martes, 29 de septiembre de 2009

Una leyenda urbana en el mundo de la Física




Sir Ernest Rutherford (1871-1937), presidente de la Real Sociedad Británica y Premio Nobel de Química en 1908, contaba la siguiente anécdota:


Hace algún tiempo, recibí la llamada de un colega. Estaba a punto de poner un cero a un estudiante por la respuesta que había dado en un problema de física, pese a que éste afirmaba con rotundidad que su respuesta era absolutamente acertada. Profesores y estudiantes acordaron pedir arbitraje de alguien imparcial y fui elegido yo. Leí la pregunta del examen y decía: Demuestre cómo es posible determinar la altura de un edificio con la ayuda de un barómetro. El estudiante había respondido: Lleve el barómetro a la azotea del edificio y átele una cuerda muy larga. Descuélguelo hasta la base del edificio, marque y mida. La longitud de la cuerda es igual a la longitud del edificio.

Realmente, el estudiante había planteado un serio problema con la resolución del ejercicio, porque había respondido a la pregunta correcta y completamente. Por otro lado, si se le concedía la máxima puntuación, al obtener una nota más alta certificaría su alto nivel en física; pero la respuesta no confirmaba que el estudiante tuviera ese nivel. Sugerí que se le diera al alumno otra oportunidad. Le concedí seis minutos para que me respondiera la misma pregunta pero esta vez con la advertencia de que en la respuesta debía demostrar sus conocimientos de física.

Habían pasado cinco minutos y el estudiante no había escrito nada. Le pregunté si deseaba retirarse, pero me contestó que tenia muchas respuestas al problema. Su dificultad era elegir la mejor de todas. Me excusé por interrumpirle y le rogué que continuara. En el minuto que le quedaba escribió la siguiente respuesta: tome el barómetro y láncelo al suelo desde la azotea del edificio, tome el tiempo de caída con un cronómetro. Después aplique la fórmula un medio de la altura por la aceleración de la gravedad y por el cuadrado del tiempo. Y así obtenemos la altura del edificio. En este punto le pregunté a mi colega si el estudiante se podía retirar. Le dio la nota más alta.

Tras abandonar el despacho, me reencontré con el estudiante y le pedí que me contara sus otras respuestas a la pregunta. Bueno, respondió, hay muchas maneras, por ejemplo, tome el barómetro en un día soleado y mida la altura del barómetro y la longitud de su sombra. Si medimos a continuación la longitud de la sombra del edificio y aplicamos una simple proporción, obtendremos también la altura del edificio.

Perfecto, le dije, ¿y de otra manera? , contestó, éste es un procedimiento muy básico para medir un edificio, pero también sirve. En este método, se toma el barómetro y se sitúa en las escaleras del edificio en la planta baja. Según se sube las escaleras, se va marcando la altura del barómetro y se cuenta el numero de marcas hasta la azotea. Se multiplica al final la altura del barómetro por el número de marcas que se ha hecho y ya se tiene la altura. Este es un método muy directo.

Por supuesto, si lo que quiere es un procedimiento más sofisticado, puede atar el barómetro a una cuerda y moverlo como si fuera un péndulo. Si calculamos que cuando el barómetro está a la altura de la azotea la gravedad es cero y si tenemos en cuenta la medida de la aceleración de la gravedad al descender el barómetro en trayectoria circular al pasar por la perpendicular del edificio, de la diferencia de estos valores, y aplicando una sencilla fórmula trigonométrica, podríamos calcular, sin duda, la altura del edificio. En este mismo estilo, se ata el barómetro a una cuerda y se lo descuelga desde la azotea a la calle. Usándolo como un péndulo se puede calcular la altura midiendo su periodo de precesión.

En fin, concluyó, existen otras muchas maneras. Probablemente, la mejor sea tomar el barómetro y golpear con él la puerta de la casa del portero. Cuando abra, decirle: señor portero, aquí tengo un bonito barómetro, si me dice la altura de este edificio, se lo regalo.

En este momento de la conversación, le pregunté si conocía la respuesta convencional al problema (la diferencia de presión marcada por un barómetro en dos lugares diferentes nos proporciona la diferencia de altura entre ambos lugares). Evidentemente dijo que la conocía, pero que le molestaba que durante sus estudios sus profesores habían intentado enseñarle a pensar.

El estudiante se llamaba Niels Bohr (1885-1962), físico danés, premio Nobel de Física en 1922, más conocido por ser el primero en proponer el modelo de átomo con protones y neutrones y los electrones que lo rodean. Fue fundamentalmente un innovador de la teoría cuántica.

Al margen del personaje, lo divertido y curioso de la anécdota, lo esencial de esta historia, es que LE HABÍAN ENSEÑADO A PENSAR.

En mi época de estudiante universitario, yo tenía un profesor de Electroquímica Iónica que suplía su poca calidad como docente sazonando sus clases con multitud de chascarrillos y anécdotas graciosas. En una ocasión le entró la risa floja, y nos explicó que ello se debía a una experiencia que tuvo con unos alumnos de COU, corrigiendo exámenes de Selectividad. Es curioso que nos quisiera dar como verídico el hecho de que estos alumnos hubieran escrito las respuestas de Niels Borh a la misma pregunta que le formularon a éste.

En conclusión, o mi profesor nos quiso meter una bola o quizá era una especie de leyenda urbana que circulaba por el mundo académico. Yo, en mi candidez juvenil, di en creérmela, hasta que ocho años después, leyendo una revista, me enteré de que la anécdota que contaba mi profesor le había ocurrido realmente a Niels Bohr.

Y es que mi profesor era un poco presuntuoso al pretender compararse con Ernest Rutherford, el verdadero corrector de tan original examen.

A modo de ejercicio, ¿podrías documentarte sobre los modelos atómicos de Rutherford y de Bohr?

FUENTE CONSULTADA:

Revista "Generación 4.4", año VII, nº 3 (39), pág. 22.

Julián Esteban Maestre Zapata.

martes, 15 de septiembre de 2009

La imagen más impopular de Albert Einstein


Con frecuencia, es fácil caer en el estereotipo de que los científicos son seres que viven al margen de la realidad, despojados de todo atributo humano. No obstante, no pueden evitar estar sujetos a los caracteres de la especie humana. Experimentan igualmente los efectos de las alegrías como los de las tristezas.

Hoy hablaremos de la faceta más íntima de Albert Einstein (1879-1955), el genio e icono de la Física por antonomasia.

En 1987 se publicó el primer tomo de los “Einstein Collected Papers”, integrado por un conjunto de 430 cartas que pertenecían a su primera esposa, Mileva Marić (1875-1948), donde salían a relucir facetas del genio que podrían despertar las iras de algunos colectivos feministas o cuando menos causar sorpresa, teniendo en cuenta la imagen idílica y entrañable que nos hemos formado de este científico.

Einstein conoció a Mileva en 1896, coincidiendo con el ingreso del primero en la Escuela Politécnica (“Polytechnicum”) de Zúrich, donde ella era la única mujer que seguía estudios en la sección de matemáticas. Enseguida simpatizaron, y el enamoramiento no tardó en presentarse. Se casaron en 1903 sin el beneplácito de los padres de Einstein, que no veían con buenos ojos que su hijo se casara con una intelectual extranjera mayor que él y encima no perteneciente al pueblo judío.

Si bien al principio Einstein encontró en Mileva un firme apoyo y una confidente (en definitiva, una compañera), la llegada de los hijos y las abstracciones del genio trajeron aparejadas las fricciones y los problemas de convivencia. Einstein declaró en alguna ocasión que en aquella época se agarraba a la ciencia como una vía de escape. Sin embargo, las continuadas confrontaciones alcanzaron su punto álgido, y acabaron separándose en 1914 y divorciándose en 1919.

Del 18 de julio de 1914 data este curioso documento, en el cual Einstein impone una serie de estrictas condiciones para continuar viviendo en el domicilio familiar:

Condiciones.

A. Debes asegurarte
1) que mi ropa, limpia y por lavar, se mantenga en buen orden y arreglada
2) que recibo mis tres comidas de manera regular en ‘mi habitación’
3) que mi habitación y despacho se mantienen siempre limpios, y, en particular, que mi mesa esté dispuesta ‘sólo para mí’

B. Renuncias a todas las relaciones personales conmigo en tanto no sea absolutamente necesario por razones sociales. Específicamente, debes renunciar
1) a que me siente en casa contigo
2) a que salga o viaje contigo

C. En tus relaciones conmigo debes aceptar explícitamente adherirte a los siguientes puntos:
1) No debes esperar de mí intimidad ni reprocharme en forma alguna.
2) Debes desistir inmediatamente de dirigirte a mí si lo pido.
3) Debes abandonar inmediatamente mi habitación o despacho sin protestar si te lo pido.

D. Aceptas no menospreciarme ni de palabra ni mucho menos delante de mis hijos.

Sin duda este pliego de condiciones contrasta notablemente con la imagen de pacifista que la historia nos ha legado en relación a Albert Einstein. Sin embargo, no se trata de emitir juicios apresurados. La convivencia entre dos personas de temperamento difícil con inquietudes intelectuales en ocasiones puede revestir caracteres impopulares, y nadie sabe los extremos a que la desesperación puede conducir a una persona.

Todo esto prueba que los científicos son humanos tanto para lo bueno como para lo malo, que se equivocan y en gran parte de las ocasiones son capaces de remontarse por encima de sus fracasos… Afortunadamente para el progreso de la humanidad.

El edificio de la ciencia es levantado por artífices humanos, y tal vez por eso sea tan atractivo.

Un poquito de búsqueda bibliográfica: ¿Serías capaz de encontrar en algún libro (o navegando por internet) el texto del documento depositado en la Biblioteca Nacional y Universitaria Judía de Jerusalén, acerca del Resumen de las dos teorías de la relatividad de Einstein?

FUENTES CONSULTADAS:

SÁNCHEZ RON, José Manuel, El jardín de Newton, Barcelona, 2001, Crítica, 205-236.

BALIBAR, Françoise, Einstein, el gozo de pensar, Barcelona, 1999, Ediciones B, 23-27.

Julián Esteban Maestre Zapata.

miércoles, 9 de septiembre de 2009

Comenzamos...


Alcanzar un sueño, el sueño del conocimiento de la Física y, por ende, el de las demás disciplinas cíentíficas.

Salvo discrepancias y debates, se puede afirmar que la Física es el eje vertebrador de la ciencia. "Física" procede del vocablo griego "Phisis" (φισικα), que literalmente significa "realidad" o "naturaleza". Desde los primeros tanteos científicos de la época de la antigua Grecia, la Física se impuso como una ciencia fundamental, de cuyas aplicaciones fueron surgiendo el resto de las ciencias (Química, Biología, Ingienería, etc).

Como quiera que el campo de estudio de la Física son los fenómenos naturales, se puede considerar una ciencia experimental. Sin embargo, desde sus inicios la Física se ha solapado con una ciencia factual, que en principio no encuentra su campo de estudio en los fenómenos naturales: me refiero a las Matemáticas. Los primeros físicos fueron a su vez matemáticos, y esta tendencia ha sido una constante a lo largo de la historia de la ciencia. De hecho, la formalización de los resultados en forma de expresiones matemáticas es toda una premisa dentro del método de trabajo de la Física y, por añadidura, dentro del llamado método científico.

Sin embargo, no es mi objetivo capital brindar un conocimiento exhaustivo de la Física. Mi propósito es centrarme en aspectos conceptuales, con una orientación eminentemente divulgativa. En definitiva, pretendo recortar al máximo los ropajes matemáticos para llegar a amplio espectro de personas. Mi profesión como formador en el nivel secundario, me predispone a encaminar estos trabajos a jóvenes que se encuentran dando sus pinitos en el mundo de la ciencia, aunque también me dirijo al público en general.

Soy consciente de que este propósito implica ser muy mesurado en la expresión escrita, en aras de la claridad. Es necesario poner en palabras sencillas las nebulosidades de un mundo que se delata como altamente complejo e incomprensible. Tal es el esfuerzo y el desafío que me propongo a partir de este instante.

Entre las múltiples definiciones de la Física, hay una de mi especial preferencia y que sirve de nexo de unión con el mundo de la Filosofía: "La Física es el arte de bien aproximar". Nada es seguro, todo es relativo (al menos de momento).

Teniendo en cuenta que los sueños pueden considerarse aproximaciones a la realidad, este blog, haciendo honor a su nombre, pretende constituirse en una acertada aproximación al mundo de la Física y de la ciencia en general.


Iré tratando toda clase de curiosidades en torno a la Física. Intentaré dar respuesta a variado repertorio de cuestiones que la gente de la calle podría plantearse acerca de los fenómenos físicos y afines. Incluso me adentraré en cuestiones históricas y biográficas, porque las mismas ayudan a articular el conocimiento científico en un todo armónico, al tiempo que se trabaja el poco trillado campo de la epistemología de la ciencia. Es una tarea que se presiente ardua, como ardua es la propia ciencia. Poco a poco se irán atesorando perlas de conocimiento, que, en no poca medida, contribuyen a generar el placer de comprender los mecanismos que operan en la Naturaleza. Para estimular aún más el entusiasmo por el conocimiento y pensando en un determinado grupo de alumnos, propondré como colofón a cada entrada del presente blog cuestiones o ejercicios sencillos que supondrán en cualquier caso la manipulación de la información al respecto, cuando no la realización de algún experimento fácil.

Con el trabajo que abordaré en este blog, también pretendo establecer un nexo de unión entre el conocimiento científico y las llamadas "Competencias Básicas", que se definen, desde la perspectiva del proceso de enseñanza-aprendizaje que se practica en los centros escolares, como aquellos conocimientos, destrezas y actitudes necesarios para que una persona alcance su desarrollo personal, escolar y social.

Las competencias básicas suponen un todo unificador en los programas académicos de la Unión Europea. En el entorno castellano-manchego, que es donde desarrollo mi actividad profesional, se trabajan las siguientes competencias básicas:

a. Competencia en comunicación lingüística.
b. Competencia matemática.
c. Competencia en el conocimiento y la interacción con el mundo físico.
d. Tratamiento de la información y competencia digital.
e. Competencia social y ciudadana.
f. Competencia cultural y artística.
g. Competencia para aprender a aprender.
h. Autonomía e iniciativa personal.
i. Competencia emocional.

La última competencia del listado anterior (Competencia emocional) es un añadido de la región de Castilla-La Mancha a las otras competencias propuestas por la Unión Europea. Mediante etiquetas, señalaré la relación de las diferentes entradas del blog con tales competencias básicas.

Por otra parte, este blog cuenta con diversos añadidos interactivos que por sí mismos constituyen una forma de dar tratamiento a las competencias básicas. Así cuenta con un traductor de texto y un traductor humano en diversos idiomas (Competencia en comunicación lingüística) y al final de cada entrada existe la posibilidad de transformar el texto en voz para que personas con problemas de visión puedan acceder a lo principal de los contenidos (Competencia social y ciudadana).

Asimismo, se ofrece en los laterales algunos listados de blogs y webs que el autor considera interesantes, aparte de otras interactividades.

Y tras este preámbulo, no nos queda más que arrancar el camino... Un camino lleno de retos apasionantes.

Julián Esteban Maestre Zapata

Traductor humano

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