La física y la biología, una nueva síntesis

Luis Benítez Bribiesca

La física ha sido hasta nuestros días el prototipo de las ciencias exactas. Sus teorías y leyes del macrocosmos, con la mecánica newtoniana y la relatividad, así como aquellas del microcosmos con la mecánica cuántica, ofrecían hasta hace unas décadas la posible explicación de todo el universo. Pero el vertiginoso avance en la biología de los últimos años ha cimbrado a la física en su búsqueda afanosa por teorías unitarias que explicaran todo el fenómeno cósmico en una sola formulación matemática. La razón para ese cambio es haber caído en la cuenta de que el fenómeno más notable del universo es la vida, en particular la vida inteligente, y descubrir que el fenómeno vital parece eludir tenazmente las leyes de la física clásica que regulan con precisión a la materia inanimada.

El problema fundamental es que la extremada complejidad de la materia organizada en los seres vivos parece manifestar propiedades emergentes que no podrían anticiparse con ninguna de las teorías de la física moderna. Mientras la biología actual, a través de la genética molecular, ha hecho aportaciones de tal magnitud que ya podemos entender la estructura y función del plan maestro de la vida condensado en las moléculas replicadoras de información o ácidos nucleicos, carecemos de conceptos físico-matemáticos y de teorías o leyes que permitan predecir la estructura y el comportamiento de los seres vivos.

Es evidente que falta un puente que vincule la materia inanimada y sus leyes con la materia organizada en sistemas vivientes. Tender ese puente es una tarea fundamental si se quiere explicar cómo el universo fue capaz de generar algo tan complejo como es la vida. Por ello, los más interesados en abordar el tema no han sido los biólogos sino los físicos, quienes tienen las herramientas metodológicas y matemáticas para lograrlo.

El primer intento científico y profundo para abordar claramente esa tierra de nadie entre la física y la biología se debe al eminente físico Erwin Schrödinger. El título y la temática de su pequeño gran libro es la interrogante milenaria: ƑQué es la vida? (What is life? Schrödinger E. Cambridge University Press, 1967).

Ese gran científico plantea con precisión las discrepancias entre lo inanimado y lo vivo, y resalta la necesidad de nuevas formulaciones físico-matemáticas para explicar el fenómeno vital. Pero, además con gran tino, propuso ideas novedosas que fueron la base para descubrimientos seminales de la biología moderna, como la estructura del gen y la termodinámica de los seres vivos.

Cincuenta años después, un grupo de biólogos, físicos y matemáticos tuvieron la feliz ocurrencia de revisar el tema a la luz de los nuevos descubrimientos de la biología y publicaron otro libro de gran trascendencia sobre el mismo tema. (What is life? The next fifty years. Murphy MP and O'Neill LAJ. Cambridge University Press, 1995). Pero a pesar de los enormes avances de la biología y de la física y las matemáticas aplicadas a los sistemas complejos de la biología que ahí se exponen, seguimos sin respuesta a la pregunta fundamental de Ƒqué es la vida?, al menos desde una perspectiva físico-biológica.

Quizás el fenómeno más inaccesible, y por ello más misterioso para esa búsqueda, es el surgimiento de la mente. Es el punto donde el universo parece haberse concentrado para entenderse a sí mismo. En su último ensayo, el propio Schrödinger propone una explicación de las bases físicas de la conciencia.

En los últimos 50 años, con el surgimientos de la cibernética, el gran desarrollo de la neurobiología y los intentos por crear inteligencia artificial, las investigaciones sobre la mente se han centuplicado incorporando a la física. Por todo eso, ahora la física moderna tendrá que considerar, para todos sus planteamientos unificadores del cosmos, una "constante biológica". Es decir, que las leyes universales sean favorables o al menos no cancelen la posibilidad de emergencia de vida inteligente.

Ya un grupo de científicos teóricos acuñó un infortunado término para designar esa posibilidad llamándole el principio antrópico. Es decir, que las constantes universales son tales que parecen orientadas para favorecer la emergencia de la vida y la generación de la mente humana. Cualquier variación mínima de esas constantes anularía la posibilidad de vida inteligente en el cosmos. ƑSerá posible que nuestro universo fuera diseñado para entenderse a sí mismo?

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