Una imagen vale más que mil palabras: Por manido este adagio no deja de ser menos cierto. Son muchas las que han dejado marca en la historia de la ciencia: la primera radiografía tomada por Röntgen en 1895, la fotografía del ADN tomada por Rosalind Franklin que permitió a Watson y Crick elucidar su estructura, o el Brainbow de Jean Livet que en 2007 mostró las vías neuronales que conectaban partes distantes de un cerebro.
Pero hay un tipo muy particular de imagen que pocas veces se le ha prestado la atención que merece, cuyo impacto ha sido incluso superior al de las convencionales: son los diagramas de representación o gráficos. Los hay de muy diversos tipos y con múltiples interpretaciones, pero todos poseen una característica común; sin ellos el avance en el conocimiento del mundo hubiera sido imposible.
La 'Fabrica' de Vesalio
En 1543 el médico belga Andrea Vesalio publicaba el libro de anatomía por antonomasia: De humani corporis fabrica. Basado en las conferencias que dio en la Universidad de Padua, se trata de una cuidadosa descripción del interior del cuerpo humano, su estructura y sus órganos, y donde corrigió los más graves errores cometidos por la que era la referencia médica desde hacía mil años, Galeno. Su prestigio y autoridad eran tan grandes que los médicos renacentistas confiaban más en las descripciones del griego que en las suyas. Vesalio rompió con esa tradición.
El libro fue el gran momento de gloria de Vesalio, hasta el punto que le abrió las puertas de palacio, convirtiéndose en el médico del emperador Carlos V. Gran parte de su éxito fue que encargó las ilustraciones a diversos artistas, entre los que se encuentra un desconocido pintor holandés llamado Jan Joest van Kalkar, discípulo de Tiziano. El libro fue un paso de gigante hacia la anatomía moderna y sus dibujos, difícilmente superables, sirvieron de inspiración para los que aparecieron después, como el clásico de la medicina actual Anatomía del británico Henry Gray, que apareció por primera vez en 1858 y cuya edición número 42 se publicó en 2020.
Los diagramas de Feynman
En 1948, en un hotel de las montañas Pocono, en Pennsylvania, se reunía la flor y nata de la física cuántica. Allí se esperaba que un joven físico, Julian Schwinger revelara la solución a un problema que les traía de cabeza desde hacía dos décadas: la electrodinámica cuántica o cómo interaccionan un fotón de luz y un electrón. Schwinger lo resolvió dando una lección magistral de virtuosismo matemático que muy pocos fueron capaces de seguir. En esa misma reunión otro físico de la misma edad, Richard Feynman, introducía su propia solución, aunque nadie le entendió. Lo que presentó en Pocono fue el esbozo de lo que era una nueva manera de entender la física del mundo subatómico. Feynman reinventó la teoría cuántica y con ello simplificó en extremo sus cálculos: si con la visión tradicional se tardaba del orden de varios meses en resolver un problema sencillo de electrodinámica cuántica, con su método se hacía en una tarde. Para ello introdujo lo que hoy se conocen como diagramas de Feynman, en los que se “proyecta” el mundo tridimensional de las interacciones cuánticas en una dimensión. Hoy es imposible encontrar una revista de física que no incluya en alguno de sus artículos estos diagramas. Sin ellos, el espectacular avance que la física teórica ha tenido en la segunda mitad del siglo XX hubiera sido muy lento y, en algunos casos, imposible.
Los gráficos de barras y circulares
En 1786 el ingeniero y economista escocés William Playfair introducía dos tipos de representaciones gráficas que iban a hacer historia: la gráfica de puntos y líneas y la de barras. Por si eso fuera poco, años más tarde, en 1801, introducía la circular o de "pastel". La gráfica de barras apareció por primera vez en su libro Commercial and Political Atlas, de 1786. Curiosamente la introdujo para poder afrontar una escasez de datos comerciales: no tenía suficientes de Escocia, así que los pocos que tenía a su disposición los dibujó como una serie de 34 barras.
La siguiente vuelta de tuerca la dio la fundadora de la enfermería moderna, Florence Nightingale. Extraordinariamente dotada para las matemáticas, es pionera en la representación visual de datos estadísticos en el campo de la salud. Nightingale introdujo una sustancial mejora a las gráficas circulares de Playfair que hoy es conocida como el diagrama de área polar o la rosa de Nightingale, equivalente a los histogramas circulares modernos. Apareció por primera vez en el "Diagrama de las causas de mortalidad del ejército en el Este", publicado en Notes on Matters Affecting the Health, Efficiency, and Hospital Administration of the British Army y enviado a la reina Victoria en 1858. Nightingale representó las muertes de soldados en distintos meses y por diferentes causas en el hospital militar de campaña que dirigía durante la guerra de Crimea, a mediados del siglo XIX. Para ello el área correspondiente a cada una de las causas de muerte era proporcional al número de bajas. De este modo, parlamentarios y funcionarios fueran capaces de entender los informes que los estadísticos preparaban para el gobierno. Por este trabajo Nightingale se convirtió en la primera mujer que fue elegida miembro de la Royal Statistical Society en 1859.
El diagrama de la máquina de vapor
En 1769 James Watt patentaba la primera máquina de vapor realmente eficaz. El éxito fue tal que hacia 1795 Watt la había instalado en todos los procesos manufactureros de Inglaterra. Pero gran parte del éxito de la revolución industrial residió en un simple diagrama, una representación en los ejes coordenados de la presión y el volumen que tiene el gas en cada instante. Ideado por Watt y su ayudante John Southern y que bautizaron como diagrama indicador, fue de tal utilidad a la hora de mejorar la eficiencia de su máquina de vapor que el propio Watt lo guardó como parte del secreto comercial. Aunque fue hecho público en 1822 en la revista Quarterly Journal of Science, su verdadero significado seguía siendo un misterio. Hubo que esperar a 1834 cuando el francés Émile Clapeyron lo usó para explicar el llamado ciclo de Carnot, base teórica de cualquier máquina térmica (como la máquina de vapor o un frigorífico). El punto clave era que el área encerrada bajo la curva dibujada en el diagrama correspondía al trabajo realizado por la máquina. Fue a partir de entonces cuando el diagrama presión-volumen o diagrama p-V, como se le conoce, se convirtió en una de las herramientas más importantes de análisis de la termodinámica, la ciencia del calor.
El diagrama de las estrellas
Podemos seguir toda la vida de una estrella gracias al diagrama de Hertzsprung-Russell, que relaciona la magnitud absoluta de una estrella (su brillo intrínseco) con su tipo espectral (el color de la estrella). Apareció por primera vez en 1910 en un artículo titulado "Sobre la relación entre el brillo y el tipo espectral en las Pléyades" del astrónomo danés Ejnar Hertzsprung en la revista Astronomische Nachrichten. Dos años más tarde, y en colaboración con el norteamericano Henry Norris Russell, presentó una versión definitiva del mismo que hoy se conoce en astrofísica como diagrama HR.
Cuando en 1912 Russell lo presentó en una reunión de la Royal Astronomical Society de Gran Bretaña, Arthur Eddington lo usó para desarrollar sus ideas sobre física estelar, que plasmó en el clásico The internal constitution of the stars. Se trata de un trabajo memorable, pues en él explicaba, sin saber cuál era el mecanismo que las hacía brillar, el interior de cada tipo de estrella y el porqué de su situación en cada parte del diagrama. Desde entonces es una herramienta habitual de la astrofísica estelar y muestra de manera diáfana cuál va a ser la evolución de una estrella a lo largo de su vida.
