Misteriosa muerte de un químico.

¿Propuso la Teoría de la Evolución? Charles Darwin. ¿Desarrolló la Teoría de la Relatividad? Albert Einstein. Son respuestas que vienen rápido a la mente, de manera prácticamente programadas, como un conocimiento compartido por todos los que saben. Y sin embargo, la investigación científica no funciona de manera tan cuadrada. Cada avance científico en realidad es la acumulación de varios experimentos y datos reunidos por racimos de científicos trabajando en red. A medida que la investigación se hizo más compleja en el siglo XX, hasta el punto que el científico trabajando de manera individual casi ha desaparecido en beneficio de grandes equipos que se llevan el Premio Nobel respectivo en conjunto, esta tarea de acreditación se hace casi imposible. Una de las víctimas de esto fue el pobre Gilbert N. Lewis, quizás uno de los más brillantes químicos del siglo XX... y que tuvo un desgraciado final que puede o no haber estado vinculado a un descubrimiento que nunca se le reconoció de manera adecuada.

Gilbert N. Lewis nació en 1875, y ya estaba en activo cuando se produjeron las enormes revoluciones conceptuales en torno a la investigación del átomo, por obra de la Mecánica Cuántica. Lewis desarrolló un concepto tan básico para la química como lo es el de "enlace covalente", un tipo de relación entre átomos en el cual un mismo electrón es compartido por dos de ellos en el seno de una molécula (este tipo de enlace se presenta, por ejemplo, en el átomo de oxígeno respecto de los dos átomos de hidrógeno alrededor suyo, al formar la molécula de agua: la molécula captura dos electrones, cada uno de los cuales es compartido por el átomo de oxígeno y uno de los átomos de hidrógeno). Pero sus aportes no se detuvieron ahí, y algunos en particular respecto a las superficies, llevaron a los trabajos de un colega llamado Irving Langmuir. En 1932, Irving Langmuir se llevó el Premio Nobel de Química por sus "descubrimientos e investigaciones en la química de superficies", según la expresión de la Real Academia Sueca de Ciencias. Esto, sin reconocer a Lewis, que a lo largo de su vida estuvo candidateado ¡35! veces al Premio Nobel de Química, sin haberlo obtenido nunca. El problema es añejo como el mundo: Gilbert N. Lewis era superior como químico... pero Irving Langmuir era más hábil en las relaciones públicas.

El caso es que el 23 de marzo de 1946, cuando Gilbert N. Lewis tenía 70 años, su cuerpo fue descubierto sin vida en su laboratorio. En la sala se encontró un frasco con cianuro de hidrógeno, un líquido incoloro y muy venenoso. Se asumió que las emanaciones de dicho frasco debieron haberlo matado. Se apuntó como causa de muerte un infarto, y se archivó el caso sin practicar una autopsia.

Pero las cosas se ponen mejor si uno considera que años después, aparecieron testigos afirmando que ese mismo día, Gilbert N. Lewis había almorzado con Irving Langmuir, y que de hecho había estado de un humor muy negro después de haber compartido con él. Para nadie era un misterio por supuesto que Gilbert N. Lewis e Irving Langmuir se detestaban por el asunto del Premio Nobel y del adecuado reconocimiento sobre las teorías del funcionamiento de las superficies a nivel atómico. Hay quien ha llegado incluso a sugerir la fea palabra "asesinato". Y no se descarta que a las últimas, el asunto haya sido no un accidente ni un asesinato, sino un simple suicidio. Simple y triste también, en particular debido a la víctima y sus circunstancias.

Nombrando los componentes de la materia.

Un posteo que mezcla dos favoritos de los lectores de Siglos Curiosos: Etimología y Ciencias (bueno, que la Ciencia lo sea no me consta, porque no me dejan comentarios al respecto, pero es la gentil esperanza de vuestro seguro servidor el General Gato). Durante muchos siglos se creyó que la materia era continua, o sea, explicado a la bruta, que podía dividirse con cuchillo una y otra vez y siempre se obtendría una porción que podía ser dividida en pedazos aún más pequeños, sin fin (suponiendo que se tuviera un cuchillo de filo microscópico, claro está). Andando el tiempo se impuso la idea, que hoy sabemos correcta, de que la materia es discreta, o sea, que no puede ser dividida más allá de un punto porque nos íbamos a encontrar con un componente esencial e indivisible. ¿Y en qué se inspiraron los científicos para darle nombres a estas unidades de la materia que fueron saliendo a la luz con la investigación física...?

MOLÉCULA: Aunque se suele sostener que el concepto de átomo fue primero, el concepto de molécula (es decir, racimos de átomos elementales formando compuestos) le siguió después, para explicar cómo de un puñado de tipos distintos de átomos podía surgir tanta variedad de substancias. Los científicos no se calentaron demasiado la cabeza, y en 1678 ya se propuso la palabra "moléculé" en francés, derivada del latín "mole", que viene a significar "masa". O sea, "molécula" vendría a ser un diminutivo, y su equivalente en traducción bruta al castellano sería "masita". Con todo, la unidad química "mol" no viene de ahí, sino de alemán "mol" (que podría venir del latín o del viejo alemán, ambas lenguas indoeuropeas por otra parte).

ÁTOMO: Se supone que las moléculas están compuestas por átomos. Esta palabra viene de la Antigua Grecia, cuando el filósofo Demócrito teorizó sobre estas últimas partículas. En ese tiempo eran sólo un concepto abstracto, ya que Demócrito no aportó pruebas directas de su existencia (en realidad, éstas llegaron recién a comienzos del siglo XX). La palabra viene del griego "tomos" ("temno", "τέμνω"), que significa "dividir", más el prefijo "a" que es negativo. Por tanto, "átomo" significa "indivisible". La raíz "tomos" aparece también en la actual palabra "tomografía", que vendría siendo así un "dibujo de una división", traducido a lo bestia.

ELECTRÓN: Curiosamente, aunque los átomos se consideraban indivisibles y de ahí el nombre, la primera evidencia empírica de su existencia vino... con el descubrimiento de uno de sus componentes, el electrón. Este fue relacionado con un chorro de partículas llamados "rayos catódicos" (sí, los mismos de los televisores). La palabra original es griega ("ἤλεκτρον"), y significa "ámbar", el mismo ámbar en el cual aparecen mosquitos prehistóricos fosilizados de cuando en cuando. Desde antiguo solía relacionarse el ámbar con la electricidad (concretamente con la electricidad estática, la que sale de frotar el ámbar con un chaleco por ejemplo), y como los rayos catódicos tenían que ver con la electricidad (de hecho, SON electricidad, porque como se comprobó después, el electrón es el portador de la misma), el nombre calzó de manera casi natural.

PROTÓN: El electrón era demasiado liviano como para ser un átomo o un integrante de peso de tal (en el átomo de hidrógeno, que posee un electrón y un protón, el electrón pesa menos de un 0,1% del total), y por lo tanto empezó la cacería por descubrir qué otra cosa componía a los átomos. Cuando finalmente se dio con tal partícula, se descubrió que era muy pesada (1836 veces más pesada que el electrón, aproximadamente), y por lo tanto ése debía ser el constituyente esencial de la materia. Por lo que llamarla la primera partícula (no en el sentido cronológico sino de importancia) era casi una obviedad. Y como en griego "primero" se dice "protos" ("πρῶτος", raíz que aparece también en "protozoo"), la palabra "protón" quedó de inmediato acuñada.

NEUTRÓN: Andando el tiempo, se descubrió que protones y electrones no podían ser los únicos constituyentes de los átomos, y después de investigar, dieron con una partícula más o menos igual de pesada que el protón, pero de carga eléctrica neutra (el protón es de carga eléctrica positiva, y el electrón negativa). De manera que en atención a su neutralidad, la llamaron simplemente "neutrón", miren ustedes cómo se comieron el coco pensando.

ION: En los átomos "regulares", las cargas eléctricas positivas y negativas están en equilibrio, y los átomos en conjunto son por tanto eléctricamente neutros. Sin embargo, si un átomo pierde o gana electrones, también pierde o gana carga eléctrica. La peculiaridad de estos átomos es que en presencia de un campo eléctrico, en vez de quedarse quietos, tendían a moverse según la ley de que cargas iguales se repelen y cargas diferentes se atraen. Por eso los llamaron "iones", del griego "ἰών", que significa "ir". Porque son unos casquivanos, eso es lo que son.

ISÓTOPO: Si lo que cambia dentro de un átomo no es el número de electrones sino el de neutrones, entonces obtenemos el mismo elemento químico, pero con un peso atómico diferente (si lo que cambia es el número de protones, obtenemos lisa y llanamente un elemento químico diferente). Como son el mismo elemento pero con peso diferente, estos átomos conservan el mismo lugar que tenían previamente en la Tabla Periódica de los Elementos. Por esto los llamaron "isótopos", del griego "isos" ("ίσος) que significa "igual" o "lo mismo", y "topos" ("τόπος") que significa "lugar". O sea, etimológicamente "isótopo" significa "que ocupa el mismo lugar", en la Tabla Periódica en este caso.

FOTÓN: Mientras tanto, apareció la teoría de que existe una dualidad "onda-partícula", de manera que cada onda tiene una partícula asociada a ella. Y como el electromagnetismo, la luz incluida, se comporta como onda, debía tener una partícula asociada. A ésta se la llamó "fotón" ("φωτός"), de la palabra griega que significa "luz", precisamente.

QUARK: A medida que pasó el tiempo, se hizo cada vez más evidente que el átomo no sólo era divisible (electrones, protones y neutrones), sino que la fauna subatómica empezó a crecer cada vez más. Los científicos acabaron por acudir al alfabeto griego para llamarlas con nombres tales como "piones", "muones", etcétera. El fin de la carrera (¡por ahora!) fue concebir que las partículas subatómicas, o las más pesadas de ellas al menos, se componen de otras incluso más pequeñas. Interesantemente, quizás como un reflejo del caos subatómico que los científicos tenían entre las manos, el nombre ya no salió del griego, sino de una de las obras literarias caóticas por excelencia del siglo XX: el "Finnegan's Wake" de James Joyce. La palabra "quark" misma en el texto joyceano simplemente no tiene sentido, es un juego de palabras dejado un poco a la inteligencia del lector... y eso algo debe decir de la neblinosa empresa de seguir excavando en las bases mismas de la materia, que por el minuto no parece tener fin...

Hábleme de la tiotimolina resublimada.

En sus Memorias, Isaac Asimov se confiesa como poca cosa en materia de investigación, y defiende ser mejor expositor y divulgador de la Ciencia, que innovador de la misma. Lo que tampoco está mal. Pero una de esas consecuencias, fue que Asimov debió pasar por un infierno a la hora de escribir su tesis doctoral. Para peor, entre terminar su carrera e iniciar la tesis, por su enrolamiento en el Ejército, por sus responsabilidades laborales y por su matrimonio, habían pasado cuatro años, en los cuales Linus Pauling había reformulado por completo las bases de la Química introduciendo la Mecánica Cuántica en la misma. Es comprensible que Asimov, completamente perdido en su propio trabajo, escribiera la tesis un tanto a disgusto.

Estaba trabajando Asimov un día con una substancia llamada catecol, muy soluble al agua, cuando de pronto se preguntó qué pasaría si se disolviera una fracción de segundo ANTES de tocar el agua (una imposibilidad física en principio, claro, pero aunque esta pregunta no le sirviera al químico en Asimov, al escritor de Ciencia Ficción en él quizás sí). Enojado por tener que escribir su tesis de un modo, en sus palabras, "rígido y anormal (incluso estúpido)", escribió una parodia de tesis que llamó (la traducción es mía y libre) "Las propiedades endocrónicas de la tiotimolina resublimada".

En esa época, Asimov vendía sus cuentos principalmente al editor John W. Campbell, y le presentó igualmente su parodia. Campbell accedió a publicarla ("él no se oponía a publicar de vez en cuando un artículo burlesco", escribe Asimov). Asimov le pidió que la publicara, eso sí, bajo seudónimo. Apareció en el número de "Astounding Science Fiction" de marzo de 1948, poco antes de la disertación doctoral... y no con el seudónimo sino con el nombre del autor. Aunque en esa época la Ciencia Ficción no era exactamente un género respetable aún, la Facultad de Química de la Universidad de Columbia terminó por enterarse, y Asimov tuvo motivos más que suficientes para ponerse nervioso. Pasó Asimov por la exposición oral, temiendo lo peor. Se hicieron las preguntas de rigor. Entre ellas, un profesor dijo:

-Señor Asimov... ¿podría decirnos algo sobre las propiedades termodinámicas de la tiotimolina resublimada...?

Asimov estalló en una risa histérica, en la seguridad de que no estarían bromeando así en caso de suspenderlo. A la salida de aquél salón, Isaac Asimov ya era formalmente el Doctor Asimov. A pesar de las propiedades endocrónicas de la tiotimolina resublimada. O quién sabe, a lo mejor por ellas mismas, que a algún profesor, en una de las tantas, le hicieran gracia...

NOTA DE SIGLOS CURIOSOS: Este posteo está dedicado a la memoria de Sergio Meier Frei (1966-2009), escritor chileno de Ciencia Ficción.

¿Fue el flogisto un error científico...?

Existe una cierta tendencia en el mundo científico a mirar el conocimiento de ayer como algo obsoleto y fundamentalmente erróneo, porque nuevas investigaciones se han encargado de tumbar y arrumbar las viejas teorías. Y sin embargo, esta visión olvida que la Ciencia no vino de la nada, y que muchas veces los científicos de ayer hacían lo mejor que podían con el bagaje material e intelectual que tenían... y que los científicos de hoy pueden estar preparando las meteduras de pata del mañana. Un ejemplo clásico de teoría "fundamentalmente errónea" es el flogisto. Y sin embargo, ¿iban realmente tan desencaminados sus teóricos...?

Desde antiguo se venía creyendo que el fuego era una especie de elemento cuasimístico, uno de los clásicos "cuatro elementos" (con el aire, el agua y la tierra), que conformaban los pilares de la composición del universo. Esta visión entró en crisis en el siglo XVII, por supuesto, ya que la Ciencia había avanzado lo suficiente para tratar de investigar qué había detrás de los fenómenos de la combustión. Un tal Johann Joachim Becher (1635-1682) sentó las bases para la idea de que los cuerpos combustibles tenían una substancia particular llamada "flogisto", que carecía de peso, y que cuando se quemaba, se desprendía del cuerpo dejando detrás una substancia "desflogistizada". Hablando en plata: el carbón tiene flogisto, y si se quema, el flogisto se desprende y las cenizas que quedan detrás son el "carbón desflogistizado". Estas ideas fueron desarrolladas y popularizadas por Georg Ernst Stahl, quién le dio al flogisto su nombre y se aseguró de difundir la nueva teoría.

La nueva teoría tuvo éxito por varias razones. En primer lugar, parece natural e intuitivo sostener que si una substancia en combustión se transforma en residuos y cenizas, algo debe desprenderse de ella. En segundo lugar, la Ciencia aún no se zafaba de cierta concepción del universo como algo lleno de fluidos, y por lo tanto el flogisto encajaba bien en medio de otros fluidos semimísticos como el calórico o el magnetismo (que en esa época se consideraba más o menos como tal). En tercer lugar, los químicos por fin tenían una hipótesis razonablemente científica sobre la cual podían trabajar, en vez de recurrir a los "cuatro elementos" místicos de toda la vida (de todos modos Becher no postulaba eliminarlos, sino reducirlos a dos: el agua y la tierra, dejando al aire y el fuego como meros mecanismos transformadores y no como "principios" en sí mismos). Lejos de ser un descarrío científico, la Teoría del Flogisto fue así una poderosa herramienta conceptual que le permitió a la Química dar un salto de gigante.

Sin embargo, existía un talón de Aquiles. La Química de comienzos del XVII era fundamentalmente cualitativa, es decir, se fijaba en las cualidades de las substancias químicas. La obra acumulada de varios químicos, que remata en el gran legado de Lavoisier a finales del siglo XVIII, permitieron reemplazar a ésta por una Química cuantitativa, en donde no sólo importan las cualidades sino también las cantidades de dichas substancias químicas. Y Lavoisier descubrió que durante la combustión no sale nada del cuerpo que se quema, sino que por el contrario, el cuerpo que se quema absorbe una substancia del aire (concretamente el oxígeno). El flogisto, por tanto, no existía, y era una teoría básicamente errónea.

Con todo, la Ciencia moderna le dio una postmortuoria semivalidación al denostado flogisto. En la actualidad sabemos que las substancias químicas se combinan porque sus átomos poseen electrones sobrantes en sus capas electrónicas superiores y tienden a perderlos, o bien les faltan para completar dichas capas y tienden a absorberlos. Cotejando el listado de substancias con electrones "sobrantes" con las substancias "flogistizadas"... ¡son exactamente las mismas! A la vez, aquellas substancias a las que le faltan electrones, son las mismas que la Química del siglo XVII sindicaba como "desflogistizadas"... Esto es porque durante la combustión, una substancia con electrones sobrantes se los "presta" al átomo de oxígeno, al cual le faltan, y de ahí surge la atracción que permite la combustión. Así es que, al final del día, la idea intuitiva del flogisto no era tan mala después de todo...