Maicol Ochoa. Mi espacio de reflexión en la Web

40 años después del advenimiento del Informal Journal of Mathematical Chemistry y cerca del cumpleaños numero 20 del Journal of Mathematical Chemistry, revistas con un espíritu similar al de publicaciones en física y biología de nombre correspondiente, son muchas las preguntas que me surgen entorno a la dirección de esta corriente.

Si bien es cierto que una mejor estructuración en química invita a la correcta apropiación de distintas lineas del pensamiento matemático, no es cierto que cualquier abstracción de la realidad química pueda ser descrita por alguna de estas en forma arbitraria.
La matemática es rica en sus alcances y como tal no pretende servir a ningún ente externo a la misma. La química esta sujeta a la evidencia experimental y, como tal, todo intento de matematización debe ser coherente con tal ligadura.

Un implementación sorprendente de la teoría de grafos en química a tenido lugar en últimos años obedeciendo a simplificaciones groseras de la estructura química. Responden a la idea aún por formalizar de enlace y las representaciones usuales de moléculas ("El grafo molecular") plenamente conocidas entre químicos. Un grafo (dirigido), es una estructura que consta de un conjunto de elementos A y un conjunto de parejas ordenadas R de elementos de A. Su correspondiente matriz de conexidad dispone en una arreglo nxn unos y ceros según si la pareja ordenada esta en el grafo o no, respectivamente. De allí, se plantea que todo invariante frente a trasnformaciones elementales constituye un "invariante químico" con información sobre la correspondiente estructura molecular. Este modelo tan simple sufre de falencias dificilmente reconciliables, a saber,

1. No hay información sobre la identidad química de los elementos constituyentes.

2. La teoría no ofrece herramientas para correlacionar los invariantes con la información química buscada. Siempre se recurre a métodos de comparación con información experimental o, en el peor de los casos, ideas flojas de volumen y distancias inexistentes a escala molecular.

3. Difícilmente se establece que dichos invariantes sean realmente invariantes. Se procede a fé ciega y sin un estudio formal de los mismos.

4. Todo intento por recuperar la identidad química de sus elementos desfigura el grafo de forma arbitraria, alejando de sí toda propiedad matemática de los grafos.

5. Como si fuera poco y si obviamos los reclamos anteriores, el poder predictivo de estas ideas es virtualmente nulo.

No es que la mátemática no pueda ofrecer respuestas dentro del debate químico. Simplemente hay que ser cauteloso y proceder con una correcta implementación de la matemática, reconociendo los posibles límites que esta tenga. Todo esto nos lleva de vuelta a mi post anterior, donde menciono algunas de las preguntas fundamentales aún sin responder. Hay que formalizar los conceptos, si bien se quiere construir una buena teoría. Mientras tanto, trabajemos con las bondades de la mecánica cuántica.

Cerca de dos siglos después de la constitución de la química como ciencia, las cuestiones más fundamentales de la misma siguen abiertas. Un buen sintoma de ello es el creciente interés en la conexión entre filosofía y química manifiesto a través de diferentes publicaciónes y eventos de todo orden. Si bien es cierto que la química actual posee un poder de predicción alto en la transformación de moléculas, muchas de las nociones químicas son mal verzadas por sus abanderados. A diferencia de una ciencia como la física, la química experimental es rica en características subjetivas (o propiedades del segundo tipo) que permiten detectar transformaciones interesantes. Pero, no siendo estas parte de la disertación propia de la ciencia; basta limitarse a capturar propiedades primarias cuyo caracter objetivo sea innegable(¿Es posible esto?). En esta dirección, nociones como valencia, enlace, reactividad, estructura atómica, e.t.c., deben ser sujeto de continuas revaluaciones cuyo resultado conduzca a superar conflictos internos entre estas y, asimismo, aumente la capacidad de control y predicción sobre las sustancias.

En tal dirección creo que el siguiente paso es dotar a la química de una estructura abstracta compatible con los principios actuales de la física de partículas que rompa con la dependencia en parámetros geométricos macroscópicos, como distancia o volumen. No será así que todas las respuestas se adopten de la física, pues la visión química del mundo es más constructivista (vista desde los elementos químicos hacia las moléculas). Por otra parte, sí han de ser compatibles pues en cualquier dirección se estudia el mismo objeto.

Un primer paso en esta revaluación es entender la verdadera nocion de enlace (si tal noción se requiere). Ya esta bien de citar a Lewis y los pares electrónicos cada vez más aberrantes. No niego su importancia historica ni su lugar en el pasado de la química, solo reconozco que esta idea esta en crisis a pesar de tanto silencio. Sólo los trabajos de Daudel y Bader a partir de las propiedades topológicas de la densidad electrónica se han movido en esta dirección. Sin embargo, no parecen ser suficientes o si?

Un año interesante para popularizar los avances de un siglo de física basados en las ideas sobre relatividad, el espacio-tiempo y la mecánica cuántica. ¿Cuál debe ser el papel de la física en los años por venir?. ¿Cuál es el papel de la física en Colombia?y ¿Cuáles son nuestras expectativas?...