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Llámalo energía, mejor todavía

El miedo es el efecto de la energía negativa, nos dice Iker Jiménez. Afortunadamente en la red existen manuales donde explican cómo bloquear energías o personas negativas. Porque además de las cosas que dan miedo, parece ser que la energía negativa puede venir de otras personas con las cuales interactuamos o puede provenir también de nuestros propios hábitos. La energía negativa se combate con energía positiva, que básicamente consiste en decir que todo es maravilloso aunque no lo sea. Llevar un cartel que ponga “abrazos gratis” e ir abrazando a desconocidos por la calle da bastante energía positiva. Pero, sin duda, lo que más recarga, energéticamente hablando, es el desinterés por los problemas ajenos. Las personas con problemas son fuente de energía negativa – y malas vibraciones – y por eso debemos mantenerlas alejadas, para mantener positivo nuestro saldo de energía. Los problemas no existen, es la energía negativa.

Famoso conejo símbolo de una marca de baterías que no patrocina el blog. Imagen extraída de "Museo de la publicidad"

Famoso conejo símbolo de una marca de baterías que no patrocina el blog. Imagen extraída de “Museo de la publicidad

La energía, como metáfora de no se sabe muy bien qué, se ha convertido es un concepto ubicuo que tanto sirve para un roto como para un descosido. Pero ¿qué es la energía desde el punto de vista físico? En realidad la respuesta no es fácil. Con frecuencia las definiciones de energía que se enseñan en la escuela son demasiado abstractas y difíciles de comprender. Por eso, supongo, el concepto se ha desvirtuado hasta parecer abarcarlo casi todo. Quizás la forma más sencilla de definir energía es decir que es la capacidad de realizar trabajo. Es una abstracción matemática de una propiedad que todos los sistemas físicos poseen en función de su posición, movimiento, composición química, masa… , una propiedad que solo se manifiesta en interacciones con otros sistemas. Claro, que en física el concepto de trabajo tiene un significado diferente al que usamos cotidianamente. Decimos que se realiza trabajo cuando al aplicar alguna fuerza sobre un sistema, éste se mueve o se deforma. Si las fuerzas ocasionan variaciones temporales microscópicas y desordenadas, se dice que hay transmisión de calor. En el colegio nos enseñaron que la energía no se crea ni se destruye sino que solamente se transforma. Y así es, se trata de una ley de la naturaleza que hasta donde sabemos se cumple siempre, en todos los fenómenos naturales conocidos. El principio de conservación de la energía se recoge en la primera ley de la termodinámica. Significa que cierta magnitud numérica que mide una propiedad de los sistemas físicos, a la que hemos llamado energía, no cambia cuando algo sucede en la naturaleza. No es la descripción de un mecanismo sino el extraño hecho de que si calculamos ese número antes y después de que haya producido cualquier fenómeno de la naturaleza, ese número va a ser el mismo. Richard Feynman lo explica bastante bien usando la siguiente analogía:

Imaginemos que una madre deja a su hijo en una habitación en la que hay 28 bloques absolutamente indestructibles. El niño juega con los bloques todo el día, y cuando la madre vuelve a la habitación comprueba que, efectivamente, continúa habiendo 28 bloques. Todo sigue igual durante varios días, hasta que un buen día la madre se encuentra al regresar con que solo hay 27 bloques; pero acaba descubriendo que el bloque que falta está al otro lado de la ventana, seguramente arrojado allí por el niño. Conviene, pues, tener claro de entrada que en las leyes de conservación hay que estar seguro de que lo que uno está observando no puede escurrirse por las ventanas o a través de las paredes. Lo mismo podría ocurrir en sentido inverso si un amigo viniera a jugar con nuestro niño trayendo consigo más bloques. Es obvio que estas son cuestiones que hay que tener en cuenta cuando se habla de leyes de conservación. Ahora supongamos que otro día la madre cuenta solo 25 bloques, pero sospecha que el niño ha escondido los tres que faltan en su caja de juguetes. La madre le dice al niño que va a abrir la caja, y el niño le contesta que no se puede abrir. Pero como la madre es muy lista, le dice al niño: «Sé que la caja vacía pesa 1600 gramos y, como cada bloque pesa 300 gramos, lo que voy a hacer es pesar la caja». Teniendo en cuenta el número de bloques que ha contado, hace el siguiente cálculo:

Nº de bloques contados+(Peso de la caja – 1600 gramos)/300 gramos

y obtiene 28. Durante un tiempo obtiene el resultado apetecido hasta que un día no le salen las cuentas. Sin embargo, comprueba que el nivel de agua sucia en la pila parece distinto. Sabe que la profundidad del agua es normalmente de 12 centímetros, y que al haber un bloque sumergido en ella el nivel subiría 0.5 centímetro. Así pies, añade otro término a su cálculo:

Nº de bloques vistos+(Peso de la caja – 1600 gramos)/300 gramos+(Altura del agua – 12 cm)/0.5 centímetros

y de nuevo obtiene 28. A medida que el niño idea cosas nuevas, la madre, igualmente ingeniosa, va añadiendo términos a su suma, todos los cuales representan bloques, aunque desde el punto de vista matemático se trata de cálculos abstractos, puesto que estos bloques no son visibles.

Quisiera concluir mi analogía indicando lo que tiene en común este ejemplo con la conservación de la energía y lo que no. En primer lugar, supongamos que en ninguna de las ecuaciones anteriores se ven los bloques. El término “Nº de bloques vistos” no aparece nunca, de manera que la madre estará siempre calculando una serie de expresiones como “bloques en la caja”, “bloques en el agua”, etc. Con respecto a la energía hay, sin embrago, algo distinto, y es que, según parece, no existen bloques. Además, a diferencia de nuestro ejemplo, los números correspondientes a la energía no tienen por qué ser enteros. Habría que suponer pues que la madre pudiera obtener un valor de 61/8 bloques para un término y 7/8 de bloque para otro, lo que sumado a los 21 restantes daría los 28 correspondientes. Esto es lo que ocurre con la energía.

Lo que hemos descubierto respecto a la energía es que poseemos un esquema con una sucesión de reglas. A partir de cada conjunto diferente de reglas podemos calcular un número para cada clase distinta de energía; y cuando sumamos todos estos números, cada uno correspondiente a una clase distinta de energía, siempre obtenemos el mismo total. Pero no parecen que existan unidades abstractas como pequeñas bolitas. Es un hecho abstracto, puramente matemático, el que exista un número tal que siempre que se calcula da el mismo resultado. No puedo interpretarlo de mejor manera.
Esta energía tiene multitud de formas: se presenta como bloques en la caja, como bloques en el agua, etc. Existe energía ligada al movimiento, llamada energía cinética, energía ligada a la gravedad, llamada energía potencial gravitatoria, energía térmica, energía eléctrica, energía luminosa, energía elástica en los muelles, energía química, energía nuclear y también una energía que cada partícula tiene por el mero hecho de existir y que depende directamente de su masa. Ésta es una aportación de Einstein como todos ustedes seguramente saben. E=mc2 es la famosa ecuación de la ley que estoy hablando.

Richard P. Feynman
“El carácter de la ley física”

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La burbuja de la enseñanza de la ciencia

El año 2003, el astronauta español Pedro Duque formó parte de la tripulación encargada de sustituir la nave Soyuz, que sirve de salvavidas a la tripulación permanente de la Estación Espacial Internacional —como saben los que hayan visto la película “Gravity“—, y pasó diez días en la estación para llevar a cabo la Misión Cervantes. La Misión Cervantes fue patrocinada por el —ya desaparecido— ministerio español de Ciencia y Tecnología, y tenía como objetivo la realización de distintos experimentos, con una particularidad respecto a otras similares: incluía experimentos didácticos. No era la primera vez que se aprovechaba la especial circunstancia de estar fuera de la Terra para mostrar alguna consecuencia interesante de una teoría científica. Por ejemplo, ya en 1971, uno de los astronautas del Apolo XV se grabó dejando caer simultáneamente un martillo y una pluma para demostrar que en ausencia de rozamiento dos cuerpos en caída libre tardan el mismo tiempo en llegar al suelo independientemente de su masa. No era la primera vez, decía, que se aprovechaba una misión para realizar algún experimento con fines didácticos, pero sí fue la primera con un objetivo fundamentalmente educativo. Pedro Duque lo explicó así en una entrevista realizada con motivo del décimo aniversario de su viaje espacial: “Fueron experimentos sobre las leyes de la física, basados en las leyes básicas de Newton: mecánica, mecánica de sólidos… En uno de ellos usamos una serie de esferas del mismo diámetro pero diferente masa a las que sometimos a una fuerza y observamos distintas aceleraciones, las colisiones entre las esferas y sus trayectorias“. No he encontrado en internet los vídeos educativos que se supone se iban a editar a partir de la experiencia y tampoco casi ninguna referencia a los experimentos, por lo que me atrevo a decir que la misión fue un fracaso, al menos en cuanto su intención educativa.

Pedro Duque durante un experimento. Foto extraída del diario Público. Crédito: ESA

Pedro Duque durante un experimento. Foto extraída del diario Público. Crédito: ESA

El caso me ha llevado a reflexionar sobre la forma de enseñar y divulgar la ciencia. Creo que con frecuencia se da prioridad a la forma sobre el fondo o, lo que es peor, se utiliza la forma para ocultar el verdadero fondo de la cuestión. Suena a que la educación fue la excusa para patrocinar una misión espacial —que quizás fuera importante en sí misma, sin necesidad de justificación adicional—, del mismo modo que da la impresión de que se construyen grandes infraestructuras con la excusa de promover la cultura, el arte y las ciencias, cuando lo que de verdad se pretende es fomentar un determinado modelo de ciudad, casi siempre con pelotazo urbanístico incluido. No creo que en el particular mundo de la enseñanza o la divulgación de la ciencia haya habido una burbuja, ni tampoco que se haya gastado tantísimo dinero como en los grandes proyectos culturales (urbanísticos), pero ambas cosas sí parecen compartir cierto gusto por la apariencia, por las grandes formas. Vamos a construir una gran biblioteca diseñada por un arquitecto carismático y después ya veremos que libros metemos dentro; vamos a darles ipads a los niños y después ya veremos qué hacemos con ellos; vamos a hacer unos experimentos en el espacio y después ya veremos para qué pueden servir.

Los experimentos didácticos novedosos de nada sirven si los que tienen que enseñárselos a los niños no los entienden. Es más, en estos tiempos en que no hay niño que no esté acostumbrado a ver todo tipo de películas y espectáculos con unos efectos visuales realmente  espléndidos, es probable que ni siquiera sirvan como elemento motivador. Ni el más sofisticado de los experimentos científicos puede ganar en vistosidad a los efectos especiales de Disney Pixar. Acercar a los niños a la ciencia desde el espectáculo es batalla perdida. Sin embargo, la ciencia tiene algo que ningún espectáculo puede igualar: el placer de descubrir y comprender, de desentrañar un misterio. Pero para acercarse a él es necesario conocer sus fundamentos. Y es probable que un profesor que realmente comprenda lo que quiere enseñar encuentre mucho más didáctico y estimulante el simple bote de una pelota de baloncesto sobre el pavimento que cualquier experimento de la Estación Espacial Internacional. Tengo la impresión de que en la red hay tal cantidad de recursos educativos que ya no hacen falta más. No hace falta llevar ordenadores a las aulas, o ipads, o vídeos educativos editados por la Universidad de Wisconsin, o FameLabs. Para enseñar y divulgar la ciencia lo que hacen  falta son profesores que realmente sepan de lo que hablan. Una buena  política cultural no consiste en construir un gran auditorio donde hacer actuaciones tres o cuatro veces al año para una élite, sino en invertir los recursos para acercar la cultura a los barrios y a los pueblos. De igual modo, subvencionar grandes proyectos educativos no es a mi juicio la mejor política posible, porque sin una buena formación del profesorado todo lo demás carece de sentido.

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Hablando de ciencia

El lenguaje científico y el literario no tienen mucho en común. El primero tiene que ser objetivo, claro y, sobre todo, preciso. El lenguaje literario, por otro lado, además de comunicar, tiene que emocionar o impresionar al destinatario. En literatura ya no es necesario atenerse al sentido preciso de las palabras, sino que el autor puede atribuirles un significado subjetivo y, además, puede usar recursos lingüísticos que le permitan ‘expresar’ y no sólo informar de algo. También es verdad que en ciencia, sobre todo al hablar de fenómenos nuevos o alejados de la experiencia cotidiana, la  metáfora se convierte en un recurso muy valioso, cuando no imprescindible. Hasta hay quien dice (metafóricamente) que el  trabajo científico consiste en encontrar las metáforas de la naturaleza. En cualquier caso, al hablar o escribir de ciencia, se debe ser muy cuidadoso, hay que andar con pies de plomo para tratar de comunicar de la manera más objetiva posible un determinado aspecto de la realidad. Esto no es nada fácil, desde luego, y de hecho entender de qué manera influye el lenguaje en nuestra percepción de las cosas es un problema filosófico de primer orden en el que yo no voy a entrar, entre otras cosas, porque no tendría nada que aportar (habría que preguntarle a Wittgenstein, que es el que sabe de eso). Lo que yo quiero explicar aquí es, simplemente, que el lenguaje científico es un registro propio de un público especializado: los científicos. Ahora bien, el público de un profesor de ciencias no es especializado (a veces tampoco lo es el propio profesor) y además no puede limitarse a informar de algo, sino que tiene que tratar de ‘llegar’ al alumno, de emocionarlo en cierto modo. En definitiva, un profesor – y lo mismo se puede decir de un divulgador – tiene que hacer literatura: explicar es, básicamente, contar una historia. Para contar una buena historia es imprescindible usar ciertos recursos, como la analogía, eso sí, teniendo cuidado con los excesos.

Las analogías con objetos o situaciones de la vida cotidiana sirven para explicar lo que no se conoce o no se puede experimentar. Por ejemplo, parece poco probable que a Newton se le ocurriera la ley de la gravitación universal viendo caer una manzana, como cuenta la leyenda. Lo que sí es posible es que utilizara esa historia para explicársela a la mujer de su asistente, por quien sentía cierto aprecio (algo raro en Newton, que por lo visto no apreciaba a casi nadie). Los símiles y analogías dejan de tener sentido, sin embargo, cuando lo que se quiere explicar se compara con algo que tampoco se conoce, como hacen los malos escritores cuando califican algo de ‘dantesco’ o ‘kafkiano’, ignorando si el lector ha leído o no a Dante y Kafka, o cuando se dice que algo es ‘un infierno’, como si el infierno fuera un lugar conocido. Algo así es lo que hace Punset cuando, en un atrevido ejercicio de divulgación creativa, trata de explicar el enamoramiento comparándolo con el entrelazamiento cuántico («Los que hemos intentado penetrar en las raíces del amor, aquellos que hemos comprobado multitud de veces lo que les pasaba por dentro a dos seres enamorados, debemos agradecerles a los físicos cuánticos lo que nos han regalado sin saberlo. El concepto de dos bits afectados el uno por el otro, a pesar de estar en hemisferios distintos, ha dado lugar en física cuántica al llamado ‘entanglement’ o ‘compactación’»). No sé que será más difícil de entender, si el enamoramiento o el entralazamiento cuántico pero, desde luego, él no ayuda a aclarar estos términos. También hay que tener cuidado con usar las analogías precisas. Por ejemplo, en esta noticia nos cuentan que el telescopio Hubble ha fotografiado una ‘guardería de estrellas’ refiriéndose al lugar donde se forman. Guardería sería el símil adecuado si estuviéramos hablando de un hipotético sitio adonde, por ejemplo, migraran temporalmente las estrellas cuando son jóvenes, pero en este caso se trataría más bien de un ‘paritorio de estrellas’, algo que quizás consideraron que no quedaba tan bien en el titular. En cualquier caso, el concepto de lugar donde se forman las estrellas es lo suficientemente comprensible (creo) como para que no haga falta usar una analogía. En la misma línea, aunque ya rayando el absurdo, está la noticia que encontré hace poco donde calificaban una galaxia como ‘gay’ por poseer no sé qué propiedad que ahora no recuerdo. Tampoco puedo encontrar la fuente al artículo aunque sí uno de “El Mundo Today” increíblemente parecido (el apocalipsis llegará el día que no sepamos distinguir las noticias ‘serias’ de las de El Mundo Today).

Al final, yo he llegado a la conclusión de que todos estos malentendidos se deben, sencillamente, a que se quiere explicar algo que no se entiende bien: para explicar algo en condiciones es necesario y (casi) suficiente dominar los conceptos que se pretende trasmitir. Eso del profesor que sabe mucho pero que no lo sabe explicar es, creo, un mito. La prueba de fuego para saber si realmente entendemos algo profundamente es, primero, tratar de explicárselo a un niño y, segundo, intentar responder a sus preguntas. No conseguirlo es señal de que hay que seguir dándole vueltas a esas ideas.

En realidad, todo esto era para decir que he encontrado a un muchacho que explica maravillosamente, en unos vídeos que ha colgado en internet (en inglés, eso sí) muchos conceptos de química y física, al nivel de los últimos cursos de primaria y primeros de secundaria. Para él, la ciencia debería ser una historia, como explica en esta conferencias TED. Abajo pongo el vídeo donde cuenta qué son los isótopos usando una analogía que creo que sí es acertada. ¡Ojalá en su día me hubieran explicado a mí las cosas de esta forma!

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¿Divulgación o didáctica?

Hace poco, Coquejj enlazó en un comentario la siguiente anécdota atribuida a Ernesto Sábato(*):

Alguien me pide una explicación de la teoría de Einstein. Con mucho entusiasmo, le hablo de tensores y geodésicas tetradimensionales.

– No he entendido una sola palabra – me dice, estupefacto.

Reflexiono unos instantes y luego, con menos entusiasmo, le doy una explicación menos técnica, conservando algunas geodésicas, pero haciendo intervenir aviadores y disparos de revólver.

– Ya entiendo casi todo – me dice mi amigo, con bastante alegría -. Pero hay algo que todavía no entiendo: esas geodésicas, esas coordenadas …

Deprimido, me sumo en una larga concentración mental y termino por abandonar para siempre las geodésicas y las coordenadas; con verdadera ferocidad, me dedico exclusivamente a aviadores que fuman mientras viajan con la velocidad de la luz, jefes de estación que disparan un revólver con la mano derecha y verifican tiempos con un cronómetro que tienen en la mano izquierda, trenes y campanas.

– Ahora sí, ahora entiendo la relatividad! – exclama mi amigo con alegría.

– Sí, – le respondo amargamente -, pero ahora no es más la relatividad.

La historia da pie a preguntarse hasta dónde debe llegar la divulgación. Si es necesario desvirtuar una idea para que pueda ser entendida por la gente, lo que se acaba transmitiendo finalmente ya no es la idea y el asunto deja de tener sentido. La divulgación no debería ser otra cosa que la explicación de teorías o conceptos de la forma más didáctica posible pero sin perder por eso su esencia. Yo no sé hasta qué punto es honrado limitarse a dar ejemplos y símiles por muy ingeniosos que estos sean.  Como me dijo una amiga el otro día hablando de este tema, poner a la Barbie subiendo y bajando unas colinas en un patinete rosa no va a hacer que la gente acabe comprendiendo lo qué es una superficie de Riemann porque se trata de un concepto complejo que quizás sólo llegue a entender de verdad cinco personas (entre las cuales no me encuentro – añado yo ahora no sin cierto sonrojo). Hay conocimientos que precisan de una base previa y que no se pueden asimilar si ésta no se posee. Y esto es válido para todas las áreas del saber, no sólo para la ciencia. ¿Puedo hacerme una idea cabal de la filosofía de Kant leyendo el Reader Digest’s? Y lo que también es importante ¿la lectura de un artículo sobre Kant en una revista ligera o un blog me aporta algo realmente valioso más allá de algún lugar común para amenizar una conversación de bar? Richard Feynman tiene una buena respuesta para esta pregunta:  Yo creo que deberíamos enseñar maravillas, y que el propósito del conocimiento es apreciar todavía más las maravillas. Y que el conocimiento consiste simplemente en situar la maravilla en el marco adecuado de la naturaleza.O sea, yo entiendo que la divulgación es la transmisión de una maravilla – “fíjate que el tiempo para dos observadores distintos puede ser distinto”, por ejemplo – pero después es responsabilidad del oyente situar esa maravilla en el marco adecuado, o sea, convertirla en  conocimiento.

En cualquier caso, la labor del divulgador es muy seria. Para explicar didácticamente un concepto hay que entenderlo en profundidad. Se dice que no  se entiende realmente algo hasta que no se es capaz de explicárselo a un niño. No creo eso que se dice de algunos profesores: “sabe mucho pero no lo sabe explicar”. No, si sabe mucho tiene que saber explicarlo. Otra cosa es que lo haga con más o menos gracia. Por otro lado, para divulgar una idea es necesario explicarla en términos más sencillos de lo que hace la formulación original. El objetivo es hacerse entender, no demostrar que uno es muy listo o hacer ver que la ciencia (o la filosofía, o lo que sea) es cosa sólo de iniciados. Si uno cree esto último – quizás con razón, no sé – debería dedicarse a otra cosa. Además, un divulgador no debería jamás caer en la tentación de sobreinterpretar las teorías (la física cuántica no explica que a uno le guste el chocolate) ni de trascender del ámbito que éstas abarcan (las inhomogeneidades del fondo cósmico de microondas no tiene nada que ver con la posible existencia, o no, de Dios). Por último, otro pecado del divulgador es el de centrarse en las consecuencias más llamativas o espectaculares de una teoría. Es un error porque se pervierten las ideas sin sacar ninguna ventaja: nada hay más espectacular que el propio espectáculo  y competir con él es una batalla perdida de antemano. Al final, creo que esto de la divulgación no es tanto difundir el trabajo que los científicos hacen, como de hacerlo didácticamente. Por eso, un divulgador científico es básicamente un profesor, aunque a lo mejor no le guste esta denominación.

Y así, burla burlando, he escrito un post sobre divulgación sin nombrar ni una sola vez a Punset 🙂

(*) Anécdota intrascendente sobre Ernesto Sábato: hace ya bastantes años andaba yo de mochilera por Sudamérica y estando en la provincia argentina de Misiones  decidí visitar las ruinas de las misiones que los jesuitas establecieron en la zona y que dan nombre a la región (maravillosas).  Había que esperar en la entrada a que se reuniera un número mínimo de personas para pasar todos acompañados de un guía. En mi grupo había un señor mayor cuya cara me sonaba muchísimo. Estaba segura de conocerlo pero no sabía de qué. ¿Sería algún familiar de Elizabeth, la amiga que me acogió en Buenos Aires? ¿Sería alguno de los viejillos que jugaban al ajedrez en el bar donde acostumbrábamos a parar? El caso es que lo saludé, “hola, qué tal está”, pero me debió de ver cara de no saber bien quién era y me contesto “sí, soy Ernesto Sábato”. Así me dijo: “soy Ernesto Sábato”. Vaya, pensé, cruzar el Atlántico y seguir haciendo el ridículo al otro lado.

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