La
famosa charla de Feynman en Caltech.
En la famosa charla There’s Plenty of Room at the Bottom [1] que el físico
estadounidense Richard Feynman impartió en 1959 durante la reunión anual de la American
Physical Society en Caltech, estableció, como posibles, numerosos cambios
radicales que la ciencia iba a experimentar en las siguientes décadas. Habló
sobre la miniaturización de los dispositivos que derivó en el desarrollo de la
nanotecnología, la manipulación atómica, los avances en microscopía de alta
resolución, la aparición de la computación cuántica, el uso de técnicas de
patronado o la biología como fuente de inspiración para el desarrollo de
materiales y dispositivos.
Varias décadas después, a lo largo del último cuarto
del siglo XX vivimos el trepidante desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología
que ha dado lugar a una nueva era científica y la consiguiente revolución
industrial. Feynman vislumbró con claridad las ventajas de miniaturizar
dispositivos en aras de la economía de recursos, sin embargo, no analizó la
verdadera importancia de trabajar con materiales en la nanoescala: la aparición
de un increíble mosaico de nuevas propiedades asociadas a la baja
dimensionalidad. Aunque el papel de Feynman en el desarrollo de este nuevo
paradigma científico no sea fácil de evaluar [2] nadie puede negar el enorme
poder de predicción que tuvo.
Más clara es su contribución a otro gran hito científico
del último siglo, la computación cuántica. En los años ochenta del siglo pasado
Richard Feynman sugirió la construcción de ordenadores cuyos estados internos
estuvieran compuestos por variables cuánticas y contribuyó a lo que hoy
conocemos como computación cuántica y computación neuromórfica inspirada en la
biología [3,4].
Fig. 1 Esquema de un sistema de computación cuántica basado en redes neuronales. Adaptado de [5].
Otro de los innegables legados de R. Feynman es su papel
como divulgador y formador. Su revolucionario enfoque de la enseñanza y el
aprendizaje ha tenido gran repercusión en el mundo educativo. Este método
promueve la comprensión profunda por encima del aprendizaje superficial, hace
uso de analogías relacionables y destaca el poder de la curiosidad. Su enorme
capacidad de comunicación le han convertido en uno de los mejores divulgadores
de la ciencia del siglo XX. Muchas de sus obras educativas y divulgativas han
trascendido hasta nuestros días, desde las transcripciones de sus Lectures [6] hasta los distintos textos
biográficos [7].
Las
Revoluciones Científicas. Mis inicios en la comprensión de la Ciencia.
Richard Feynman ha sido protagonista (ya sea como
inductor, promotor, visionario o entusiasta) de muchos de los cambios de
paradigma que han tenido lugar en las últimas décadas en distintos ámbitos científicos.
El filósofo estadounidense Thomas Kuhn planteaba que
un cambio de paradigma científico se producía cuando los supuestos básicos
generales, las teorías, leyes y técnicas aplicadas hasta el momento por los
miembros de una comunidad científica, resultan ser incapaces de explicar
algunos fenómenos, anomalías y dudas que van surgiendo en relación con una
materia. En su libro La Revolución Copernicana, Kuhn destaca que la solución
de un problema científico puede producir un cambio radical en las actitudes y
formas de pensamiento de la humanidad, el análisis de los procesos intelectuales
que constituyen la base de dicha revolución nos permite alcanzar una nueva
perspectiva en nuestra era científica, para valorar de un modo más inteligente
nuestras propias creencias, los fundamentos de nuestra metodología y en general
todo lo que afecta a la creatividad humana [8].
No conocí los trabajos de Feynman hasta que no
llegué a la Universidad, pero gracias a mis profesores de bachillerato aprendí
que los cambios de paradigma son la forma en que se producen los cambios
trascendentes en ciencia. Estas ideas eran las que se analizaban y discutían en
el Taller de Filosofía de la Ciencia puesto en marcha por los profesores de
Física y Filosofía (D. Juan Luis García Hourcade y D. Francisco Maderuelo) en
el IES Ginés de los Ríos de Segovia a principio de los ochenta del siglo
pasado. Siguiendo textos de Kuhn [8], Karl Popper o Paul Feyerabend, entre
modelos astronómicos de las dos esferas de Aristóteles, el empirismo de
Ptolomeo, las leyes de Kepler, las observaciones de Tycho Brahe y Galileo y el
modelo copernicano aprendimos que la Ciencia no es única, que está fuertemente
ligada a concepciones en otros campos del pensamiento y que, en muchos casos, para
avanzar es imprescindible realizar cambios profundos en las ideas. Cambiar de
paradigma científico es difícil y en el pasado, hay a quienes incluso les costó
la vida.
En ese taller de Filosofía de la Ciencia al que me
uní en mi tercer año de bachillerato, leímos sobre Ciencia y Religión (un
tándem que, en el pasado fue difícil de desvincular), discutíamos sobre cambios
en la forma de pensamiento y analizábamos sobre las etapas del método
científico. Uno de esos profesores, D. Juan Luis García Hourcade, hoy ya retirado,
pero activo como miembro de la Academia de Historia y Arte de San Quirce de
Segovia, fue mi profesor de Física en el curso de orientación universitaria
(COU). Sus enseñanzas de física, su entusiasmo por enseñar y su empeño en
desarrollar en los estudiantes el espíritu crítico fue lo que me llevó a tomar
la decisión de estudiar Ciencias Físicas en la Universidad Autónoma de Madrid.
Feynman hubiera aplaudido ese empeño por cultivar mentes abiertas y curiosas.
Richard
Feynman entra en escena.
Me topé con Richard Feynman en mi tercer curso de
licenciatura, cuando la inquietante Mecánica Cuántica apareció en mi vida de la
mano del Profesor Francisco Indurain. Tengo que reconocer que los textos de
Feynman hicieron más suave el paso por esta asignatura. Pero tardaría todavía
un año en empezar a saborear algunas de las asignaturas que iban a marcar mi
futuro, la Física de Superficies impartida por Rodolfo Miranda (otro buen comunicador), por aquel tiempo un joven y entusiasta profesor que nos introdujo en
el apasionante mundo de las superficies y de las técnicas experimentales más
novedosas que se utilizaban para su caracterización. Podéis imaginaros el
momento tan especial que se vivía en la Física de Superficies, estamos hablando
de que acababan de dar el Premio Nobel a Heinrich Rohrer y Gerd Binnig por el
desarrollo de la Microscopía de Efecto Túnel (STM de sus siglas en inglés
Scanning Tunneling Microscopy) y que uno de esos microscopios estaba en la
Facultad de Ciencias de la UAM donde yo estudiaba.
Dentro del temario de la asignatura de Física de
Superficies nos hablaron de la Microscopía de Efecto Túnel y de los efectos de
baja dimensionalidad. Aparece en escena la Nanociencia, la ciencia que marcó
ese final de siglo y provocó un cambio radical en muchas áreas científicas y
tecnológicas (estábamos experimentando un cambio de paradigma). La Física de
Superficies me enamoró de tal manera que al terminar la licenciatura tuve claro
a qué me quería dedicar, a estudiar superficies utilizando el Microscopio de
Efecto Túnel. Y qué mejor supervisor podía encontrar para aprender de primera
mano sobre esa técnica que Arturo M. Baró profesor de la Facultad de Física de
la Universidad Autónoma de Madrid. A. Baró había puesto en marcha el primer
laboratorio de esta técnica en España, a cuyo laboratorio había llegado el
segundo microscopio STM del mundo [9,10]. Aunque todo esto lo supe después ya que
en la elección de director de tesis fueron decisivos los consejos de mi querida
amiga Carmen Ocal, hoy Profesora de Investigación en el ICMAB-CSIC y por
aquella época, la única profesora del Departamento de Física de la Materia
Condensada de la UAM.
Fig.3 Imagen de resolución atómica de una superficie de WSe2 con un defecto atómico incluida en mi tesis doctoral.
Terminé haciendo mi tesis doctoral en STM, en la
figura 3 se puede ver una imagen de átomos de grafito que obtuve en esos años. A
partir de mi etapa postdoctoral mis líneas de investigación han girado siempre
entorno a las propiedades de los materiales en la nanoescala (en particular de
nanomateriales magnéticos) utilizando como principal herramienta la Microscopía
de Fuerzas Magnéticas. En paralelo a esos trabajos experimentales, he dedicado
parte de mi tiempo a hacer divulgación en el ámbito de la Nanociencia y la
Nanotecnología [9,10]. En mis actividades de divulgación muy frecuentemente
aparece Richard Feynman con sus revolucionarias ideas sobre lo que las leyes
físicas iban a permitirnos hacer en las siguientes décadas. Él es además un
icono científico que sirve de motivación para las nuevas generaciones.
Aunque no está clara la influencia que tuvo la
famosa conferencia de R. Feynman [1] en los inventores del STM [2], el
personaje de Feynman aparece en cualquier texto o material de introducción a la
Nanociencia y la Nanotecnología, al igual que Rohrer y Binnig, Eric Drexler
(promotor de la idea de la nanotecnología molecular), Norio Taniguchi (quien
acuñó el término Nanotecnología) y Harry Kroto, Richard Smalley, y Robert Curl
(descubridores de los fulerenos). Sólo una pequeña reflexión sobre el sexo de
todos los personajes que han trascendido como claves para el desarrollo de la
nanociencia y la nanotecnología, ¡efectivamente, todos son hombres! Esta es una
importante cuestión a analizar y atajar, aunque requerirá de mucho trabajo con
las niñas y los niños del presente para cambiar el futuro y poder dar paso a
otro cambio de paradigma científico. Aunque en algunos ámbitos ya se está
produciendo este cambio de paradigma que supone tener en cuenta el sexo y el
género en la investigación. Este es el caso de muchos estudios de medicina [11],
antropología o arqueología que han requerido de un nuevo planteamiento con
sensibilidad en género para llegar a conclusiones veraces.
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