Se interesó entonces por la astronomía y la botánica, disciplinas en las que tuvo por maestros a Jorge Juan de Santacilia para la primera y a Domingo Castillejo y Miguel Barnades para la segunda. En realidad, en su período de formación, Mutis tuvo excelentes preceptores: Jorge Juan fue, junto con Antonio de Ulloa, el gran pionero del redescubrimiento científico de América, y Barnades fue el protagonista del renacimiento de la ciencia botánica en la Península. Cuando Mutis recibió el título de médico del Real Proto-Medicato de Madrid, contó con la tutela de Andrés Piquer, la mayor eminencia de la medicina española de la época.
Mutis se desempeñó como suplente de la cátedra de anatomía del Hospital General de Madrid y perfeccionó sus conocimientos botánicos en el Jardín del Soto de Migas Calientes. En 1760 rechazó una beca de especialización en París y partió para América como médico particular del recién nombrado virrey Pedro Messía de la Cerda, pues entendió que en el Nuevo Continente podría consagrarse como científico, dedicándose especialmente al conocimiento de las quinas. Deseaba desentrañar algunas de sus incógnitas, establecer sus reales propiedades curativas, sus limitaciones terapéuticas y sus potencialidades económicas. En los primeros años de su vida en Santafé, abrigaba la idea de viajar a Loja, en la provincia de Quito, para cumplir con tales investigaciones.
José Celestino Mutis partió de España rumbo a América el 7 de septiembre de 1760, y llegó a Santafé el 24 de febrero de 1761. El impacto del trópico fue grande, pues a cada paso se encontraba con una novedad botánica o zoológica. También le sorprendió el ambiente cultural y social: la educación superior era una copia de las instituciones educativas metropolitanas, especialmente de la contrarreformada Universidad de Salamanca, y se hallaba encomendada a las distintas órdenes religiosas (Santo Tomás a los dominicos, Javeriana a los jesuitas, Agustiniana de San Nicolás de Bari a los agustinos) o al clero secular (Nuestra Señora del Rosario). La pedagogía que se infundía en las escuelas y seminarios era heredera del Concilio de Trento de 1530 y estaba centrada en el aristotelismo y la escolástica tardía, sin ninguna explicación científica de la realidad.
Desde que Mutis desembarcó en Cartagena se preocupó por adelantar observaciones astronómicas, recolectar plantas con las que fue formando un herbario, comprobar gran parte de lo consignado en obras escritas sobre América y estudiar la quina. Al año y 17 días de su llegada a Santafé, sentó las bases de la revolución científica e ideológica en el Virreinato de la Nueva Granada cuando, en el discurso inaugural de la cátedra de matemáticas del Colegio Mayor del Rosario, expuso los principios elementales del sistema de Copérnico: fue la presentación de una nueva metodología, la del eclecticismo, y de una novedosa actitud ante el mundo y la vida, que significaba el abandono del fanatismo y la credulidad, para entrar en los terrenos de la física de Newton.
En ese empeño por modernizar las estructuras mentales de los criollos neogranadinos, Mutis se enfrentó con los sectores tradicionales de aquella sociedad estamental, y en especial con los dominicos. Así, en 1773, se declaró copernicano ante el virrey Manuel Guirior, en 1774 se le siguió causa, que fue archivada, y en 1801, tuvo que volver a defenderse, todo un escándalo para la hipócrita y pacata sociedad de la época.
Una de las consecuencias de la exposición de la teoría heliocéntrica de Copérnico fue que, después de la expulsión de los jesuitas en 1767, la Corona tuvo que llenar de alguna manera el vacío cultural e ideológico que dejaron los padres de la Compañía de Jesús. En ese contexto el fiscal y doctor Francisco Antonio Moreno elaboró un Plan de Estudios en el que se creaba una universidad pública y unos estudios generales; la base ideológica para tales planteamientos fue el discurso inaugural de Mutis en la capilla de La Bordadita.
En 1763, Mutis envió al rey de España una representación, escrita desde Cartagena, en la que planteó escribir la Historia Natural de América. No obtuvo respuesta y volvió a redactar, al año siguiente, otra carta, con el mismo resultado. Decidió entonces ir adelantando por su cuenta ese trabajo, para el cual necesitaba fondos. Aunque era el médico preferido de los habitantes de Santafé y percibía buenas entradas económicas, prefirió incursionar en arriesgadas empresas comerciales y mineras. Entre 1766 y 1770 permaneció en las minas de La Montuosa, en las cercanías de Pamplona, y entre 1778 y 1782 estuvo en las del Sapo, en las proximidades de Ibagué. En ambos intentos fracasó económicamente, aunque introdujo, junto con su socio Juan José D'Elhuyar, el método de amalgamación para la extracción de la plata.
En lo que no fracasó, aunque tuvo que afrontar serias disputas, fue en el descubrimiento de la quina en el territorio de la actual Colombia. El interés de Mutis lo llevó a recorrer constantemente los alrededores de Santafé y la búsqueda dio resultados cuando en 1772 encontró el vermífugo en compañía de don Pedro Ugarte, en el monte de Tena. En 1774 el médico panameño Sebastián López Ruiz obtuvo una comisión real para hacer indagaciones sobre la existencia de la quina en Tena, Guayabal y La Mesa, con lo que entró en polémica con el sabio.
Al cabo de dos años, López Ruiz demostró que efectivamente había quina en los alrededores de Santafé. Luego de algunos análisis en España, fue confirmado como director de los acopios de quina en el virreinato y en 1778 el rey le otorgó un sueldo anual de dos mil pesos. Comenzó entonces un largo pleito entre ambos personajes, al final del cual Mutis salió victorioso, pero muy desgastado, y de todas maneras los resultados no fueron lo que la Corona esperaba.
Mientras llevaba a cabo sus aventuras comerciales y sus disputas con López Ruiz, el sabio Mutis continuó con sus trabajos de investigación en botánica, especialmente en el campo de las plantas útiles, que era aquello que más interesaba a la Corona. Además, mantuvo una nutrida comunicación con científicos europeos, como Carlos Linneo, Carlos Alstroemer y Antonio José Cavanilles. Fue designado académico de Upsala y algunas de sus reseñas científicas fueron publicadas en revistas suecas.
En 1777 envió una colección de plantas disecadas al Jardín Botánico de Madrid y otra a Linneo. Formó una voluminosa biblioteca, entre seis y ocho mil volúmenes, especialmente de botánica (unos tres mil ejemplares), que el sabio alemán Alexander von Humboldt juzgó comparable a la de míster Banks, presidente de la Real Sociedad de Londres.
La Real Expedición Botánica
En 1776, España creó la primera Real Expedición Botánica, en el Perú; en ello tuvieron mucho que ver los conceptos que el famoso marino español Antonio de Ulloa lanzó en su libro Noticias americanas (1772) acerca de la conveniencia económica, científica y cultural para la metrópoli de conocer en profundidad el continente americano. En 1783 el arzobispo-virrey Antonio Caballero y Góngora creó la Real Expedición Botánica del Virreinato del Nuevo Reino de Granada y nombró a Mutis como su director, con una asignación anual de dos mil pesos.
Durante los seis meses que van de abril a septiembre, la expedición funcionó provisionalmente y tuvo su sede en La Mesa de Juan Díaz; el equipo humano inicial fue reducido: el sabio, como director, Eloy Valenzuela, como segundo, y Antonio García, como dibujante. Luego se incorporaron, como herbolarios, el indígena Luis Esteban y el campesino Roque Gutiérrez.
El 23 de noviembre de 1783, la expedición fue confirmada por real cédula y se trasladó a Mariquita. Esta población resultaba bastante propicia para adelantar las labores de inventario de la expedición: se asentaba entre dos cordilleras, su comunicación con Santafé no era difícil y era paso obligado en la vía que enlazaba la capital con el principalísimo puerto de Honda, hecho que favorecía las labores comerciales, además de situarse también cerca de un centro minero de relativa importancia, donde era factible ensayar las diversas técnicas de minería.
La Real Expedición permaneció ocho años en Mariquita, hasta que el virrey José de Ezpeleta decidió que para su mayor control debía ser reubicada en Santafé, con lo cual el ambiente cultural de la capital virreinal se vio fortalecido. Se formó así la Casa Botánica, que funcionó hasta 1816, cuando las tropas de la reconquista española la cerraron definitivamente, remitiendo su patrimonio científico a España.
En Mariquita la expedición se reorganizó poco a poco. Se crearon cargos con funciones muy definidas: los comisionados, personal de confianza de Mutis y del virrey, emprendían largas excursiones a diversas partes del virreinato, para reconocer y recolectar minerales o plantas diferentes a las ya conocidas, pero también para acumular datos y observaciones científicas; se destacaron fray Diego de García, Pedro Fermín de Vargas, Bruno Landete, el geógrafo José Camblor y Francisco José de Caldas.
Los botánicos debían recoger muestras exclusivamente botánicas y eran acompañados de uno o varios herbolarios que ejercían funciones auxiliares. Los pintores se encargaban de copiar las plantas recolectadas sin omitir el más mínimo detalle y con la mayor perfección posible. A partir de 1791, existieron agregados científicos como Francisco Antonio Zea, Juan Bautista Aguilar, José y Sinforoso Mutis, y de igual forma se creó el cargo de oficial de pluma, que ejerció José María Carbonel. Así, de los tres puestos creados inicialmente, la Real Expedición llegó a contar en 1808 (año de la muerte de José Celestino Mutis) con un total de 35 personas.
Tradicionalmente se ha insistido en que la coyuntura para que el arzobispo-virrey se decidiera a formar la Expedición Botánica en el virreinato fue la solicitud de unos científicos alemanes para recorrer los territorios de la actual Colombia. Como parte de las labores asignadas, Mutis debía enriquecer las colecciones botánicas del Gabinete de Historia Natural y del Jardín Botánico de la Corte mediante permanentes remisiones de semillas y raíces vivas de las plantas y árboles más útiles, sin omitir observaciones geográficas y astronómicas y la redacción de La flora de Bogotá.
Todo ello es cierto, como también lo es que en la iniciativa de la expedición jugó un papel determinante la Revolución de los Comuneros de 1781 y que los comisionados debían informar y evaluar social, política y económicamente los distintos pueblos y provincias del virreinato, con el fin de que la Corona pudiera tener una idea de las distintas situaciones y poder aplicar correctivos.
El aspecto más importante de la Expedición Botánica fue su contribución a la conformación y consolidación de una clase culta criolla, toda vez que muchos de sus miembros fueron próceres de la Independencia y que en torno de la expedición giraron las grandes figuras de la política de la Primera República.
Los resultados científicos y económicos son más relativos, pues, si bien se coleccionaron 5.393 láminas magistralmente realizadas, compuestas por 2.945 estampas en color y 2.448 dibujadas a pluma, que representan 2.696 especies y 26 variedades, muchas de ellas no tienen la descripción correspondiente, no hay clave alguna de tal iconografía y no se conoce una correspondencia entre las láminas y el herbario. Su aporte a la taxonomía nacional actual es prácticamente nulo, ya que sólo ocho géneros y especies han conservado la denominación dada por Mutis: Barnadesia, Beforia, Ezpeletia, Ternstroemia, Vallea, Spilanthes americana, Aristolochia cordiflora y Sericotheca argentea.
La flora de Bogotá nunca se publicó en vida de Mutis. El sabio no la pudo concluir, disperso en infinidad de ocupaciones y fracasadas aventuras comerciales, como la organización de la factoría y estanco de la quina, basado en un meticuloso estudio que luego de 25 años de investigaciones dio como resultado el libro El arcano de la quina, obra aparecida inicialmente en el Papel Periódico de Manuel del Socorro Rodríguez y que es el único trabajo terminado de Mutis, en el que diferenció cuatro especies de quina: anaranjada, roja, amarilla y blanca, las cuales distinguió unas de otras según las reglas botánicas y su aplicación médica.
Con anterioridad, había escrito un proyecto de estanco de la quina, en el cual llamó la atención sobre la necesidad de racionalizar al máximo posible la explotación del producto. También intentó aclimatar los canelos de los andaquíes, que bien pronto se secaron, promover en la Corte el amargo té de Bogotá, que no fue aceptado en los mercados europeos, resolver consultas oficiales, trazar y dirigir políticas sanitarias y de minería, reformar los estudios de matemáticas del Colegio del Rosario e implantar los de medicina, de acuerdo con los logros del momento. Mutis murió en Santafé, el 11 de septiembre de 1808, a los 76 años de edad.
