¿De qué están hechas las cosas? I. La materia ordinaria.

Un buen comienzo para adquirir esa visión global de la ciencia de la que te hablaba en la entrada anterior es preguntarte algo básico: ¿de qué está hecha la materia que ves? ¿De qué estás hecho tú? ¿Y tu ropa? ¿Y el suelo? Como ya he mencionado, según vas profundizando –yendo hacia lo más pequeño-, vas atravesando las diferentes Ciencias Naturales: Biología, Geología, Química y, finalmente, en lo más diminuto, Física. Ya sabes que los seres vivos estamos compuestos de, por ejemplo, células. Incluso sabrás que los orgánulos de estas células están compuestos de moléculas que a su vez están formadas por átomos. Los objetos inertes también están formados por átomos. Pero, ¿y los átomos? ¿Y los protones? Seguramente ves por dónde voy. Lo importante –y algo que todo científico debería conocer- es dónde acaba la lista. Es decir, saber cuáles son las partículas fundamentales –que no están hechas por ninguna otra- que componen todo lo que hay en el mundo. Veamos la imagen completa de estos building blocks.

En la figura 1 puedes encontrar un esquema sencillo pero adecuado de la composición del universo; te animo a que lo incorpores a tu visión científica del mundo y lo vayas completando conforme continuas tus estudios.

En el universo podemos distinguir entre materia y energía. Sobre la energía hablaremos en una entrada posterior; en ésta nos centraremos en la materia. En ella podemos distinguir entre materia ordinaria y materia no ordinaria.

La materia ordinaria es aquella que está compuesta por moléculas, que a su vez están compuestas por átomos. Como ya sabes, los átomos están formados por otras partículas, electrones, protones y neutrones, y se clasifican en los llamados elementos químicos según el número de protones que tienen –lo que seguro que recuerdas que se denomina “número atómico”-. Lo importante para nosotros, sin embargo, es si estas partículas que forman el átomo están hechas de otras partículas aún más pequeñas. La respuesta la puedes encontrar ilustrada en la figura 2.

Como ves, el electrón es una partícula fundamental, es decir, no está compuesta por ninguna otra partícula. Sin embargo, el protón y el neutrón están compuestos por partículas más pequeñas aún que reciben el nombre de quarks. Existen varios tipos de quarks, pero en el protón y en el neutrón encontramos sólo dos tipos: el quark up (arriba) y el quark down (abajo). El quark up tiene carga +2/3, y el quark down tiene carga -1/3. Por eso, el protón, que está formado por dos quarks up y un quark down, tiene carga 2/3+2/3-1/3=1. De igual forma, el neutrón está formado por un quark up y dos quarks down, y por eso tiene carga 2/3-1/3-1/3=0. La conclusión que puedes extraer, pues, es: 

Sin embargo, debes entender que no todo el contenido de universo es materia ordinaria –en otras palabras: no todo está formado por átomos-. Es posible detectar una larga lista de partículas que no son el electrón, el quark up ni el quark down, ni ninguna combinación de ellos. Todas estas partículas son las que forman la materia no ordinaria que mencioné antes. Te contaré sobre ella en la siguiente entrada.

Una visión global de la ciencia

Tenemos que mantenernos de pie y mirar al mundo a la cara: sus cosas buenas, sus cosas malas, sus bellezas y sus fealdades; ver el mundo tal cual es y no tener miedo de él. Conquistarlo mediante la inteligencia y no sólo sometiéndose al terror que emana de él. […]. Debemos mantenernos de pie y mirar al mundo a la cara. Tenemos que hacer el mundo lo mejor posible, y si no es tan bueno como deseamos, después de todo será mejor que lo que esos otros han hecho de él en todos estos siglos. Un mundo bueno necesita conocimiento, bondad y valor; no necesita el pesaroso anhelo del pasado, ni el aherrojamiento de la inteligencia libre mediante las palabras proferidas hace mucho por hombres ignorantes. Necesita un criterio sin temor y una inteligencia libre. Necesita la esperanza del futuro, no el mirar hacia un pasado muerto, que confiamos será superado por el futuro que nuestra inteligencia puede crear.

• Bertrand Russell • 

Como te estás formando para ser científico, seguramente tengas claro que el objetivo de la ciencia es entender el funcionamiento del mundo que nos rodea y en el que vivimos. También sabrás que, dado que ésta es una tarea monumental, la ciencia ha desarrollado varias ramas que se ocupan de aspectos diferentes de la realidad. 

La Física, por ejemplo, tiende a estudiar el comportamiento de la materia inerte –no viva-, ya sea porque vaya a sus estructuras más pequeñas, como átomos y partículas subatómicas –que aunque formen a los seres vivos no se consideran vivas en sí mismas-, ya sea porque vaya a objetos más grandes que no pueden considerarse materia viva -como cuerpos estelares, planetas, bloques, planos inclinados, lentes y todos esos ejemplos que estás encontrando en los problemas y en las prácticas de la asignatura-. 

La Biología, por otro lado, aborda precisamente el estudio de la materia viva tanto a nivel macroscópico –que podemos ver a simple vista-, por ejemplo estudiando el comportamiento de los animales y las plantas, como a nivel microscópico, estudiando los componentes de la materia viva que intervienen en los procesos orgánicos, como las células, las hormonas, los tejidos o los sistemas nerviosos.

La distinción entre ambas disciplinas parece clara –y en muchos aspectos lo es- pero te dejo aquí dos pequeñas reflexiones:

 • La realidad en la que vivimos es única, no tiene fronteras definidas. Las diferentes ramas de la ciencia hacen distinciones que resultan convenientes para estudiar y entender en buena medida cómo funciona nuestra realidad, pero no debemos olvidar que son distinciones que pertenecen al pensamiento humano, a nuestra forma de conocer, y no al mundo real. La célula que estudia la biología está hecha de las moléculas que estudia la química y éstas a su vez están hechas de los átomos que estudia la física.• 

• El motor de la ciencia es la curiosidad. Cuando dividimos la ciencia en varias ramas, lo hacemos para poder estudiar cada una de las caras de la realidad de manera más sencilla y eficaz, no porque unas nos parezcan más interesantes y otras menos, y queramos dedicarnos a las que nos gustan desechando las que no. La idea es centrarse en un problema, estudiarlo de forma aislada y luego poner los resultados en común –en la “comun-idad” científica-. En la medida de lo posible y aunque te dediques a estudiar lo más específico, trata de lograr una visión científica global del mundo. •

Por mi parte, voy a contribuir a tu visión global con algunas entradas en este blog.