Categoría: Libros

Historia de la ciencia: ¿es posible ser pop sin ser whig?

No es frecuente tener una hora entera libre para ver una charla sobre historia de la ciencia, pero tal circunstancia es quizá un poco menos improbable en vacaciones… Así que les dejo para el mes de agosto el vídeo de la conferencia que di hace ya seis meses en la Universidad de Navarra: Historia de la ciencia: ¿es posible ser pop sin ser whig?

¿Qué significan esas palabrejas? Bueno, si ven el vídeo lo entenderán…

¡Felices vacaciones!

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La física en la ESO (III): Barriendo debajo de la alfombra

Autor: Ayer nos quedamos en que me iba a preguntar una cosa…

Lector: Sí. Por lo que veo, está haciendo dos críticas al libro de segundo de la ESO: que lo que cuenta no sirve para precisar las nociones intuitivas y por eso es inútil (o incluso contraproducente), y que para aprender física los alumnos deberían pensar, pero no se les induce a ello. ¿Es así?

A.: Efectivamente.

L.: Pero ¿cómo hay que hacerlo entonces?

A.: Hay que ser muy riguroso con la lógica de lo que contamos. No se puede exigir al alumno que piense con rigor si en los libros hay incongruencias a cada página. El alumno puede que no las vea porque no ha desarrollado lo suficiente su capacidad de pensamiento crítico, pero eso no es excusa: precisamente por eso hay ser más cuidadoso, para que pueda desarrollar esa capacidad.

Por ejemplo, en este tema, el problema con la definición de posición (“posición=distancia al origen”) viene de que implícitamente los autores están considerando movimientos rectilíneos. Si la trayectoria es una recta (y, habría que añadir, si siempre estamos al mismo lado del origen, por ejemplo, a la derecha), entonces sí podemos definir la posición como la distancia al origen. Pero si no es así, la definición no vale y da lugar a incongruencias, como vimos en el post anterior.

¿Qué habría que hacer? Decir esto explícitamente. Explicar que, aunque hay muchas trayectorias posibles, vamos a empezar a estudiar el caso más sencillo, que es cuando la trayectoria es recta, y en ese caso, la posición viene medida por la distancia al origen. Aquí no se hace; y al contrario, se mencionan movimientos circulares y parabólicos, para los que la posición no puede medirse así [1].

Por cierto, un inciso: Se dice de pasada, pero no se pone ningún énfasis en ello, que esos dos movimientos son sólo dos ejemplos. Habría que decir explícitamente que en realidad hay infinitos tipos posibles: cualquier curva continua es una posible trayectoria –piénsese en la trayectoria de una mosca en vuelo-. Puedo dar fe de que cuando estos alumnos llegan al primer curso de la carrera muchos piensan que sólo hay tres tipos de movimiento posible: rectilíneo, circular y parabólico.

L.: ¿En serio?

A.: Seguro que tienen claro que una mosca puede volar como les de la gana… pero mientras están en el aula sólo conciben esos tres movimientos: ahí tiene el poder de la educación. 😦

En física es vital conocer el intervalo de validez de las definiciones, las fórmulas y los conceptos, pero esto casi nunca se explica bien. Nunca se apunta a que la realidad no se acaba en el libro y que estamos empezando a explorar un camino que nos llevará muy lejos, pero que de momento empezamos por lo más sencillo y lo tendremos que ir modificando y perfeccionando.

En estos libros de texto nunca se dice que “tal cosa es complicada y se estudiará más adelante, en otro curso”. Parece que reconocer esto es tabú. Los problemas conceptuales se barren debajo de la alfombra en vez de sacarse a la luz. Pero uno sólo piensa si se encuentra con dificultades. Al ocultar sistemáticamente las dificultades, privamos a nuestros estudiantes de la posibilidad de pensar y de entender de verdad lo que están haciendo.

Esto se hace desde la primera página de física propiamente dicha que estudian nuestros alumnos, en 2º de la ESO. Pero si seguimos leyendo, nos encontramos esta estrategia de barrer las dificultades debajo de la alfombra a cada paso.

L.: ¿Algún ejemplo?

A.: Sin ir más lejos, en la siguiente doble página del libro:

3MRU

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¿Ve cómo define velocidad instantánea? “La velocidad que tiene un móvil en cada momento”. Pero ¿cómo se calcula eso? Acaba de dar una fórmula para la velocidad media, pero no da ninguna para la velocidad instantánea. ¿Por qué? Porque para hacerlo necesita un concepto matemático avanzado del que no disponen estos alumnos: la derivada. Así que es lógico que no se de la fórmula. Lo que no es lógico es que no se mencione el problema, cuando sería una ocasión excelente para pararse a pensar: ¿por qué la fórmula de la velocidad media no nos da “la velocidad que tiene un móvil en cada momento”?¿cómo podríamos calcular esto?, etc.

Estas preguntas podrían llevar a algunos alumnos a entender los problemas que hay en juego, e incluso algunos podrían concebir, guiados por el profesor,  una intuición de la idea de derivada. Nuestro libro echa tierra sobre el asunto y regala al alumno una incongruencia: allí había fórmula y aquí no. ¿Por qué? No preguntes.

En la página siguiente se repite el esquema. Fíjese:

3MRU_detalle1

Una vez más tenemos una fórmula en el primer caso (para el movimiento rectilíneo y uniforme) pero no en el segundo. Lo normal sería que el alumno se extrañase y pensara: si también estamos en el caso de velocidad constante, ¿por qué no despejamos ahora de la fórmula de la velocidad media, como hace un momento?

Eso sería lo normal. Pero a estas alturas el alumno, si es un  poco espabilado, ya se habrá dado cuenta de que pensar no sirve de nada: las cosas simplemente son así en el libro, y si lo memorizas te irá bien. Así que si en el libro sólo se habla de tres tipos de movimientos, sólo hay tres tipos de movimiento y punto.

(La razón de que no den la fórmula en el segundo caso es, claro está, que la definición de velocidad media en realidad sólo vale tal cual para el movimiento rectilíneo; para el movimiento circular debería modificarse, redefiniendo espacio recorrido como “espacio medido a lo largo de la trayectoria”, algo que, como comentamos en la nota al pie, no es inmediato).

Y ya para acabar: ¿qué le parece lo que se dice sobre la aceleración?

3MRU_detalle2

Y se acabó. Nadie puede entender qué es la aceleración con esta “explicación”. Y que las unidades sean m/s2  resulta un misterio. Qué significa un metro por segundo se puede entender, pero ¿segundos al cuadrado?¿eso qué es? Sólo se puede entender si se explica que 1 m/ses la aceleración que tiene un cuerpo que cada segundo aumenta su velocidad un metro por segundo. Y aún así no es fácil de entender.

L.: Ya veo, no hace falta que ponga más ejemplos. Los autores están constantemente evitando las cuestiones delicadas. Pero ¿de verdad piensa que es posible mostrarlas de frente? ¿No es mejor dejarlas de lado, y ya se irán viendo más adelante?

A.: Si lo que queremos es que los alumnos “cubran mucho temario”, pues lo más eficaz es escurrir el bulto como se hace en el libro. Pero de esta manera, como he intentado explicar, estamos desincentivando el pensamiento y la comprensión. Mostrar las dificultades conceptuales que se están barriendo aquí bajo la alfombra no va a hacer daño a nadie, al contrario. En realidad, no son difíciles de reconocer si se señalan, y hacer ver a los alumnos que hay una dificultad es muy formativo, es empezar a acostumbrarlos a pensar como se piensa en física. Eso es lo más importante que deberían aprender. Y es justo la habilidad que no tienen cuando llegan a la universidad…

L.: Una cosa, ¿vamos a seguir despellejando ese libro de 2º de la ESO en los próximos posts?

A.: Me temo que me he puesto un poco pesado… pero quería que fuera una crítica constructiva. Y que conste que no tengo nada contra este libro en particular, es sólo el que estudió mi hijo, pero creo que lo que cuento es común a todos.

L.: Bueno, constructivo no sé… de todos modos, no estaría mal cambiar un poco de tema.

A.: Cambiaremos para dar un respiro, pero aún no he acabado con el libro.

L.: Bueno, por lo menos un respiro nos vendrá bien.

*

[1] Podríamos definir la posición como distancia medida a lo largo de la trayectoria, pero este no es un concepto precisamente sencillo (la definición rigurosa de longitud de una curva necesita del cálculo integral) y es mejor evitarlo a estas alturas. Resulta, además, innecesario:  es mucho mejor esperar a introducir las coordenadas cartesianas y aprender entonces a descomponer  el movimiento según los ejes x e y.

La física en la ESO (II): El difícil arte de definir bien

El primer contacto con la física en nuestro libro de 2º de la ESO no ha sido muy afortunado, pero ¿qué pasa cuando entramos en materia? Tras la doble página que vimos en el post anterior, viene esta otra:

2_ElMovimiento

Si hacemos abstracción de las fotos, lo que tenemos es un conjunto de definiciones, una tras otra:

Primero, definición de movimiento:

2_ElMovimiento_detalle1

Luego, definición de trayectoria:

2_ElMovimiento_detalle2

Hasta aquí nada que objetar. Pero pronto nos encontramos con dos definiciones más:

2_ElMovimiento_detalle3

¡Un momento! ¿Definimos ahora la posición? ¡Si habiamos definido movimiento precisamente en términos de posición!: “Un objeto está en movimiento cuando cambia de posición a lo largo del tiempo” son las primeras palabras que nos hemos encontrado.

Lector.: Le veo demasiado quisquilloso, señor autor. A mí no me parece mal. Primero han usado el concepto intuitivo de posición, porque si no no se puede definir movimiento, y ahora lo han precisado. ¿No funciona así la ciencia, precisando nuestras nociones intuitivas?

Autor.: Claro, pero esta tarea de precisar los conceptos intuitivos es muy delicada y se tiene que hacer bien. Aquí se equiparan distancia al origen y posición, pero son conceptos muy distintos. Imagine un objeto con movimiento circular. Su distancia al centro no varía, pero su posición cambia constantemente. Con la definición que nos dan aquí ¡su posición no variaría y por tanto no se estaría moviendo!

L.: Vaya pues… no se me había ocurrido.

A.: No se le había ocurrido porque en realidad usted ya tiene una noción intuitiva de posición; precisamente por eso entendió sin ningún problema la definición inicial de movimiento. Esta presunta “aclaración” del concepto de posición lo que hace es embarullarlo y usted, en realidad, la pasa por alto. Todos evitamos inconscientemente la disonancia cognitiva.

L.: Pero ¡un momento! Usted ha hecho trampa: lo he vuelto a leer y aquí dice que el origen tiene que ser un punto de la trayectoria, pero en su ejemplo el origen era el centro de la circunferencia, que no está en la trayectoria…

A.: Es verdad, pero le puedo contestar dos cosas. Primero, que en la física real (quiero decir, fuera del libro de 2º de la ESO) lo que se entiende por  “origen” es el “origen del sistema de referencia”, y cualquier físico lo colocaría en el centro de la circunferencia. Y segundo, que si quiere podemos modificar un poco la trayectoria para que pase por el centro de la circunferencia:

orbita

¿Ve? Es más o menos la trayectoria de un satélite en su lanzamiento, no es nada raro. El punto O pertenece a la trayectoria, y cuando el satélite está en órbita, se mantiene a distancia constante de él. Seguimos teniendo el mismo problema.

L.: Tiene razón, pero ¿de verdad cree que los alumnos de segundo de la ESO van a pensar estas cosas?

A.: Pero es que no se trata de eso. Ellos (y ellas ¡faltaría más!) tienen ya unas ideas intuitivas muy desarrolladas sobre el movimiento. El único sentido que tiene venirles ahora con definiciones de cosas que conocen perfectamente (¿¿quién no sabe lo que es la posición con trece o catorce años??) es precisar esas nociones de manera que sean útiles para su estudio riguroso en la física. Y esto es justo lo que no se consigue aquí; al contrario, la definición que se da de posición (posición=distancia al origen) ¡es peor que la idea intuitiva que ya tenían!

Es verdad que los alumnos seguramente no van a pararse a pensar estas cosas y no van a encontrar ningún problema. Pero es que ¿por qué van a pensar, si no hay nada aquí que les induzca a pensar? Uno sólo se pone a pensar si se encuentra con algún problema, pero si memorizan la definición de posición que les da el libro y por lo demás siguen usando su idea intuitiva, no se van a encontrar ningún problema.

L.: Ya veo. Le iba a preguntar una cosa, pero ¿qué le parece si lo dejamos para el próximo post?

A.: Me parece perfecto. Con este calor, se agota uno sólo con pensar en el movimiento…

La física en la ESO (I): El primer contacto

Cuando se discute sobre la enseñanza –en general-  y la de las ciencias –en particular-, suelen salir a relucir tantos problemas que lo normal es acabar sin saber a qué carta quedarse, y  con la sensación de que esto falla por todos los lados. El tema es recurrente en los medios de comunicación, y las soluciones que nos presentan pasan invariablemente por dos lugares comunes. Uno, que el profesor abandone de una vez la obsoletísima clase magistral y se convierta en un facilitador de contenidos y un gestor de dinámica grupal (me lo estoy inventando, pero seguro que les suena la música). Y dos, que hay que introducir más tecnología: usar pizarras digitales, tabletas en lugar de libros, hacer los deberes vía web, etc.

Curiosamente nunca se menciona algo que debería ser obvio: que se expliquen las cosas con lógica y claridad.

Sospecho que a esos pontífices de la pedagogía que entrevistan en los dominicales de los periódicos no se les ha ocurrido ponerse  a estudiar un libro de física de la ESO. Yo sí lo he hecho.

El primer contacto serio que tienen nuestros alumnos con la física es en Segundo de la ESO. El programa de Ciencias de la Naturaleza consta, a grandes rasgos, de dos mitades: biología y física (más un poquito de geología y química). En el libro que estudió mi hijo, el primer tema de física se titula “Movimientos y fuerzas” y comienza con esta doble página:

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Bonita, ¿verdad? Cada tema se abre con una doble página similar: Un total de 28 páginas sin contenido, que podríamos eliminar sin que se perdiera nada, haciendo el libro un 10% más ligero…

Lector: Pero, un momento. Creo que está usted un poco gruñón. Aquí sí que hay contenido: se cuentan una serie de cosas que sirven de introducción al tema y seguro que son motivadoras e informativas… ¿o no?

Autor: Hombre, me alegra saber que no estaba hablando solo… Pues mire, precisamente estaba siendo caritativo, porque si elimináramos esta doble página lo que perderíamos serían dos o tres errores conceptuales y alguno sintáctico. Léala con atención y a ver qué me dice.

L.: Pues a ver… Hombre, por ejemplo aquí…:

1_PortadaMovimiento_detalle1

…eso de “tanto los movimientos de los objetos como sus variaciones” no me suena bien: parece dice que las variaciones de los objetos las producen las fuerzas. Me imagino que se refiere a las variaciones de los movimientos, pero el concepto de “variación de un movimiento” no me parece muy claro. De todos modos, aunque esté un poco mal expresado, no parece un error conceptual, ¿no?

A.: Efectivamente, el “sus” se refiere a “movimientos” y no a “objetos”. Una torpeza sintáctica poco afortunada porque induce a error. Y “variación del movimiento” sólo puede significar aquí “variación de la velocidad”. Pero eso lo sé porque sé lo que está queriendo decir, no porque el texto lo deje claro.

Para colmo, en el párrafo siguiente leemos:

1_PortadaMovimiento_detalle2
¿Ve? La redacción es muy mala, pero parece que “cambios” se refiere a “objetos”: la fuerza cambia a la arcilla. Así que habría que interpretar que lo que cambian las fuerzas es a los objetos y no al movimiento de los objetos.

De todos modos esto no es lo auténticamente grave. Lo peor es que en primer parrafito que hemos copiado hay un error conceptual mayúsculo.

L.: ¿En serio que lo hay? Deme alguna pista…

A.: Usted ha leído De Tales a Newton, así que a lo mejor recuerda  cómo explicaba el movimiento Aristóteles, y qué cambió luego con Galileo…

L.: Aristóteles decía que “todo movimiento requiere de un motor”, que venía a ser lo que nosotros llamamos fuerza, pero Galileo demostró que en realidad no era así, porque los cuerpos también se pueden mover por inercia.

A.: ¡Muy bien! Desde Galileo sabemos que no hace falta que haya fuerza para que haya movimiento:  puede que la fuerza valga cero, pero la velocidad sea muy grande. Para lo único que hacen falta las fuerzas es para modificar la velocidad. Es lo que se llama el principio de inercia, y podría decirse que con ese descubrimiento fundamental comienza toda la física moderna.

Bueno, pues fíjese como comienza el estudio de la física para nuestros alumnos; lea otra vez la frase:

1_PortadaMovimiento_detalle1

L.: Creo que ya lo tengo: aquí dice que “los movimientos de los objetos los producen las fuerzas”. ¡Eso va contra el principio de inercia!

A.: ¿Qué le parece? ¡La primera en la frente!  Lo que quieren decir los autores del libro es que para poner en movimiento un objeto hace falta una fuerza. Pero eso es así porque en ese caso cambia la velocidad: si pasa de tener un valor cero a otro distinto de cero, eso requiere una fuerza. Pero es la “variación de movimiento” (por usar la confusa expresión de los autores) y no “el movimiento” lo que es producido por una fuerza.

L.: Está claro que lo que pone es incorrecto, pero quizá no sea para tanto, ¿no? Seguro que los alumnos no se han dado cuenta del detalle.

A.: Pues es importante, primero porque demuestra que se está escribiendo con descuido y eso no ayuda precisamente a que el lector entienda las cosas. Pero hay una razón más de fondo. Los chicos y chicas que empiezan a estudiar física no son como una pizarra en blanco en la que el profesor puede escribir lo que quiera, sino que traen ideas preconcebidas  de “física intuitiva” (el nombre técnico es física naíf y es un campo de investigación muy activo para los científicos cognitivos). Estas ideas de física intuitiva tienen precisamente mucho en común con la física aristotélica, y oponen una resistencia a los conceptos newtonianos (y galileanos) que se les quiere enseñar. Ese es uno de los grandes problemas que tienen los alumnos para entender la física. Y resulta que aquí, en su primer encuentro con la materia, un párrafo torpemente redactado los induce a ratificarse en sus prejuicios aristotélicos. Pero es que esto no es todo…

L.: Recuerdo que dijo que había más errores conceptuales.

A.: Pues sí, el post ya es muy largo y no quería ponerme pesado. Pero ya que me lo pregunta, le dejo un par de fotos para que usted mismo lo vea:

1_PortadaMovimiento_detalle3

¿¿De verdad que no hay gravedad en una nave espacial que orbita la Tierra??¿¿O los astronautas flotan por otra razón??

Y para acabar:

1_PortadaMovimiento_detalle4

En una ducha, las gotas salen con una velocidad inicial, que depende de la presión del agua. Si apunta hacia abajo, las gotas se van mover hacia abajo incluso en ausencia de gravedad. De todos modos, esto es peccata minuta en comparación con lo anterior…  y con lo que queda, porque en el próximo post seguimos estudiando el libro.

Umberto Eco y la Tierra plana

Aquí ya lo hemos dicho más de una vez, pero no está de más insistir porque es uno de los mitos más persistentes sobre la historia de la ciencia: la Tierra nunca ha sido plana.

Bueno, maticemos: este es el titular que puso Umberto Eco a un artículo en La Repubblica. Por supuesto, el planeta Tierra fue esférico desde que se formó, y a lo que se refiere Eco es a nuestras ideas sobre él. Todavía hoy suele pensarse que en la Edad Media todos creían que la Tierra era plana, es más, que la Iglesia lo imponía como dogma de fe, y que por eso Colón tuvo dificultades para que se financiara su viaje.

umberto-eco

No es cierto. Los antiguos griegos habían establecido sin lugar a dudas que la Tierra era esférica, e incluso habían medido su tamaño. Era sobre ese tamaño sobre lo que discrepaban los expertos convocados por los reyes de Portugal y España: para muchos, la Tierra era demasiado grande para que fuera posible un viaje a las Indias por el oeste.

En la Edad Media se perdió mucho del saber clásico, pero nunca se olvidó cuál era la forma de la Tierra. La Iglesia no se opuso a que fuera una esfera, aunque algunos cristianos como Lactancio encontraran la idea absurda. Como nos recuerda Umberto Eco, en el siglo VII San Isidoro de Sevilla, daba un valor para la longitud del Ecuador… y sólo las esferas tienen Ecuador.

Con el redescubrimiento de Aristóteles en el siglo XII ninguna persona instruida podía albergar dudas de que la Tierra era esférica. Otro problema era que toda ella estuviera habitada, y se discutía por eso la existencia de los antípodas (los habitantes de las antípodas), como contamos aquí.

Ningún historiador discute esto, y lo asombroso es que el mito de la Tierra plana siga tan vigente en la cultura popular, hasta el punto de que un periódico como el ABC diga en un gran titular hace unos meses que “Umberto Eco derriba el mito medieval de la Tierra plana”. ¡Todavía esto es noticia!

Esperemos que pronto se traduzca el libro de Eco en el que habla de estas cosas (“La filosofía y sus historias. La Antigüedad y el Medievo”) y los medios nos vuelvan a recordar en España que la Tierra nunca fue plana

[Gracias a Carlos Figueroa, que me pasó el artículo del ABC]

El “De Tales a Newton” de Steven Weinberg

Que Steven Weinberg, uno de los físicos vivos más notables (y por supuesto premio Nobel) saque un nuevo libro es una noticia. Que ese libro tenga el mismo planteamiento que De Tales a Newton, es, para este blog, un acontecimiento. Como conté en el post anterior, se titula To Explain the World, y ahora toca reseñarlo.

To explain the world

Empiezo con un juicio rápido, para los lectores apresurados. To Explain the World es un gran trabajo, pero para que nadie se llame a engaño hay que hacer dos advertencias: no es un libro para todos los públicos, ni es el libro que esperaríamos de Weinberg. Esto hace que, siendo por momentos magnífico y decididamente recomendable a los interesados en la historia de la ciencia, resulte a la postre una obra un tanto malograda.

Lo que Weinberg quiere, nos lo dice en el prólogo, es entender cómo llegamos a nuestro concepto actual de ciencia. En sus propias palabras, how we came to learn how to learn about the world: cómo aprendimos cómo aprender sobre el mundo. Se centra en la historia de la física y de la astronomía, porque fueron los campos en los que surgió la ciencia moderna, y detiene su recorrido histórico en Newton porque en él ya reconocemos la ciencia actual, plenamente formada.

No puedo estar más de acuerdo con este planteamiento (¡es del de De Tales a Newton!), y Weinberg lo desarrolla con acierto y claridad. Pero, no sé si por voluntad propia o por la de los editores, lo hace sin ecuaciones y, lo que es peor, sin un solo dibujo. Unas y otros han sido relegados a un largo apéndice de “Notas técnicas” al final del libro. Son casi cien páginas (en la edición que he manejado) que desarrollan en detalle aspectos que no son esenciales para la comprensión del texto principal.

El problema es que los aspectos que sí son esenciales se quedan sin fórmulas ni figuras. Y por muy bien que se explique Weinberg (que lo hace muy bien) un lector normal, que llegue al libro sin una idea clara de cosas como los movimientos de los astros en la esfera celeste, el concepto de paralaje estelar o, peor aún, la teoría de las esferas homocéntricas de Eudoxo… se va a perder irremediablemente. Y si el lector deja ser capaz de seguir la lógica interna de los descubrimientos, el libro pierde toda su gracia: se convierte en una historia de la física convencional, tirando a académica.

Lo que nos lleva a nuestra segunda advertencia. De Weinberg esperaríamos una visión más personal, que pusiera en valor su experiencia de físico de primerísima fila. Hay ciertamente observaciones muy interesantes aquí y allá, pero el autor no ha aprovechado la libertad que le otorga no ser historiador para salirse del corsé cronológico y dibujar su tesis con trazos más vigorosos.

Porque sí que hay una tesis: que la ciencia tal como la conocemos no es una visión natural del mundo, sino, por el contrario, el fruto de dos mil años de esfuerzos por entender el mundo, en los que hemos ido aprendiendo qué tipo de preguntas dan respuesta fructíferas y cuáles son los métodos para encontrar esas respuestas. Por ejemplo: las preguntas sobre la finalidad que eran esenciales para Aristóteles no han sido fecundas y las hemos abandonado, igual que los métodos puramente racionalistas de Platón o Descartes.

Podríamos aquí apuntar que Weinberg no matiza que el hecho de que esas preguntas y esos métodos no hayan funcionado en las ciencias naturales no los descalifica en todos los campos del saber humano, que es mucho más amplio. Hay un cientifismo implícito en su planteamiento, pero Weinberg no carga las tintas en la ideología y nosotros tampoco vamos a hacerlo aquí.

Más importante es que la tesis de la “no naturalidad” de la ciencia no se transmita con suficiente fuerza. Weinberg ha optado por explicar la ciencia del pasado usando los conocimientos y marco conceptual del presente. Reconoce que al hacerlo los historiadores le van a acusar de whig (¿qué es esto? véase aquí), pero se defiende argumentado que en la ciencia hay progreso, así que, aunque nuestras teorías actuales no son seguramente las definitivas, sí son indudablemente mejores que las del pasado, y proporcionan por eso un término de comparación adecuado para juzgarlas. Sabemos, por ejemplo, que la ciencia de Aristóteles fue un callejón sin salida, y no sirve para defenderlo alegar, como hacen muchos académicos contemporáneos, que “funcionaba bien para responder a sus preguntas, aunque no a las nuestras” porque hoy sabemos que nuestras preguntas son las pertinentes.

No voy a entrar aquí en el debate whig vs. no whig: se han escrito miles de páginas y no es el momento de añadir una más. Yo no diría que Weinberg peque en exceso de whig en este libro (para saber lo que es un whig de verdad hay que leer a Carl Sagan). Sin embargo, creo que su enfoque malogra su proyecto. Hoy hemos sido educados desde pequeños en la visión de la ciencia moderna. Para entender de verdad lo sorprendente y creativo de esta visión, lo primero es darse cuenta de que hay otros enfoques más naturales y que a priori parecen tan coherentes como el de Newton y Galileo. No basta decir que Aristóteles era muy inteligente y sin embargo veía las cosas de otra manera, como se dice varias veces en el libro. Es cierto, pero son palabras muertas mientras el lector no vea el mundo con los ojos de Aristóteles. Sólo de esa manera entenderá lo revolucionario que fue el punto de vista de la ciencia moderna y lo difícil que fue adoptarlo.

Eso es lo que he intentado hacer en De Tales a Newton. Pero la autopropaganda la dejo para otro post 😉

Explicar el mundo

Había una vez un físico al que su trabajo científico y docente le llevó a interesarse cada vez más por la historia de la ciencia. Se dio cuenta de que la ciencia no es en absoluto una manera natural de mirar al mundo, y pensó que para entenderla de verdad tenía que profundizar en su etapa de formación: ¿cómo hemos llegado a ver el mundo con los ojos de la ciencia? Se ofreció en la universidad a dar un curso de historia de la ciencia para no científicos, desde su remoto nacimiento en Grecia, con Tales de Mileto, hasta su mayoría de edad con Newton. Y después de unos años de impartir el curso, lo convirtió en un libro, que se llamó…

No: ¡no se llamó De Tales a Newton! 😉

No soy tan narcisista como para escribir así sobre mí. Estoy hablando de Steven Weinberg y To explain the world, su último libro, que pronto aparecerá en español.

Si preguntáramos a la gente de la calle por el físico más importante en activo (no valen Newton ni Einstein) es casi seguro que, en el caso de que nos pudieran responder, mencionaran a Stephen Hawking. Pero si hiciéramos esta pregunta a un físico, un nombre mucho más probable sería Steven Weinberg. No porque Weinberg tenga el premio Nobel de física y Hawking no (al fin y al cabo, hay muchos Nobel de física: cada año conceden entre uno y tres) sino porque sus contribuciones son mucho más importantes.

Weinberg fue el principal artífice de la unificación del electromagnetismo y la interacción débil: demostró que la luz de una bombilla y la extraña fuerza que desintegra los núcleos radiactivos son aspectos diferentes de un mismo fenómeno. Esta unificación fue la clave para construir el Modelo Estándar, el modesto nombre con el que los físicos designamos la teoría más completa de que disponemos sobre las fuerzas y las partículas.

Pero Weinberg es, además, un extraordinario divulgador científico, una vez más muy superior, en mi opinión, a Hawking. Si usted ha leído Historia del tiempo, es probable que haya sentido un vago vértigo cosmológico, pero desengáñese: no habrá aprendido mucho en realidad. El libro fue un best seller, pero contiene, sobre todo, metáforas y especulaciones. Por el contrario, Los tres primeros minutos (el título en español añade, innecesariamente, “del universo”) es una obra maestra de la que el lector sale más sabio de lo que entró. Igual que El sueño de una teoría final, un libro que Weinberg escribió para apoyar la construcción del Supercolisionador Superconductor (que, proyectado como el mayor acelerador de partículas del mundo, fue cancelado por el Congreso de los EEUU en 1993), pero que su talento convierte en algo mucho más valioso.

Hace cosa de un mes descubrí, en la librería Pasajes de Madrid, un libro nuevo de Weinberg. Y mi interés se convirtió en pasmo al ver su planteamiento: explicar qué es la ciencia a través de la evolución de la física y la astronomía desde Tales hasta Newton. ¡Justo lo que yo he intentado hacer en mi libro!

De momento, haberme anticipado a alguien como Weinberg me llena de orgullo. En cuanto acabe de leer su libro, prometo contarles si puedo seguir satisfecho del mío…

Dibulgación científica

No se escandalicen por la falta de ortografía. Lean este texto y díganme si, en vista de las faltas mucho más graves que contiene, no merece ser llamado dibulgación, con “b” de burrada:

Dibulgación

¿De dónde lo he sacado? Voy a dar alguna pista:

  1. Es un libro que se ha publicado en 2014 por una de las principales editoriales españolas, y que ahora mismo está en todas las librerías.
  2. El original fue publicado por Yale University Press.
  3. El autor es un catedrático emérito del University College de Londres.

Se admiten apuestas 🙂

Principio de Arquímedes (II): Un chapuzón en el libro

Pongámonos primero en situación: el chico o la chica, de 13 o 14 años, está en clase de Ciencias Naturales, y le explican, por primera vez, el Principio de Arquímedes. Los detalles dependerán del profesor, pero a grandes rasgos lo que le cuenten seguirá la línea del libro, es decir, algo así:

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El enunciado del Principio de Arquímedes en un libro de 2º de la ESO

¿Hay algo que objetar a esto? Parece que no. Si acaso, que el enunciado puede hacerse más breve: sobra lo de “total o parcialmente”, que no aporta nada, y decir “peso del volumen del líquido desalojado por el cuerpo” es engorroso; sobra “del volumen”. Nada demasiado importante.

Y sin embargo, aquí ya hay una dificultad. ¿Qué significa “desalojado”? El libro no lo dice, así que le pregunté a mi hijo, y me respondió (supongo que reproduciendo lo que había dicho la profesora):

– Es lo que sube el nivel del líquido cuando metemos el cuerpo.
– Pero no sube lo mismo si lo metemos en un vaso estrecho o si lo metemos en una bañera, ¿no?
– No, claro
– Entonces, ¿el volumen desalojado depende del recipiente?
– Pues no lo sé.

“Desalojado” es aquí un término técnico que puede resultar evidente para quien conoce bien el Principio de Arquímedes, pero que no lo es para quien se lo encuentra por primera vez. Si no entendemos perfectamente todas las palabras de una definición, malamente podemos entender la definición. Y empezamos con muy mal pie, porque en física, más aún que en otras materias, todo consiste en entender las cosas.

Así pues, ¿qué significa aquí desalojar? Imaginemos que sumergimos un cuerpo (por ejemplo, una canica) en un vaso. En la región del espacio en la que está ahora el cuerpo ya no puede estar, obviamente, el líquido. Ese líquido que antes estaba ahí y ahora no está es el líquido desalojado. Si originalmente líquido llegaba al ras del recipiente, al meter el cuerpo rebosaría, y el líquido desbordado sería justamente el que ha sido desalojado por el cuerpo.

Arquímedes1

La idea de “líquido desalojado”

Naturalmente, la canica desaloja líquido siempre, independientemente de que esté al ras del recipiente o no: esto es sólo un ejemplo de un caso concreto en el que se ve mejor.

Es muy importante entender el concepto de “líquido desalojado” no sólo para saber qué significa exactamente el enunciado del Principio de Arquímedes, sino porque nos puede llevar a la idea clave para entenderlo (y no sólo memorizarlo).

Seguimos mañana.

Postdata: Al hilo de un comentario de Daniel Quesada en el post anterior, merece la pena señalar que esa idea de que un cuerpo, al sumergirse, desaloja un fluido que rebosaría si el agua estuviera al ras del recipiente es la que, según la leyenda, hizo a Arquimedes saltar desnudo de la bañera y salir corriendo por las calles gritando ¡Eureka! Así que el famoso grito no fue por el famoso principio, sino por una idea previa, bastante más sencilla.

Principio de Arquímedes (I): El punto negro

Igual que la red de carreteras tiene “puntos negros” en los que se concentran la mayoría de los accidentes, también hay puntos negros conceptuales en la física que padecen nuestros alumnos, puntos en los que se concentran los malentendidos y las confusiones.

Esos puntos no se limitan a producir accidentes (o suspensos) ocasionales, sino que son más bien como grietas que amenazan todo el edificio. Si queremos que a los estudiantes no se les venga la física encima, más nos vale evitar estas fragilidades desde el principio.

Y empiezan realmente al principio. Una de las ideas que mis alumnos en la universidad no entienden bien es el Principio de Arquímedes. Es algo que me ha llamado la atención hace tiempo, hasta el punto de que he llegado a dudar que se mantuviera en los programas de la enseñanza media. Pero ahora que mi hijo ha estudiado 2º de la ESO he visto que no sólo se mantiene, sino que es uno de los primeros conceptos físicos que se estudia. En el libro de Ciencias Naturales de mi hijo encuentro dos páginas a gran formato dedicadas al “empuje y flotación en los líquidos”. Aquí las tienen (click para ampliar, pido disculpas porque es una foto y de no muy buena calidad):

El principio de Arquímedes explicado en un libro de 2º de la ESO

El principio de Arquímedes explicado en un libro de 2º de la ESO (click para ampliar)

¿Cómo es posible que después de haber estudiado esto con 14 años, virtualmente ningún alumno sea capaz de aplicarlo con 18? Y me refiero, ojo, a alumnos que están estudiando ingeniería, que suelen ser los que mejores notas han sacado en física durante la enseñanza media…

Es evidente que aquí hay algo que no funciona, pero para entenderlo tendremos que entrar en materia, o si lo prefieren, que sumergirnos en las páginas del libro de Ciencias Naturales. Veremos qué empuje (conceptual, por supuesto) experimentamos. Pero antes conviene tomar aire: dejamos el chapuzón para el próximo post.