El investigador Stephen Wiggins (EE UU, 1959) es experto en identificar áreas de la ciencia que necesitan nuevos avances matemáticos o computacionales para seguir adelante, como la oceanografía o la química orgánica. A partir de ahí, trabaja sobre el problema en colaboración con instituciones como la Office of Naval Research americana y, ahora, con el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT).
¿Qué investigación desarrolla en el ICMAT?
Mi trabajo con Ana María Mancho está centrado en ciertos procesos de la mecánica de fluidos: el transporte y 'mezcla', en un contexto geofísico. Estudiamos las corrientes marinas, los flujos atmosféricos… la herramienta matemática que desarrollamos sirve para distintos escenarios.
¿Qué tipo de preguntas se hacen?
Muchos de los grandes problemas que amenazan a la sociedad, como el impacto humano en el medio ambiente, el cambio climático, la sostenibilidad, etc. tienen componentes cruciales relacionados con el transporte y la mezcla. El laboratorio ICMAT nos da medios y oportunidades para pensar en los grandes problemas de éste área de investigación peculiar.
Este año se celebra el Año de las Matemáticas del Planeta Tierra 2013, ¿cuál cree que es el papel de las matemáticas, en general, frente a los grandes retos del planeta?
La matemática intenta encontrar orden en los datos y en lo sistemas: categorizando, buscando patrones… Pero en estos temas, además, es necesario salir del campo estricto de las matemáticas y trabajar con gente que realmente entiende los sucesos que tienen lugar en el planeta: físicos, geólogos, biólogos, ingenieros… Han de trabajar mano a mano con la gente que hace las medidas, los experimentos, para ser capaces luego de tratar los datos con matemáticas, de construir modelos.
¿Cómo de efectivos son los modelos?
Creo que pueden tener un papel muy importante, pero hay que tener cuidado con los resultados y ser honestos. Por ejemplo, en el cambio climático, los científicos han hecho modelos a partir de los datos para entender mejor la situación, pero los políticos se han quedado solo con las conclusiones: solo necesitan respuestas para contarle a la gente lo que pasa. Uno de los problemas de hacer modelos es que no siempre sabemos cómo de buenos son.
¿Cómo podemos saberlo?
En general, las matemáticas funcionan. Evidentemente, se basan en suposiciones e hipótesis que hay que comprobar que se satisfacen en el mundo real. Ahí está la clave: los datos se usan tanto antes como después, sirven para desarrollar el modelo pero, una vez terminado, es necesario valorarlo otra vez los datos y con experimentos para comprobar su veracidad.
Además de en estudios sobre el cambio climático ¿En qué otros temas puede ser útil la matemática?
Por ejemplo, en la gestión de alimentos. Hay partes del mundo que desperdician enormes cantidades de comida, mientras que en otras hay escasez de comida y agua potable, ¿cómo podríamos hacer para distribuir mejor los alimento y acabar con este desequilibrio? Los matemáticos podrían ayudar, haciendo unos de desarrollos técnicos no muy complicados, para poder almacenar, distribuir y crear redes de comida para solucionar el problema.
¿Cuáles son las herramientas que utilizan ustedes?
Estamos entrando en la era del big data. Tenemos una gran variedad de instrumentos de medida y además recursos computacionales que nos permiten obtener un volumen de información sin precedentes sobre nuestro mundo. Para que podamos extraer información útil de todo ello, tenemos que desarrollar más herramientas analíticas y computacionales. Nuestro objetivo es hacer contribuciones significativas en este campo. Es un momento muy emocionante, en el que los desarrollos de matemáticas y computación fundamentales pueden mejorar nuestra cualidad de vida. De hecho, el pensamiento matemático es necesario para el progreso. Con el Laboratorio, además, esperamos poder introducir una nueva generación de estudiantes en esta emocionante área de investigación matemática.
¿Puede describirnos este campo de investigación?
Yo trabajo en problemas relacionados con el transporte de fluidos. He trabajado en estas cuestiones en el océano, en el estudio de trayectorias dentro del mar. Hasta no hace mucho pensamos que el movimiento del mar era totalmente desorganizado, como cuando mezclamos la leche con el café. Pero resulta que no es el caso: hay estructuras en el océano. Estamos tratando de utilizar estas ideas para entender el funcionamiento del mar.
También se aplican en otros contextos, ¿verdad?
Sí, ahora mismo estoy muy interesado en la química. Estoy trabajando en problemas muy complejos relacionados con reacciones orgánicas. Es un campo en el que las matemáticas todavía no se han empleado, por ahora era básicamente experimental. Sin embargo, queremos diseñar reacciones que se comporten de una manera determinada, a través de catalizadores capaces de manipular el mundo molecular. Llevo más de 20 años en ello, pero el éxito ha llegado poco a poco. Por fin tengo el reconocimiento, por lo menos me toman en serio. Me concedieron una gran beca para seguir trabajando en estos temas, y ahora necesito encontrar al químico adecuado.
¿Hay similitudes en la matemática empleada en estos dos escenarios?
Sí, nosotros utilizábamos geometría para investigar sobre cómo ocurría el transporte en fluidos, y las matemáticas eran muy parecidas a las que describían la manera en la que suceden las reacciones en el espacio, que te permite diseñar los resultados de las reacciones químicas. Uno de los conceptos que más he estudiado, el de 'mezcla' es un buen ejemplo de técnicas matemáticas que te permiten estudiar diversos fenómenos: la mezcla en el océano es una cosa (como se mezclan el agua caliente y la fría) pero en microfluidos también funciona para explicar como se comportan los fluidos del cuerpo.
¿Cómo usa las matemáticas en su trabajo?
Las matemáticas nos ayudan a pensar. El punto de partida es el más difícil: ¿Cómo reconocer que algo es un problema?, ¿cómo empezar a pensar en ese problema?, ¿cómo se puede empezar a cuantificar? Cuando entendemos que cierta cantidad se puede medir, o encuentras algo que puede dar contacto directo con el problema, ya estás en el buen camino.
¿Cuál diría que es su contribución más importante a la investigación matemática?
Creo que es la manera en la que investigo. Busco áreas de la ciencia en las que haya problemas que requieren del desarrollo de nuevos progresos matemáticos. He tenido bastante éxito con ello, en particular en los campos de los problemas de transporte.
Empezó física, terminó matemáticas, se doctoró en ingeniería, trabaja en temas de geofísica y química ¿Un matemático puede ocuparse de disciplinas tan diversas?
Yo creo que sí, desde luego. Aunque hay gente que lo lleva demasiado e intentan demostrar cosas como si hay o no hay vida después de la muerte. A mi también me gustaría saberlo, pero las matemáticas no son muy útiles en este tema. Las matemáticas tienen sus límites, no hay duda de eso. En general, la ciencia los tiene, pero lo que hace, lo hace muy bien. No creo que los límites estén ya establecidos, y desde luego creo que queda mucho por hacer. Siempre puedes estirar las fronteras pero tienes que ser honesto con tu planteamiento.
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