10. UN LENGUAJE QUÍMICO

El tío Dave consideraba todas las ciencias como una empresa no sólo intelectual y tecnológica, sino también esencialmente humana, y parecía natural que yo compartiera su punto de vista. Cuando instalé mi laboratorio e inicié mis experimentos químicos, quise aprender algo de la historia de la química desde una perspectiva más general, averiguar qué hacían los químicos, qué pensaban, el ambiente que se respiraba en los siglos anteriores. Siempre me había fascinado nuestra familia, nuestro árbol genealógico: mis tíos que se habían ido a Sudáfrica; el hombre que los había engendrado a todos; el primer ancestro de mi madre del que tenemos noticias, un rabino interesado por la alquimia, se contaba, un tal Lazar Weiskopf que había vivido en Lúbeck en el siglo XVII. Es posible que eso incitara a amar la historia desde una perspectiva más general, a verla desde una óptica familiar. En cuanto a los científicos, cuando leí acerca de los primeros químicos éstos se convirtieron, en cierto sentido, en ancestros honorarios, gente con que, en mi fantasía, tenía algún tipo de relación. Necesitaba comprender lo que pensaban esos primeros químicos, imaginármelos en su mundo.

Leí que la química, en cuanto que ciencia verdadera, surgió con la obra de Robert Boyle a mediados del siglo XVII. Boyle era veinte años mayor que Newton, y había nacido en una época en la que aún imperaba la práctica de la alquimia, por lo que mantenía algunas creencias y prácticas alquímicas, además de las científicas. Creía que se podía fabricar oro, y que había conseguido crearlo (Newton, que también era alquimista, le aconsejó que no lo contara). Era un hombre de inmensa curiosidad (de «sagrada curiosidad», en frase de Einstein), pues todos los prodigios de la naturaleza, creía Boyle, proclamaban la gloria de Dios, lo que le llevó a examinar una gran cantidad de fenómenos.

Examinó los cristales y sus estructuras, y fue el primero en descubrir sus planos de exfoliación. Investigó el color y escribió un libro sobre el tema que influyó en Newton. Ideó el primer indicador químico, un papel empapado en concentrado de violetas que se volvía rojo en presencia de fluidos ácidos y verde si eran alcalinos. Escribió el primer libro en inglés sobre la electricidad. Preparó hidrógeno sin darse cuenta al meter clavos de hierro en ácido sulfúrico. Descubrió que casi todos los líquidos se contraían al congelarse, y que el agua se dilataba. Demostró que aparecía un gas (luego se vio que era dióxido de carbono) si vertía vinagre sobre coral en polvo, y que las moscas morían si se las conservaba en «aire artificial». Investigó las propiedades de la sangre y se interesó por la posibilidad de hacer transfusiones. Experimentó con la percepción de los olores y sabores. Fue el primero en describir las membranas semipermeables. Aportó el primer historial de un caso de acromatopsia adquirida, una pérdida total de la visión del color a consecuencia de una infección cerebral.

Todas estas investigaciones y muchas otras las relataba en un lenguaje muy sencillo y claro, totalmente distinto del lenguaje arcano y enigmático de los alquimistas. Cualquiera podía leerle y repetir sus experimentos; estaba a favor de que la ciencia fuera algo transparente, en oposición al mundo cerrado y hermético de la alquimia.

Aunque le interesaba todo, la química parecía atraerle de manera especial (ya de joven llamaba a su laboratorio de química «una especie de Elíseo»). Deseaba, sobre todo, comprender la naturaleza de la materia, y su libro más famoso, El químico escéptico, fue escrito para demoler la doctrina mística de los Cuatro Elementos, y para unir el inmenso conocimiento empírico de siglos de antigüedad de la alquimia y la farmacia con el nuevo racionalismo ilustrado de la época.

Los antiguos consideraban que había cuatro principios o elementos básicos: la Tierra, el Aire, el Fuego y el Agua. Creo que ésa era más o menos mi manera de pensar a los cinco años (sin embargo, es posible que considerara los metales un quinto elemento especial), aunque más difícil me parecía concebir los Tres Principios de los alquimistas, para quienes «el Azufre», «el Mercurio» y «la Sal» no significaban el azufre, el mercurio y la sal corrientes, sino un Azufre, un Mercurio y una Sal «filosóficos»: el Mercurio confería dureza y brillo a una sustancia, el Azufre le daba color y combustibilidad y la Sal solidez y resistencia al fuego.

Boyle pretendía reemplazar esas ideas clásicas y místicas de los Elementos y los Principios por una que fuera racional y empírica, y ofrecía la primera definición moderna de lo que era un elemento:

Lo que entiendo ahora por Elementos… son ciertos cuerpos Primitivos y Simples, sin mezcla alguna; que no pueden formarse a partir de otros cuerpos, o uno a partir del otro, y que son los ingredientes de todos los Cuerpos que llamamos compuestos, y en los que éstos pueden descomponerse en última instancia.

Pero como no daba ejemplos de tales «Elementos», ni de cómo demostrar que no tenían «mezcla alguna», su definición parecía demasiado abstracta para ser de utilidad.

Aunque El químico escéptico me pareció ilegible, me encantaron los Nuevos experimentos de Boyle, publicado en 1660, donde exponía, de manera deliciosamente gráfica y gran riqueza de detalle, más de cuarenta experimentos utilizando su «Motor Neumático» (una bomba de vacío que su ayudante Robert Hooke había inventado), con el que era capaz de sacar el aire de un recipiente cerrado^[25]. En dichos experimentos, Boyle demolió completamente la antigua creencia de que el aire era un medio etéreo que lo impregnaba todo, demostrando que era una sustancia material con propiedades físicas y químicas propias, y que podía comprimirse o enrarecerse o incluso pesarse.

Boyle extrajo el aire de un recipiente cerrado que contenía una vela encendida y un carbón al rojo, mostrando que ambos dejaban de arder a medida que el aire se rarificaba, aunque el carbón se ponía otra vez al rojo si se introducía de nuevo aire, lo que probaba que éste era necesario para la combustión. También demostró que diversos animales —los insectos, los pájaros o los ratones— sufrían o morían si se reducía la presión de aire, aunque revivían si volvía a introducirse aire en el recipiente. Le sorprendió la similitud que había entre la combustión y la respiración.

Investigó si podría oírse una campana a través del vacío (no se oía), si un imán ejercía su poder de atracción a través del vacío (lo ejercía), si los insectos podían volar en el vacío (lo que no pudo averiguarse, pues los insectos «se desvanecían» al reducir la presión de aire), y examinó los efectos de disminuir la presión de aire en el brillo de las luciérnagas (perdía intensidad).

Me encantaba leer estos experimentos, e intenté repetir algunos por mi cuenta: nuestra aspiradora Hoover sustituyó la bomba de vacío de Boyle. Me encantaba el tono desenfadado del libro, tan distinto de los diálogos filosóficos de El químico escéptico. (De hecho, Boyle se daba cuenta de ello: «Me parece una tontería no prestar atención incluso a los experimentos más absurdos, y creo que los juegos de los niños merecen a veces que los filósofos los estudien.»

La personalidad de Boyle me atraía enormemente, al igual que su omnívora curiosidad, su afición a la anécdota y sus esporádicos juegos de palabras (como cuando escribió que prefería los fenómenos «luminosos a los lucrosos»). Lo veía como una persona, y una persona además que me caería bien, a pesar de los tres siglos que nos separaban.

Antoine Lavoisier, nacido casi un siglo después de Boyle, sería conocido como el verdadero fundador o padre de la química moderna. Se disponía ya de una enorme cantidad de conocimientos químicos, de refinamiento químico, antes de que naciera, heredado en parte de los alquimistas (pues ellos fueron los pioneros de los aparatos y técnicas de destilación y cristalización y de numerosos procedimientos químicos), en parte de los farmacéuticos, y mucho, desde luego, de los primeros metalúrgicos y mineros.

Aunque se había investigado multitud de reacciones químicas, éstas no se habían calculado ni pesado de manera sistemática. La composición del agua era desconocida, al igual que la composición de muchas otras sustancias. Los minerales y las sales se clasificaban por su forma cristalina, o por otras propiedades físicas, y no por sus componentes. No se tenía una idea clara de qué elementos eran simples o compuestos.

Además, no existía un marco teórico global en el que ubicar los fenómenos químicos, sólo la teoría un tanto mística del flogisto, que, se suponía, explicaba todas las transformaciones químicas. El flogisto era el principio del Fuego. Se creía que los metales eran combustibles porque contenían flogisto, y, al quemarse, el flogisto se liberaba. Cuando las tierras se fundían con carbón, por el contrario, el carbón donaba su flogisto y reconstituía el metal. Así, el metal era una especie de amalgama o «compuesto» de su tierra, sus residuos y el flogisto. Todo proceso químico —no sólo el fundido y la calcinación, sino las acciones de los ácidos y las bases, y la formación de las sales— podía atribuirse al aumento o eliminación de flogisto.

Cierto que el flogisto no poseía propiedades visibles, no podía demostrarse su existencia, ni embotellarse, ni pesarse, pero, después de todo, ¿no pasaba lo mismo con la electricidad (otra gran fuente de misterio y fascinación en el siglo XVIII)? El flogisto poseía un atractivo poético, místico, instintivo, y podía quemar tanto algo material como espiritual. Pero a pesar de sus raíces metafísicas, el flogisto fue la primera teoría específicamente química (opuesta a la mecánica y corpuscular que Boyle había concebido en la década de 1660); intentaba explicar las propiedades y las reacciones químicas según la presencia o ausencia, o la transferencia, de un principio químico específico.

Fue en este ambiente medio metafísico, medio poético donde Lavoisier —testarudo, profundamente analítico y lógico, hijo de la Ilustración y admirador de los Enciclopedistas— llegó a la mayoría de edad en la década de 1770. A los veinticinco años, Lavoisier ya había abierto nuevos caminos en la geología, demostrado un gran talento químico y para la polémica (había escrito un galardonado ensayo acerca de la mejor manera de iluminar una ciudad por la noche, y un estudio de cómo preparar y colocar la escayola) y había sido elegido miembro de la Academia^[26]. Pero donde concentró intensamente su intelecto y ambición fue en la teoría del flogisto, un concepto que le parecía metafísico, insustancial, y que, vio enseguida, se podía atacar mediante meticulosos experimentos cuantitativos de combustión. Las sustancias, al quemarse, ¿disminuían realmente de peso, como sería de esperar si perdían su flogisto? La experiencia común, de hecho, sugería que era un fenómeno que ocurría, que las sustancias se consumían: una vela menguaba de tamaño al quemarse, las sustancias orgánicas se chamuscaban y arrugaban, el azufre y el carbón desaparecían por completo, pero no parecía ocurrir lo mismo cuando lo que ardía era un metal.

En 1772, Lavoisier leyó los trabajos de Guyton de Morveau, quien, mediante experimentos de excepcional precisión y meticulosidad, había confirmado que los metales aumentaban de peso cuando se calcinaban en presencia de aire^[27] ¿Cómo podía concordar todo esto con la idea de que algo —el flogisto— se perdía al arder? Lavoisier encontraba la explicación de Guyton —que el flogisto era «ligero» y quedaba flotando sobre los metales que lo contenían— absurda. No obstante, los impecables resultados de Guyton estimularon a Lavoisier más que ninguna otra cosa. Era, como la manzana de Newton, un hecho, un fenómeno, que exigía una nueva teoría del mundo.

La labor que le esperaba, escribió, «parecía destinada a provocar una revolución en la física y en la química. Me había parecido que debía considerar todo lo que se había hecho antes como simples indicaciones… como piezas separadas de una gran cadena». Le parecía que alguien, él, debía unir todos los eslabones de la cadena con «una inmensa serie de experimentos… que llevaran a una globalidad continua» y formaran una teoría.

Al tiempo que Lavoisier confiaba su presuntuosa idea a su cuaderno de laboratorio, comenzó a hacer experimentos sistemáticos, repitiendo gran parte de la labor de sus predecesores, pero utilizando esta vez un aparato cerrado y pesándolo todo meticulosamente antes y después de cada reacción, un procedimiento que Boyle, e incluso los químicos más meticulosos de la época del propio Lavoisier, habían descuidado. Calentó plomo y estaño en retortas cerradas hasta que se convirtieron en ceniza, con lo que fue capaz de demostrar que el peso total de las sustancias que reaccionaban ni aumentaba ni disminuía durante la reacción. Sólo cuando abría las retortas y permitía que el aire entrara, aumentaba el peso de la ceniza, y exactamente en la misma cantidad que había aumentado el peso de los metales al ser calcinados. Este aumento, opinaba Lavoisier, se debía probablemente a la «fijación» del aire, o parte de él.

En el verano de 1774, Joseph Priestley, en Inglaterra, descubrió que cuando se calentaba el óxido mercúrico rojo emitía un «aire» que, para su asombro, parecía aún más fuerte o más puro que el aire corriente.

Una vela ardía en el aire [escribió] con una llama asombrosamente intensa; y un fragmento de madera al rojo crepitó y se consumió con prodigiosa rapidez, con un aspecto muy parecido a un hierro al rojo, y lanzando chispas en todas direcciones.

Embelesado, Priestley siguió investigando, y descubrió que un ratón podía vivir en ese aire cuatro o cinco veces más que en el aire normal. Y al quedar convencido de que ese nuevo «aire» era benigno, él mismo lo probó:

La sensación que tuvieron mis pulmones no fue muy distinta a la de respirar aire normal; pero me pareció que luego, y durante un buen rato, mi pecho se sentía especialmente ligero y cómodo. Quién sabe si, en el futuro, este aire puro se convertirá en un elegante artículo de lujo. Hasta este momento sólo dos ratones y yo hemos tenido el privilegio de respirarlo.

En octubre de 1774, Priestley fue a París y le comentó a Lavoisier lo de su nuevo «aire desflogistizado». Y entonces Lavoisier vio lo que Priestley no había visto: la clave de lo que le desconcertaba y eludía, la verdadera naturaleza de lo que ocurría durante la combustión y la calcinación.^[28] Repitió los experimentos de Priestley, los amplificó, los cuantificó y los perfeccionó. Ahora no le quedaba ninguna duda de que la combustión era un proceso en el que no sólo se perdía una sustancia (el flogisto), sino la combinación del material combustible con una parte del aire atmosférico, un gas, para el que acuñó el término de oxígeno^[29].

La demostración de Lavoisier de que la combustión era un proceso químico —una oxidación, como se llamaría ahora— implicaba muchas otras cosas, y para él no era más que una parte de una idea enormemente más amplia, la revolución de la química que había imaginado. Calcinar metales en retortas cerradas, mostrar que no existía ningún fantasmal aumento de peso procedente de «partículas de fuego» ni ninguna disminución debida a la pérdida de flogisto, le había convencido de que en el proceso no había ni creación ni pérdida de materia. Este principio de conservación, además, no sólo afectaba a la masa total de los productos y sustancias que reaccionaban, sino a cada uno de los elementos. Cuando se fermentaba azúcar con levadura y agua en un recipiente cerrado para producir alcohol, como hizo en uno de sus experimentos, la cantidad total de carbono, hidrógeno y oxígeno era siempre la misma. Podían volver a juntarse químicamente, pero sus cantidades eran inmutables.

La conservación de la masa implicaba una composición y descomposición constantes, lo que llevó a Lavoisier a definir un elemento como un material que no se puede descomponer por los medios existentes. Ello le permitió (con De Morveau y otros) elaborar una lista de elementos verdaderos: treinta y tres sustancias elementales, diferenciadas, inseparables, que reemplazaban a los Cuatro Elementos de la antigüedad^[30]. Esto, a su vez, le permitió a Lavoisier un «balance», como él lo llamaba, un cálculo exacto de cada elemento en una reacción.

Lavoisier opinaba que el lenguaje de la química debía transformarse a fin de adaptarse a su nueva teoría, y también revolucionó la nomenclatura, reemplazando los términos antiguos, pintorescos y que no aportaban ninguna información —como mantequilla de antimonio, bezoar jovial, vitriolo azul, azúcar de plomo, licor vaporoso de Libavio, flores de cinc— por otros precisos, analíticos y explicativos. Si un elemento estaba mezclado con nitrógeno, fósforo o azufre, se convertía en un nitruro, un fosfuro o un sulfuro. Si se formaban ácidos añadiendo oxígeno, podíamos hablar de ácido nítrico, ácido fosfórico o ácido sulfúrico; y las sales de éstos eran nitratos, fosfatos y sulfatos. Si había presentes pequeñas cantidades de oxígeno, se podía hablar de nitritos y fosfitos en lugar de nitratos y fosfatos, etcétera. Toda sustancia, elemental o compuesta, poseería su nombre exacto, que denotaría su composición y naturaleza química, y tales nombres, manipulados como en el álgebra, nos indicarían al instante cómo podían interactuar y comportarse en diferentes circunstancias. (Aunque yo era plenamente consciente de las ventajas de los nuevos nombres, añoraba los antiguos, pues poseían cierta poesía, transmitían con fuerza sus cualidades sensoriales o antecedentes herméticos, algo ausente por completo en los nuevos nombres químicos, sistemáticos y sin el aroma de lo antiguo.)

Lavoisier no dio símbolos para los elementos, ni tampoco utilizó ecuaciones químicas, pero sí nos ofreció la base esencial de éstos, y me entusiasmaba su idea del balance, esa álgebra de la realidad, para las reacciones químicas. Era como ver el lenguaje, o la música, anotados por vez primera. Con ese lenguaje algebraico, ya no haría falta pasarse la tarde en el laboratorio, uno podría hacer química en una pizarra, o en su mente.

Todas las empresas de Lavoisier —el lenguaje algebraico, la nomenclatura, la conservación de la masa, la definición de un elemento, la elaboración de una verdadera teoría de la combustión— estaban orgánicamente entrelazadas, formaban una sola y maravillosa estructura, una refundación revolucionaria de la química tal como había soñado, tan ambiciosamente, en 1773. El camino hacia su revolución no fue fácil ni directo, aun cuando lo presente como algo obvio en los Elementos de química; le exigió quince años de su genio, abriéndose paso a través de los laberintos de antiguos postulados, combatiendo su propia ceguera así como la de todos los demás.

Durante los años en que Lavoisier reunió lentamente su munición hubo violentas disputas y conflictos, pero cuando los Elementos finalmente se publicaron —en 1789, tres meses antes de la Revolución Francesa— causaron una auténtica conmoción en el mundo científico. Era una arquitectura conceptual totalmente nueva, comparable sólo a los Principia de Newton. Unos pocos rechazaron sus ideas —Cavendish y Priestley fueron los más destacados—, pero allá por 1791, Lavoisier estuvo en condiciones de afirmar que «todos los jóvenes químicos adoptan la teoría, de lo que concluyo que la revolución en la química ya ha tenido lugar».

Tres años después la vida de Lavoisier terminó en la guillotina. Estaba en el culmen de su carrera, y el gran matemático Lagrange lamentó la muerte de su colega y amigo diciendo: «Se tardó sólo un momento en cortarle la cabeza, y quizá no basten cien años para que surja otra igual.»

La lectura de Lavoisier y de los químicos «neumáticos» que le precedieron me estimuló a experimentar más con el calentamiento de los metales y con la producción de oxígeno. Mi intención era hacerlo calentando óxido mercúrico —tal como lo había hecho Priestley por primera vez en 1774—, pero, hasta que me instalaron el extractor de gases, tuve miedo de los vapores tóxicos del mercurio. Sin embargo, era muy fácil de preparar, pues no había más que calentar una sustancia rica en oxígeno, como el peróxido de hidrógeno o el permanganato potásico. Recuerdo que metí una astilla de madera al rojo en un tubo de ensayo que contenía oxígeno y vi cómo se incendiaba, emitiendo unas llamas de intenso brillo.

También produje otros gases. Descompuse el agua mediante electrólisis, y luego la recompuse echando chispas a una mezcla de hidrógeno y oxígeno. Había muchas otras maneras de preparar hidrógeno con ácidos o álcalis: con cinc y ácido sulfúrico, o tapones de botella de aluminio y sosa cáustica. Me parecía una pena que ese hidrógeno simplemente borboteara y se perdiera, así que, para tapar mis frascos, conseguí tapones de goma y corchos que encajaran bien, algunos con agujeros en medio para los tubos de cristal. Una de las cosas que había aprendido en el laboratorio del tío Dave era a ablandar tubos de cristal en una llama de gas y doblarlos suavemente formando cierto ángulo (y, más emocionante aún, también aprendí a soplar el cristal, exhalando lentamente dentro del cristal fundido para hacer finos globos y formas de todo tipo). Ahora, utilizando tubos de gas, podía encender el hidrógeno mientras salía del frasco tapado. Tenía una llama incolora, ni amarilla ni humeante, como las llamas de los chorros de gas o del fogón de la cocina. O también podía introducir el hidrógeno, con un trozo de tubo de cristal elegantemente curvado, en una solución jabonosa para hacer pompas de jabón con hidrógeno; las pompas, mucho más ligeras que el aire, subían hasta el techo y estallaban.

De vez en cuando recogía hidrógeno encima del agua en una cubeta invertida. Con la cubeta aún invertida, me la ponía sobre la nariz e inhalaba: no tenía olor ni sabor, ninguna sensación, pero durante unos segundos la voz se me volvía aguda, chillona, como la de Mickey Mouse, y no la reconocía.

Vertía ácido clorhídrico sobre tiza (aunque un ácido suave como el vinagre habría sido suficiente), produciéndose una efervescencia de un gas distinto y mucho más pesado, el dióxido de carbono. Recogía ese pesado e invisible dióxido de carbono dentro de un vaso de precipitados y veía cómo un diminuto globo de aire, mucho menos denso, flotaba encima. Los extintores que teníamos en casa estaban llenos de dióxido de carbono, y también los usaba de vez en cuando para conseguir ese gas.

Cuando llenaba un globo con dióxido de carbono, se hundía pesadamente hasta el suelo y allí se quedaba, y me preguntaba qué pasaría si llenara un globo con un gas realmente denso, como el xenón (cinco veces más denso que el aire). Cuando se lo mencioné al tío Tungsteno, me habló de un compuesto del tungsteno, el hexafluoruro de tungsteno, que era casi doce veces más denso que el aire: es el vapor más denso que conocemos, dijo. Fantaseaba con que se pudiera encontrar o fabricar un gas que fuera tan pesado como el agua, y bañarse y flotar en él, igual que uno se bañaba o flotaba en el agua. Había algo en el hecho de flotar —flotar y hundirse— que continuamente me obsesionaba y me vigorizaba. ^[31]

Me hipnotizaban aquellos gigantescos globos cautivos que flotaban por encima de Londres durante la guerra, y que parecían inmensos peces aéreos, con sus rollizos cuerpos llenos de hidrógeno y sus colas trilobuladas. Estaban hechos de tela de aluminio, por lo que brillaban intensamente cuando el sol incidía en ellos. Estaban sujetos al suelo mediante largos cables, los cuales (se creía) podían enredar a los aviones enemigos, evitando que volaran muy bajo. Los globos eran también nuestros protectores gigantes.

Uno de esos globos estaba amarrado a nuestro campo de críquet, en Lymington Road, y se convirtió en objeto de mi especial y apasionada atención. Cuando nadie miraba me escabullía del campo de críquet y tocaba suavemente aquella tela brillante que se hinchaba suavemente; los globos parecían sólo medio hinchados en el suelo, pero cuando alcanzaban la altitud adecuada, el hidrógeno que había dentro se expandía, haciendo que alcanzaran su máximo volumen. Me encantaba el tacto de los globos gigantes, un tacto que sin duda tenía algo de erótico, aunque por entonces no me diera cuenta. A menudo, por la noche, soñaba con los globos cautivos, imaginándome mecido, en paz, dentro de uno de esos cuerpos blandos y gigantes, suspendido, flotando, por encima del mundo abarrotado del suelo, en un éxtasis empíreo e intemporal. A todo el mundo, creo, le encantaban esos globos —el hecho de que se elevaran era una invitación al optimismo, hacía que el corazón se acelerara—, pero para mí el globo de Lymington Road era especial: reconocía mi tacto y respondía a él, o eso me imaginaba, temblando (al igual que yo) en una especie de éxtasis. No era humano, no era animal, pero en cierto sentido era algo animado; fue mi primer objeto amoroso, el precursor, cuando yo tenía diez años.