La fusión fría como ejemplo de ciencia patológica

Irving Langmuir, Premio Nobel de Química en 1932, llamó “ciencia patológica” a la ciencia realizada por personas que creen que lo están haciendo bien, pero que se están autoengañando hasta la insensatez. La fusión fría es un ejemplo ideal. Un campo científico fundado por Stanley Pons y Martin Fleischmann en el que trabajan en la actualidad cientos de científicos (físicos, químicos e ingenieros). Casi nunca publican sus trabajos en revistas científicas impactadas, por lo que sus artículos no son sometidos al escrutinio (la revisión por pares) que la ciencia requiere. Aún así, la “ciencia patológica” no tiene nada que ver con el fraude científico. Nos lo cuenta de forma magistral David Goodstein en su libro “On Fact and Fraud. Cautionary Tales from the Front Lines of Science,” Princeton University Press, 2010. Libro que recomiendo a todos los interesados en la fusión fría desde el punto de vista de la “ciencia patológica.”

El 23 de marzo de 1989, Pons y Fleischmann, ante el temor de que les aventajara un competidor llamado Steven Jones, de la Universidad de Brigham Young, convocaron una conferencia de prensa con el apoyo del rectorado de la Universidad de Utah donde anunciaron que, por increíble que parezca, habían logrado la fusión nuclear controlada en una mesa de laboratorio. De ser cierto sería sin lugar a dudas uno de los grandes avances científicos del siglo XX. Pons y Fleischmann habrían descubierto una forma económica de producir la fusión nuclear con una tecnología del siglo XIX. Su método no requeriría grandes equipos de científicos, tecnologías avanzadas de plasmas y una financión de miles de millones de euros. Todos los problemas energéticos de la humanidad habrían sido resueltos de un plumazo. Dos químicos con una inversión pequeña de su propio bolsillo habrían logrado lo que no fueron capaces de lograr miles de físicos tras gastar miles de millones de euros de fondos públicos. La química habría eclipsado a la física. David habría vencido a Goliat. La ciencia a pequeña escala habría derrotado a la gran ciencia.

El anuncio de los dos químicos provocó un tsunami en los medios: ruedas de prensa, correos electrónicos, confirmaciones, refutaciones, reivindicaciones, retracciones, malas artes y mucho ofuscamiento. La ciencia convertida en una locura mediática. Pero el tsunami duró sólo cinco semanas. El 1 de mayo de 1989, en una sesión histórica en un congreso de la Sociedad de Física Americana (APS) en Baltimore, tres científicos del Caltech (ver foto más abajo), los físicos Steven Koonin y Charles Barnes, por un lado, y el químico Nathan Lewis, por otro firmaron las sentencias de muerte prematura de la fusión fría en dos artículos técnicos. Lewis repitió el experimento de Pons y Fleischmann y comprobó que no funcionaba. Koonin y Barnes recordaron que la física nuclear básica demuestra que la fusión fría es imposible. Para la ciencia “oficial” la fusión fría pasó a ser “ciencia patológica.”

En muchos lugares del mundo se ha anunciado el logro de la fusión fría con experimentos similares al de Pons y Fleischmann, pero en todos los casos todo se ha quedado en una falsa alarma, un anuncio ante los medios y poco más. Goodstein discute en su libro el caso del físico italiano Francesco Scaramuzzi, quien anunció en abril de 1989 la fusión fría “seca” (sin electrólisis) y recibió financiación extra para sus investigaciones gracias al impacto mediático de su noticia. En España, que yo sepa, se ha trabajado poco en fusión fría, destacando el trabajo de Carlos Sánchez López, catedrático de física aplicada de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) que publicó un artículo sobre el tema (“Nuclear products detection during electrolysis of heavy water with Ti and Pt electrodes,” Solid State Communications 71: 1039-1043, September 1989; artículo citado 22 veces en el ISI WOS a día de hoy). Según afirma en su artículo llegó a observar la producción de neutrones en un experimento de electrólisis con agua pesada y electroes de titanio (cátodo) y platino (ánodo). Su éxito fue pasajero, pero llegó a impartir el discurso inaugural del curso académico de la UAM sobre el tema (“Intentando comprender la fusión fría“); no he podido leer este discurso, pero supongo que presentará una opinión favorable hacia la fusión fría. No sé si siguieron trabajando mucho más en este tema ya que sólo me consta tres artículos más sobre este tema, dos en la revista de fusión fría por excelencia (donde se han publicado la mayoría de los artículos sobre este tema) el Journal of Fusion Technology, que estaba en el ISI WOS y que desapareció en 2001 cuando se jubiló su editor principal (tampoco he podido leer dichos artículos), y otro en el Journal of Alloys and Compounds (que sí he leído).

La ciencia en el siglo XX está guiada por el principio de falsabilidad del filósofo austríaco Karl Popper, que sostiene que aunque una idea científica nunca puede ser demostrada con absoluta certeza, un sólo experimento en contra es suficiente para probar que la teoría es falsa para siempre. Los partidarios de la fusión fría opinan que sólo los experimentos que muestran resultados positivos han de ser tenidos en cuenta y que los experimentos que no los muestran no han sido realizados de forma adecuada. Pero la realidad es bien distinta. La mejor prueba de que el experimento de Pons y Fleischmann no funcionó como ellos creían es que ellos siguen vivos para contarlo. Según Goodstein en su libro, un flujo de neutrones sea capaz de calentar agua hasta la temperatura observada de Pons y Fleischmann habría sido más que suficiente para enviarles a la tumba por contaminación radiactiva. Que ellos sigan vivos aún es una prueba incuestionable de que su experimento no funciona (como reactor de fusión, entiéndase). La explicación oficial del resultado del experimento de Fleischmann y Pons es la existencia de puntos calientes en los experimentos de electrólisis. Al colocar un termómetro en un punto caliente se observa un exceso de calor difícil de explicar. Los procesos químicos que generan calor son frecuentes en los experimentos de electrólisis y por alguna causa dicho calor se podría haber acumulado en un punto caliente hasta que su emisión en un ráfaga hizo creer a los dos químicos que tanto calor era inexplicable por causas químicas. Como además midieron neutrones (que podrían ser espurios y no relacionados directamente con el experimento), redondearon su interpretación.

¿Por qué la fusión es tan difícil de lograr pero los científicos a favor de la fusión fría no ven irracional lograrla por medios químicos? Acercar dos núcleos de deuterio (que están cargados positivamente) hasta lograr su fusión parece fácil, basta vencer el campo eléctrico que los repele (ya se sabe cargas opuestas se atraen y cargas iguales se repelen). Parece fácil porque sólo hay que reducir la distancia típica que separa dos núcleos de deuterio en un factor de 10. ¡Qué fácil parece! ¡Sólo un órden de magnitud! Parece incluso fácil que gracias a la mecánica cuántica, por efecto túnel, se acerquen dos núcleos lo suficiente para fusionarse (algo que ocurre según los que defienden la fusión fría con un poco de ayuda, al utilizar un catalizador adecuado). El problema es que la probabilidad de que esto ocurra resulta que es muy pequeña, entre cuarenta y cincuenta órdenes de magnitud más pequeña que la unidad (el número no lo he calculado yo, lo indica el físico Goodstein en su libro). Una probabilidad demasiado pequeña, más allá de lo imaginable, más allá de toda discusión. La razón última por la que hay que invertir miles de millones de dólares para lograr la fusión nuclear es la pequeñez de esta probabilidad. Hay que tener mucha imaginación para pensar que un proceso electroquímico en una mesa de laboratorio logre superar una brecha fundamental tan profunda.

Más información en este blog en “La esperanza (en la fusión fría) es lo último que se pierde. Observadas trazas triples de partículas alfa en el experimento de Fleischmann y Pons,” 13 abril 2009.

3 Comentarios

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LeoCano

Dice Francis:
“La ciencia en el siglo XX está guiada por el principio de falsabilidad del filósofo austríaco Karl Popper, que sostiene que aunque una idea científica nunca puede ser demostrada con absoluta certeza, un sólo experimento en contra es suficiente para probar que la teoría es falsa para siempre.”

Francis, la ciencia no tiene nada que ver con el falsacionismo popperiano (todo eso está superado siete pueblos desde ya ni la memoria recuerda :-)
Lo que pasa es que la formación epistemológica de físicos y demás es nula.

La construccion de modelos científicos es incompatible con el falsacionismo: Lakatos diría “programass de investigación con nucleo infalsable”, o Khun diría “paradigmas” o el mismo Poopper habló de “metafísica-guia-de-investigación” … y en fin, lo del falsacionismo hoy ya no lo sostiene ni Popper resucitado -vamos, el Popper viejo prácticamente se retractó-
:-)

Los modelos generales (las tres leyes de newton son un ejemplo magnífico) no son falsables: son un marco para construir modelos particulares (por ejemplo al añadir la gravitación y su forma GMm/r^2). La formulación Lagrangiana o Hamiltoniana es aún menos falsable, e igual pasa con los esquemas superiores matemáticos de la mecánica cuántica: la distancia que hay entre los “modelos generales” y los “particulares” puede llegar a ser un abismo de teorías y aproximaciones intermedias, con subteorías y mil cosas más.

La ciencia avanza construyendo modelos de cosas, modelos generales sobre los que construir modelos particualres, y se desvive con todas sus fuerzas por probar que sus modelos son correctos cuando se aplican en determinadas circunstancias a determinados casos. Cualquier anomalía, cualquier dato que NO concuerde con la teoría, sencillamente se deja de lado, porque no se sabe qué significa, o porque el modelo particular está mal hecho o porque tras muchos intentos, aunque no encaje nada sin otra teoría alternativa, los datos no significan nada.

El falsacionismo es un disparate, porque todas las teorías tienen miles de “falsaciones” en muchos rincones constantemente y en todo tiempo, pero se dejan de lado hasta que “sepan resolverse” o todo el mundo se olvide de ellos -esto es literal-, o llegue otra teoría “más moderna” que tenga alguna ventaja y pueda explicarlos.

Nunca jamás se ha aplicado el falsacionismo en ninguna ciencia ni por casualidad.

Esto que cuento (a estas alturas) es algo que sabe todo el mundo … menos los científicos, que hacen bien lo que hacen, pero cuando teorizan sobre lo que hacen dicen muchos disparates.

Siendo constructivos, hay varias cosas que hay que leerse como parte esencial de una cultura general al respecto, que os resumo así:

Edad oscura:
– Los inductivistas y verficacionistas varios … en fin, con las caricaturas al uso del inductivismo vale para hacerse una idea (aunque los inductivistas reales nunca fueron tan ingenuos como sus críticos)

La prehistoria:
– Positivismo del círculo de viena del XIX
Aquí hay que leerse en plan arqueológico a Rudolf Carnap y su Fundamentación lógica de la física … pero vamos, a modo curiosidad, porque está superado por todos lados

Reacciones al positivismo, el falsacionismo:
– Popper, mismamente (inexplicable que se hiciera tan famoso, pero los caprichos de la historia son así)
Leer “La logica de la investigación científica” (aunque los resúmenes de la Wikipedia mismo lo mismo son igual de útiles)

Más allá del falsacionismo:
– La estructura de las revoluciones científica (Thomas Kuhn)
este es imprescindible leerlo tal cual

Más allá de khun pero recogiendo el guante:
– Lakatos, Imre. “La metodología de los Programas de investigación científica”. Alianza. Madrid. 1993.
Más imprescindible aún

Con guasa, pero listo como él sólo (imprescindible por algunos capítulos)
– Anarquismo Metodológico, de Paul Feyerabend

Más allá de todos, Mario Bunge, inclasificable en ismos y más profundo que los anteriores:
– La investigación científica (un poco gordo el libro, pero esencial)
– Epistemología (imprescindible) (muy focalizado en la física)

Para todos los públicos, un repaso general sencillito:
– ¿Qué esa cosa llamada ciencia? Alan F. Chalmers
(( es el mejor para empezar ))

(( suficiente para hacerse una idea, porque aunque hay una montaña de bibliografía al respecto, en general se pueden quemar directamente la mayoría de libros al respecto y serían más útiles dando calor ))

Saludos.

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