…yo amo los mundos sutiles,
Antonio Machado, Proverbios y cantares (1912-17)
ingrávidos y gentiles
como pompas de jabón.
Me gusta verlos pintarse
de sol y grana, volar
bajo el cielo azul, temblar
súbitamente y quebrarse.
I’m forever blowing bubbles
John Kellette y Jaan Kenbrovin, I’m forever blowing bubbles (1918)
Pretty bubbles in the air
They fly so high, nearly reach the sky
Then like my dreams they fade and die
Como sugiere, proverbialmente, el canto del poeta, una idea es semejante a una pompa de jabón. Por otra parte, aquello que llamamos ciencia no es más (ni menos) que un conjunto de técnicas, procedimientos, teorías, conceptos… que permiten parametrizar, y evaluar experimentalmente, las ideas. En estos casos, a la idea la llamamos hipótesis. Y sigue siendo una pompa de jabón.
Una pompa es, desde un punto de vista termodinámico, un sistema alejado del equilibrio y altamente inestable. Por eso la imagen mental de la pompa es la de un objeto evanescente, fugaz, que se forma con apenas un suspiro y que se quiebra con el temblor de una pupila.
Nuestro quehacer cotidiano, sentarse en equipo a construir hipótesis, a revisar el estado de desarrollo de tal o cual ensayo experimental, es sentarse a formar, con paciencia y esmero, una pompa de jabón. El empeño colectivo es que sea ligera pero robusta, y que podamos manipularla, rotarla, medirla… incluso llevárnosla a casa el fin de semana, jugar con ella bajo un árbol en el parque, mirarla de reojo mientras cocinamos… Todo con la esperanza de finalmente hallar, como fruto de esa combinación alquímica de intuición y método, el detalle que nos faltaba para descubrir, en la pompa o a través de ella, una propiedad de la naturaleza. Pero, de forma aparentemente irremediable, más temprano que tarde vemos a la pompa temblar súbitamente y quebrarse. Y así repetimos el ejercicio día a día, golpe a golpe, verso a verso.
Estudiar, como estudiamos, la termodinámica de los sistemas abiertos, añade otra capa de complejidad al asunto. Bajo diferentes modulaciones, para cada área y cada proyecto, lo que venimos a decir que la naturaleza está plagada de pompas de jabón. Y que, por alguna razón fascinante y desconocida, las pompas de jabón que observamos en la naturaleza son ligeras y robustas. Por eso, si nos deleita ver formarse un objeto efímero, la contemplación de un objeto que, cual pompa de jabón perfecta, nace, crece, se relaciona, se reproduce… y en algunos casos no muere, o no en el sentido habitual, o no en cientos de años, es directamente sublime. Una pompa de jabón dentro de otra pompa de jabón.
El teólogo que cualquier persona de este siglo lleva dentro dirá: la naturaleza, misteriosamente, alcanza por sí misma una perfección inimitable por el producto de la acción humana. Aquí emerge una paradoja estrictamente antrópica. Todos aquellos actos, básicos y elementales, que ponen de manifiesto la animalidad de los seres humanos participan de la asombrosa perfección que admiramos en la naturaleza circundante; en cambio, todos aquellos actos más sofisticados, a través de los cuales introducimos en la naturaleza un mundo “artificial”, dan testimonio de nuestras superlativas capacidades y al mismo tiempo de nuestra radical imperfección. Aunque ya no nos sea evidente, la alusión al misterio invoca el milagro, es decir, la idea fantasiosa, genuinamente humana, de que lo que hace natural a la naturaleza en realidad es un atributo sobrenatural, resultado de la acción divina. Por lo tanto se aliena y deposita en Dios toda la virtud que en realidad despliegan nuestras manos.
La pompa de jabón es un sistema abierto ya que, como se explicará con más detalle a continuación, intercambia materia con el medio que la rodea. Igual que un organismo vivo. El intercambio de materia tiene una dirección preferente, de la pompa de jabón al medio, pero, a diferencia del organismo vivo, la pompa de jabón carece en principio de mecanismos que permitan compensar la tendencia al incremento de su entropía. De este modo, aunque en buena medida una pompa de jabón y un organismo vivo resultan análogos, no dejan de ser antitéticos: el organismo vivo fabrica su tiempo y la pompa de jabón solamente lo consume.
La duda que surge entonces es, claro, qué clase de sistema, abierto o cerrado, es una idea. Y, aun si fuera un sistema abierto, si una idea fabrica su propio tiempo o solo lo consume. Intuitivamente, cabe razonar que, para operar como hipótesis, una idea no puede ser una simple ocurrencia, ni una representación incondicionada, sino que debe ganar definición y concreción, es decir, debe estructurarse como concepto, o como conjunto de conceptos. En este sentido del término, una idea o hipótesis es un sistema cerrado, y por ese motivo tiene una capacidad limitada para aprehender, en toda su extensión, las desbordantes propiedades de un sistema abierto, porque su función es la de aprehender una parte de dichas propiedades con la máxima intensidad. Tiene lógica: un sistema abierto, como es un sujeto (colectivo) pensante, puede contener sistemas cerrados, ideas o hipótesis; pero los sistemas cerrados no pueden contener sistemas abiertos, no, al menos de forma completa.
Por todo ello, cobra pertinencia la hipótesis de que debe ser posible hallar un método para producir pompas de jabón más robustas. Y es igualmente pertinente extrapolar el conocimiento generado a partir de esa hipótesis a fin de sofisticar nuestro método para producir ideas o hipótesis.
He aquí lo que, tras una mínima revisión del estado del arte, hemos descubierto sobre las pompas de jabón / ideas / hipótesis:
PRIMERO. No existe un modelo como tal que describa su durabilidad. Están más o menos claros algunos de los factores que participan, pero no existe un modelo unificado para determinar cómo se relacionan entre sí. Los marcos experimentales propuestos en diferentes investigaciones son muy heterogéneos y llevan a resultados a veces contradictorios.
SEGUNDO. Para la exposición que sigue vamos a hablar de pompas de jabón / ideas / hipótesis flotantes, exentas, que se mueven por un espacio. Pueden observarse también adheridas sobre una superficie, que en realidad es el supuesto más estudiado pero ofrece una imagen menos poética. En todo caso, muchas de las propiedades estudiadas para esta segunda clase de pompas se ajustan también al caso de las pompas exentas.
TERCERO. En una pompa de jabón / idea / hipótesis actúan cuatro tipos de fuerzas que deben compensarse [1]: la gravedad, la tensión superficial, la viscosidad (asociada a la existencia de flujos en su interior) y la presión. La presión interna es igual en todos los puntos y opuesta a la presión atmosférica, por lo que no juega un papel importante. La fuerza de la gravedad ejercida sobre las moléculas situadas en la parte superior de la superficie es compensada tanto por la tensión superficial como por la fricción, que se opone al flujo interno hacia las zonas inferiores. La tensión superficial es también la encargada de mantener las moléculas unidas, conservando la forma de la pompa de jabón / idea / hipótesis.
CUARTO. Parece que cuanto mayor es el radio, cuanto más amplio es el enfoque, menor es su tiempo medio de duración. Pero, en realidad, el radio o la amplitud no constituyen en sí una causa de la fugacidad de la pompa de jabón / idea / hipótesis [2].
QUINTO. La ruptura de la pompa de jabón / idea / hipótesis, sin considerar interacciones con elementos externos, se produce en dos tipos de zonas: las zonas con heterogeneidades o contaminaciones, y las zonas de bajo grosor. De esta forma, aparece la acción combinada de procesos puramente estocásticos con procesos más deterministas de envejecimiento [3].
SEXTO. El envejecimiento se entiende como la disminución del grosor, que afecta principalmente a la cúspide de la pompa de jabón / idea / burbuja, por los efectos combinados de la evaporación y el drenaje. Esta evolución se produce de forma gradual y continua. Al disminuir el número de moléculas situadas en la cúspide, la burbuja se vuelve más susceptible a las fluctuaciones de las fuerzas de interacción que las mantienen unidas (las fuerzas de Van der Waals), que de la otra forma son compensadas por el resto de moléculas. Existe un grosor de ruptura, dependiente del radio y otros factores, que determina la curva de probabilidad de supervivencia frente al tiempo.
SÉPTIMO. El drenaje, la presencia de flujos de agua a favor del sentido de la gravedad que disminuyen la masa, no es apenas relevante el supuesto de pompas de jabón / ideas / hipótesis flotantes, pues en ellas existe un flujo homogéneo cuya velocidad está limitada por la viscosidad. Cuanto mayor es el grosor mayor es el efecto del drenaje, siendo despreciable frente a la evaporación para superficies finas. Así, la evaporación es la principal causa de la disminución del grosor en este caso (estimándose un ratio del orden de 10-50 nm/s).
OCTAVO. Estos mecanismos se ven influenciados por factores como la temperatura o la humedad atmosférica (a mayor humedad ambiental, menor evaporación y mayor durabilidad) además de la composición química. Estos operan de forma conjunta, por lo que la relación no es lineal.
NOVENO. En lo que respecta a la composición química [4], resulta especialmente relevante el tipo de jabón, normalmente un surfactante (y otros compuestos), con el que se fabrica la pompa, es decir, la materia de la que se nutre la idea / hipótesis. Existe una relación inversa entre el grado de concentración de soluto (el jabón) y la tensión de superficie: a mayor concentración menor tensión de superficie y menor durabilidad. Por otra parte, si se reduce la concentración, para aumentar la tensión de superficie, es más difícil generar la pompa. Demasiado dato empírico sepulta la abstracción; demasiado poco, la extingue.
DÉCIMO. Para contrapesar esta relación inversa entre materia e idea, se pueden usar lubricantes. No aumentan la duración de las pompas, pero sí facilitan su generación debido a que la viscosidad elongacional aumenta, mejorando la estabilidad de la película vertical a partir de la cual se genera la pompa de jabón / idea / hipótesis. En el caso de las pompas de jabón, hablamos de polímeros de cadena larga. Los lubricantes intelectuales abarcan un amplio espectro, del estómago a la fantasía.
UNDÉCIMO. Además, se puede agregar algún tipo de molécula (el glicerol en el caso de las pompas de jabón) con capacidad para absorber la humedad del aire (para alimentarse de la actividad del entorno), compensando la evaporación y aumentando la estabilidad de las burbujas. De este modo, hace que la pompa de jabón se aproxime a la condición del organismo vivo, “fabrique” tiempo en algún sentido. En el caso de las ideas o hipótesis, se trata de dejarse contaminar por otras disciplinas, otras epistemologías, otros nichos de vitalidad.
Estos apuntes pueden parecer triviales, pero la verdadera trascendencia de las cosas se mide en tiempo. En nuestra experiencia cotidiana, las pompas de jabón duran apenas unos segundos. A principios del siglo XX, a través del uso del glicerol, y manteniendo las pompas en condiciones controladas, mientras Machado ampliaba sus Proverbios y Cantares, y los letristas agrupados bajo el pseudónimo Jaan Kenbrovin componían la letra de un vals que devino himno, Sir James Dewar (1842-1923) consiguió que una pompa de 40cm de diámetro durase 63 días, que una pompa de 20cm de diámetro durase 95 días, y que pompas de menor tamaño durasen incluso un año [5]. Poco más de un siglo después, Aymeric Roux, Alexis Duchesne y Michael Baudoin han publicado los resultados de una investigación cuyo objetivo era desarrollar pompas de jabón que se conservasen durante más de un año en condiciones atmosféricas normales [6]. Si esto se puede hacer con un objeto tan frágil y efímero como una pompa de jabón, ¿cómo no ver pintarse de sol y grana la idea de multiplicar por 10⁶ el tiempo de vida de un organismo? Si los poetas componen al margen de la ciencia, ¿no necesitará la ciencia componer su propia poesía?
Decíamos más arriba que un sistema abierto, como es un sujeto (colectivo) pensante, puede contener sistemas cerrados, ideas; pero los sistemas cerrados no pueden contener sistemas abiertos, no, al menos de forma completa. A la luz de lo expuesto observamos que una innovación crucial que incrementa de forma exponencial la durabilidad de las pompas de jabón es, precisamente, la incorporación de una molécula que las hace interactuar de otra manera con la humedad del medio. La dirección del flujo de materia entre la pompa y el medio pierde su preferencia. La pompa de jabón deja de ser un objeto efímero, y, por tanto, pierde un atributo aparentemente esencial para su propio concepto. Aproximándose a la condición del organismo vivo, gana completitud pero pierde consistencia (lógica); si, en cambio, conserva su consistencia, merma su completitud. ¿Ocurrirá lo mismo con la dialéctica del pensamiento?
Notas
[1] Y. Counder, J.M. Chomaz y M. Rabaud (1989). On the hydrodynamics of soap films. Physica D: Nonlinear Phenomena, 37(1-3), 384-405.
[2] T. Gilet, et al (2007). How long will a bubble be? arXiv:0709.4412v1 [physics.flu-dyn] 27 Sep 2007.
[3] S. Poulain, E. Villermaux y L. Bourouiba (2018). Ageing and burst of surface bubbles. Journal of Fluid Mechanics, 851, 636-671.
[4] M. Pasquet, et al (2022). An optimized recipe for making giant bubbles. European Physics Journal E, 45, 101.
[5] (Sin Autor) (1917). Soap Bubbles of Long Duration. Scientific American, 83(2153). Disponible en: https://sites.google.com/view/kmj—soapbubbler/books-for-bubblers/1879-james-dewar-ri-lecture [Última consulta: 29/03/2024, 09:00].
[6] A. Toux, A. Duchesne y M. Baudoin (2022). Everlasting bubbles and liquid films resisting drainage, evaporation, and nuclei-induced bursting, Physical Review Fluids, 7(1), L011601.
