS PREGUNTAS • A partir de la secuencia primaria, poder predecir precisamente la estructura tridimensional de las proteínas y las derivaciones funcionales • ¿Se conseguirá desarrollar un modelo con TODOS los componentes e interacciones moleculares posibles, que prevea las consecuencias de cualquier modificación genética o las de cualquier estímulo externo al sistema • ¿Permitirán los conocimientos genéticos establecer precisamente las etapas evolutivas de la vida sobre la Tierra?. • ¿Se producirán seres vivos en el laboratorio? • ¿Se aplicará adecuadamente el conocimiento del genoma humano de modo individualizado a la prevención, diagnóstico y terapia? Jalt LA GENÓMICA FUNCIONAL Comportamiento Sicología Neurociencias Genómica Conductual Genómica Funcional Biología Molecular Genética Jalt LA CONSCIENCIA • Resolución de los dualismos tradicionales cuerpo-cerebro, cuerpo-mente, cerebro-mente • Respuestas científicas para la pregunta ¿qué es la consciencia? • ¿De qué modo emerge de la actividad cerebral el conjunto de procesos que llamamos mente • ¿Cuáles son las bases biológicas de procesos tales como la imaginación o la capacidad de decisión? JALT Jalt Conocimientos 2000 1000 0 Año 1000 2000 JOHN HORGAN: JOHN MADDOX: Las preguntas se han vuelto más interesantes y exigen más esfuerzo...Los problemas aún no resueltos son gigantescos. Mantendrán ocupados a nuestros hijos y a los hijos de nuestros hijos durantes siglos, y tal vez hasta el final de los tiempos Conocimientos “...Y ahora que la Ciencia-la verdadera, la pura, la empíricaha tocado a su fin, ¿queda ya algo en qué poder creer? 2000 1000 0 Año 1000 2000 Jalt TRES EJEMPLOS ESPERANZADORES La terapia regenerativa con las células madre La inmunoterapia contra el cáncer Una mayor y mejor longevidad Jalt Jalt PRIMERA DIVISIÓN CELULAR Células madre TOTIPOTENTES (hasta 16 células) Cada una de ellas puede dar lugar a un embrión FERTILIZACIÓN SUCESIVAS DIVISIONES CELULARES La potencialidad futura de las células madre depende de la etapa de su obtención a partir de embriones o de tejidos y órganos adultos ETAPA DE BLASTOCISTO ~ 100-200 células Células madre PLURIPOTENTES, pueden diferenciarse a células de diversos tejidos y/u órganos Células madre MULTIPOTENTES, diferenciables en diferentes tipos dentro de la misma clase (ej. sanguíneas) Jalt POSIBILIDADES - Finales 1998: Posibilidad de cultivo en laboratorio - 1999. Revista Science: “El acontecimiento del año” Dr. James Thomson y Dr. John Gearhart Células precursoras de gónadas de fetos abortados •Fertilizaciones in vitro (sobrantes o no) •Reemplazamiento nuclear (“clonación”) Embriones (blastocistos) Cordón umbilical) •De tejidos adecuados •De células tisulares adultas reprogramadas Necesidad de controlar la gran complejidad de circunstancias y factores participantes Tejidos/órganos adultos Jalt ¿TRABAS ÉTICAS? El problema bioético fundamental del su uso de las células madre embrionarias es que, hasta ahora, por razones técnicas, su extracción a partir del blastocisto lleva consigo la necesaria destrucción del embrión, su muerte En los debates morales la verdad no la tiene nadie. Carlos Belmonte Jalt 3. ¿Hacia dó dónde van las Ciencias en Españ España? Jalt Años de Bachillerato y de enseñanza separada de Química (Física) en diversos países europeos 5 4 3 2 1 0 Italia Alemania Francia Reino Unido España Jalt Evolución de horas asignadas obligatoriamente a Química o Física en los distintos planes de estudio 350 300 250 200 150 100 50 0 1957 1967 LGE-70 LOGSE LOCE •a) Bachiller Elemental+Bachillerato Superior+Preu(Cou); b) ESO+Bachillerato (CC.NN.SS/Tecnología) •a)Bachiller Superior (Ciencias); b)Bachiller (CC.NN.SS/Tecnología) •a)Bachiller Elemental/2ºBUP; b) Graduado en Educación Secundaria Jalt Porcentaje de alumnos cursando Química (Física) en Secundaria 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 LOGSE actual LOGSE futuro 1. 2. 3. 4. 5. 1 2 3 4 Alumnos iniciales 3º ESO (FQ) 4º ESO (FQ) 1º Bach. Ciencias (FQ) 2º Bach. (elección) 5 Jalt Resultados de España en las Olimpiadas Internacionales científicas: EUSO, Química, etc 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Alemania Francia Reino Unido Italia España Jalt PROPORCIÓN DE ABOGADOS / INGENIEROS (CIENTÍFICOS) 1 7 1 10 10 1 Jalt 3 EVOLUCIÓN EN EL GASTO EN I+D (% PIB) 2,5 2 España Europa 1,5 1 0,5 0 2010 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1988 1991 1993 1995 1997 2001 2005 Media paises UE (15): > 2% Jalt 3 2,5 2 España Europa 1,5 1 0,5 0 2010 Jalt
