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Pedro García Barreno(director)

LA CIENCIA EN TUS MANOS

ES PASA

ÍNDICE GENERAL

PRÓLOGO, por Luis Miguel Enciso 13PRESENTACIÓN, por José Manuel Sánchez Ron 15INTRODUCCIÓN, por Pedro García Barreno (dir.) 17

PARTE I

LA NATURALEZA DE LA CIENCIA

1. E L PENSAMIENTO MATEMÁTICO, por Miguel de Guzmán 25Una visión panorámica, 25.—La naturaleza del pensamiento matemá-tico, 33.

2. LA CIENCIA A TRAVÉS DE LA HISTORIA, por José Manuel SánchezRon 51Introducción, 51.—La ciencia en el mundo griego, 53.—Camino de laRevolución Científica, 55.—La Revolución Científica, 56.—El asociacio-nismo científico, 58.—Ciencia e Ilustración, 60.—Una revolución química:Lavoisier, 60.—La Edad de Oro de la medicina: el siglo XIX, 62.—Char-les Darwin y la evolución de las especies, 66.—Química orgánica y elec-tromagnetismo, 68.—El siglo de las tres revoluciones científicas, 70.—Larevolución del ADN, 72.—Una nueva visión de la Tierra, 73.—La pérdi-da de la certidumbre (matemática), 73.

PARTE II

EL M U N D O FÍSICO

3. E L UNIVERSO, por Alberto Galindo 77

Introducción, 77.—El Universo real, 78.—Evolución del Universo, 101.Conclusión, 116.

4. LA TIERRA, por Agustín Udías 119

Introducción, 119.—La Tierra, un planeta singular, 119.—Campos de lagravedad y magnéticos, 124.—La atmósfera y los océanos, 131.—El inte-

ÍNDICE GENERAL

rior de la Tierra, 134.—El calor de la Tierra, 139.—La Tierra, un planetavivo, 141.—Dinámica de la litosfera, 143.—Movimiento y corrientes enel manto y núcleo, 149.—Origen y formación de la Tierra, 151.—Con-clusión, 153.

5. E L MUNDO DEL MICROCOSMOS: UN SIGLO DE FÍSICA DE PARTÍCULAS,

por Francisco J. Ynduráin 155Introducción: hace cien años, 155.—Los orígenes de la investigación enlo infinitamente pequeño. Las teorías atómicas de los filósofos griegos.La teoría atómica en química y termodinámica, 159.—El descubrimientodel electrón. El átomo de Rutherford; el núcleo atómico, 161.—La ex-ploración experimental de pequeñas distancias. Aceleradores y rayoscósmicos. 164.—Detectores, 167.—Partículas e interacciones. I: Interac-ciones, 170.—Partículas e interacciones. II: Electrones, neutrinos yquarks. Familias de partículas, 176.—Simetrías, 182.—Problemas con elmodelo estándar. Interacción gravitatoria, 186.—La física de partículas alfinal del siglo xx. Perspectivas para el siglo xxi. El problema de las masasy el mecanismo de Higgs. La cuestión de los neutrinos, 188.

6. E L MUNDO DE LA QUÍMICA, por José Elguero 195Introducción, 195.—Los fundamentos de la química, 198.—La estructurade la química, 199.—Química orgánica, 199.—Química inorgánica, 206.Química física, 208.—Métodos físicos, 211.—Química y medicina, 213.Química y materiales, 218.—Química supramolecular, 220.—Catáli-sis, 223.—Química y ordenadores, 225.—Conclusiones, 227.

PARTE III

LA VIDA

LA EVOLUCIÓN Y LA HERENCIA BIOLÓGICA, por Francisco J. Ayala... 231Introducción, 231.—Precedentes históricos, 232.—Evolución y genética, 234.Mutaciones y sus consecuencias, 238.—Equilibrio genético, 242.Evolución génica, 243.—Efectos de la selección natural, 244.—Diver-sidad de especies, 246.—Origen de las especies, 247.—Macroevolu-ción, 248.

LA CÉLULA, por Juan Fernández Santarén 251Introducción histórica a la Teoría Celular, 251.—Técnicas de estudio dela célula, 254.—Tamaño celular y compartimentalización, 261.—Orga-nización celular: procariotas y eucariotas, 262.—La célula procariótica:las bacterias, 264.—La célula eucariótica, 266.—Prolongaciones extrace-lulares, 281.—Especialización celular: unidad y diversidad en Biolo-gía, 282.

ÍNDICE GENERAL

9. ECOSISTEMAS Y BIODIVERSIDAD, por Francisco Díaz Pineda 285Introducción, 285.—Las tramas de la naturaleza, 287.—El ecosistemaTierra, 300.—Las escalas del ecosistema, 312.

10. E L MUNDO DE LOS MICROBIOS, por Juan Ortín 313Introducción, 313.—Los microbios como sujetos de estudio de Biolo-gía Molecular y Celular, 316.—Los microbios en la nueva Biotecno-logía, 322.—Del conocimiento de los microbios a la Medicina con mayorbase científica, 326.—El descubrimiento (o la aparición) de nuevos agen-tes patogénicos y el florecimiento de viejos conocidos, 335.—Perspecti-vas futuras, 339.

PARTE IV

LOS ORGANISMOS

11. DESARROLLO EMBRIONARIO Y MORFOGÉNESIS, por Antonio García-Bellido y Enrique Martín-Blanco 349Introducción, 349.—Los orígenes de las formas. De las moléculas a losorganismos, 350.—Medularidad de los elementos genéticos, 355.—Pro-piedades celulares, 357.—Proliferación celular, 360.—Diferenciación ce-lular, 361.—Ejes embrionarios, 364.—Segmentos y tejidos, 366.—Apén-dices y órganos, 372.—Formación de patrones, 379.—Evolución, 382.

12. FUNCIONES BÁSICAS Y ENVEJECIMIENTO, por Javier García-Sancho. 385El origen de los seres vivos, 385.—Las células, 388.—El metabolis-mo, 389.—Las células eucariotes. 391.—Los organismos pluricelula-res, 392.—Función celular y su regulación, 395.—Comunicación interce-lular, 397.—Mensajeros intracelulares, 400.—El envejecimiento, 401.¿Está el envejecimiento escrito en nuestros telómeros?, 403.—Genes,evolución y envejecimiento, 405.—Teorías del envejecimiento, 407.—Pers-pectivas, 412.

13. E L DESAFÍO DEL CEREBRO, por Carlos Belmonte 417El cerebro, un universo a explorar, 417.—Los elementos del cerebro: cé-lulas nerviosas y circuitos neuronales, 418.—Neurotransmisores e inter-cambio de señales entre neuronas, 424.—Construyendo y reconstruyen-do el cerebro: genes, desarrollo y regeneración, 429.—Las funcionescognitivas del cerebro, 432.—Emociones y cerebro, 443.—Aprendizaje ymemoria, 446.—Las enfermedades neurológicas y mentales, expresión dela disfunción cerebral, 451.—Conclusiones, 455.

14. ENFERMEDADES PREVALENTES, por Manuel Serrano Ríos 457

Introducción, 457.—Enfermedades evanescentes, emergentes y resurgi-das. Los nuevos escenarios de la enfermedad en el siglo xxi, 458.—En-fermedades emergentes y resurgidas: ¿por qué?, 462.—La transición epi-

ÍNDICE GENERAL

demiológica y las nuevas «epidemias»: las enfermedades crónicas notransmisibles, 463.—La enfermedad cardiovascular: telón de fondo, 465.Factores de riesgo cardiovascular: los clásicos y los nuevos. 468.—Dia-betes mellitus y obesidad: la extraña pareja y sus compañeros de via-je, 471.—La DM tipo 2 y sus acompañantes: el caso de la obesidad, 476.La obesidad: una pandemia global. La obesidad como factor de riesgocardiovascular, 478.—Diabetes mellitus tipo 2 y obesidad: retos para elsiglo xxi de una pandemia. La prevención es prioritaria, 482.

PARTE V

EL MUNDO DE LEONARDO

15. BIOTECNOLOGÍA, por Ángel Martín Municio 487Introducción, 487.—Rasgos históricos, 489.—Bases científicas de la mo-derna biotecnología, 491.—La biotecnología moderna, 495.—Aplicacio-nes iniciales de la biotecnología, 498.—Tratamientos económico-finan-cieros de la biotecnología, 499.—Biotecnología vegetal, 502.—ElProyecto Genotna Humano. Otros programas, 504.—Biotecnología mili-tar, 507.—Patentabilidad en biotecnología, 513.

16. TECNOCIENCIA MÉDICA, por Pedro García Barreno 519Introducción, 519.—El período moderno de la Medicina, 522.—La me-dicina contemporánea: los nuevos paradigmas, 528.—Cartografía corpo-ral, 531.—Cartografía cerebral. 537.—Imagen intervencionista: cirugíaminiinvasiva, 538.—Robots quirúrgicos, 541.—Cirugías integrada porcomputadora y virtual, 542.—Telemedicina, 544.—Trasplantariedad, 546.Ingeniería de órganos y de tejidos. 548.—Órganos artificiales e ingenieríasensorial, 552.—Conclusión, 555.

17. MODIFICACIÓN GENÉTICA EN ANIMALES, por José L. Jorcano 557

Introducción, 557.—Terapia génica. 560.—Generación de animalestransgénicos por microinyección pronuclear, 568.—Generación deanimales con alteraciones genéticas predeterminadas: noqueo de ge-nes, 579.—Generación de animales por mutagénesis condicional: el siste-ma CK/IOX P. 583.—La clonación de animales, 585.

18. MEJORA GENÉTICA VEGETAL, por Francisco García Olmedo 591Introducción, 591.—Una invención neolítica, 591.—El gran intercam-bio, 593.—Escarceos precientíficos, 593.—El paradigma mendeliano-darwiniano, 594.—Maíz, trigo y arroz, 596.—Logros y retos. 599.—Elparadigma molecular, 601.—Estrategias básicas, 603.—Viejos y nuevosobjetivos, 605.—Riesgos imaginados, 609.—El incierto futuro, 612.

19. LA SOCIEDAD DE LA INFORMACIÓN, por Daniel Martín Mayorga 615Introducción, 615.—Las tecnologías de la sociedad de la información, 616.Los servicios de la sociedad de la información, 623.—La economía de la

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ÍNDICE GENERAL

sociedad de la información, 627.—La sociedad de la información y la so-ciedad. 629.

20. LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL Y SU ENTORNO CONCEPTUAL, por

Enric Trillas 635Introducción, 635.—El razonamiento y las máquinas, 645.—El razona-miento aproximado y las máquinas, 659.—Conclusiones, 672.

21. NUEVAS FORMAS DE ENERGÍA, por Félix Ynduráin 679Introducción, 679.—Combustibles fósiles, 683.—Energía nuclear, 690.Fusión, 696.—Energías renovables, 700.—Conclusión, 704.

22. LOS TRANSPORTES, por Ramón Fernández Duran 707Transporte versus sostenibilidad, 708.—La mundialización económica yla ampliación de los mercados, 708.—Las políticas de la UE, 713.—LasTEN's, 715.—El sistema de transporte europeo, 717.—Las TEN's, laocupación del territorio y las diferencias regionales, 722.—Políticas detransporte en el Estado español, 724.—Tendencias futuras para el terri-torio español, 733.—Contestación a la expansión de la movilidad motori-zada, 738.—Hacia la sostenibilidad, 740.

23. LOS MATERIALES, por Miguel Á. Alario 745Introducción, 745.—Materiales naturales, 746.—Materiales artificiales, 748.Cerámicas, 751.—Nanomateriales, clusters y fullerenos, 754.—Políme-ros, 758.—Materiales eléctricos y electrónicos, 762.—Materiales magné-ticos, 767.—Materiales superconductores, 770.—Diamantes, 773.—Con-clusión, 780.

24. LA ARQUITECTURA Y SU CONSTRUCCIÓN, por Luis Femández-Ga-

liano e Ignacio Paricio 781A) LA ARQUITECTURA DE LA EDAD DEL ESPECTÁCULO: UN RECORRIDO EN

DIEZ EPISODIOS, 781.—Berlín después del Muro, 782.—París, los pro-yectos presidenciales, 783.—La nueva Barcelona, 784.—Grandes ex-posiciones europeas, 785.—Holanda efervescente, 787.—El gradocero suizo, 787.—Bilbao, el efecto Guggenheim, 788.—El Londresdel Milenio, 789.—Hong Kong y el Pacífico, 790.—De Las Vegas aCelebration, 791.

B) LAS CONSTRUCCIONES DE LA ARQUITECTURA, 792.—La construcción

convencional, 797.—La tradición revisada, 799.—La alta construc-ción, 801.—Las anticonstrucciones, 804.—Perspectivas, 806.

25. REALIDAD VIRTUAL, por Luis Arroyo 809Entornos virtuales, 809.—¿Qué es la Realidad Virtual?, 812.—Los bene-ficios que puede aportar la RV, 817.—Gráficos de ordenador en tres di-mensiones, 818.—El factor humano, 823.—Hardware. 825.—Pantalla

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ÍNDICE GENERAL

Retinal Virtual (VRD: Virtual Retbial Display), Sil.—Software, 833.Aplicaciones, 835.—El ocio virtual, 839.—Las comunidades virtuales, 841.El espejo de silicio, 841.

PARTE VI

EL MUNDO DE LAS MATEMÁTICAS

26. LOS NÚMEROS: DE LA SIMBOLOGÍA A LA APLICABILIDAD, por Ma-nuel Castellet y Pilar Bayer 847Introducción, 847.—Ciencia, cultura, saber, belleza, matemáticas, 848.La matemática y los números en el tercer milenio, 850.—El nacimientode la teoría de los códigos correctores de errores, 852.—El código de loscódigos, 856.—Vidas paralelas, 857.—Sobre el número de primos infe-riores a una cantidad dada, 858.—De la criptografía a la criptología, 859.Cifrar y encriptar, 863.—Aritmética modular y cuerpos finitos, 867.—Lageometría del siglo XX, 869.—El criptosistema RSA, 871.—Códigos ycriptosistemas geométricos, 872.—De la criptografía de clave pública alos protocolos criptográficos distribuidos, 873.—Conclusión, 874.

27. LAS MATEMÁTICAS DE LO COTIDIANO, por Antonio Córdoba Barba . 877Introducción, 877.—El NIF, 880.—Los códigos de barras, 881.—Mensa-jes secretos, 883.—El balón de fútbol, 885.—El Sistema Global de Posi-cionamiento, 889.—Superficie y volumen, 891.—La epidemia de menin-gitis, 892.—Tomografía Asistida por Computador: TAC, 894.—Paradosificar un medicamento, 895.—La quimera del oro, 897.—Veinte imá-genes y un poema, 900.

28. PROBABILIDAD, COMPLEJIDAD Y CAOS, por Manuel García Velarde. 905Introducción. Fenómenos y modelos, 905.—Niveles de descripción (mi-cro-, meso- y macroscópico) y el papel de la probabilidad o metodologíaestocástica, 908.—Algunos fenómenos ilustrativos de la evolución de loaparentemente sencillo a lo realmente complejo, 918.—Más sobre evolu-ción y caos en sistemas o procesos deterministas, 924.—Conclusión, 927.

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