Sobre el Origen del Universo

Una de las cuestiones que devela a los científicos desde tiempos remotos es la referida al origen del universo. Hasta ahora, la postura más aceptada científicamente es la de la Teoría del Big Bang, que ha sufrido algunos cambios desde que se enunció.
Ahora, Kovac y su equipo han encontrado nuevas evidencias que brindarán mayor claridad sobre los primeros momentos del Universo. Cabe destacar que los trabajos del argentino Matías Zaldarriaga fueron de gran importancia para estos logros.
No se trata de una noticia menor, pues históricamente los avances en el conocimiento del origen y estructura del Universo han provocado cambios en las creencias filosóficas y hasta sociales.
Pueden encontrar la noticia en El Big Bang: detectan los ecos del origen del Universo

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Revisión y profundización a Epistemología de la Ciencia: Sobre el Concepto de Ciencia y el de Física

En esta oportunidad voy a hacer una revisión de algunas de las cuestiones tratadas en el pequeño ensayo sobre Ciencia y Epistemología (Cortez C., 2002) que escribí hace más de 10 años (estrictamente no se trata de un ensayo, más bien un trabajo de reflexión). Antes de iniciar debo agradecer al Mg. Ing. Félix Gómez, quien fuera mi profesor de Epistemología cuando cursé el Profesorado en Física. El profesor hizo algunas revisiones de este ensayo orientando mis explicaciones, haciendo preguntas muy profundas. También agradezco a la Dra. Violeta Guyot que dictó la materia Historia y Epistemología de la Cienca cuando cursé la Maestría en Enseñanza de la Física. Ella también hizo observaciones importantes sobre la parte de ese ensayo que utilicé en el tutorial final de esa materia. Muchas Gracias.

En aquel trabajo comienzo con un análisis del concepto de “verdad”. Después de haberlo re-leído sigo pensando de al misma forma y acá lo sintetizo: “No hay una verdad verdadera ni un conocimiento verdadero y absoluto; son personas, con todo su bagaje, poder y límites, las que deciden la verdad sobre un conocimiento”.

Puede dar la impresión que al haber entendimientos diferentes sobre un mismo “hecho” no se pueden comparar y terminan siendo equivalentes. Sin embargo las consecuencias de un entendimiento pueden ser diferentes a las del otro. En la Ciencia esto es lo que determina cuál de ellos tendrá vigencia científica (los científicos acuerden que tipo de consecuencias les son más útiles y deciden en función de ello). Para ilustrarlo voy a citar una de las obras de Jules Verne, “Veintemil Leguas de Viaje Submarino”. En uno de los episodios de la historia, el Nautilus queda varado en unos arrecifes. El Sr. Aronnax interroga al Capitan Nemo sobre el hecho que el Nautilus había encallado. A lo cual el Capitán responde: “El Nautilus no ha encallado. El Nautilus está hecho para reposar en el lecho de los mares...”. Estas formas diferentes de entender un hecho tienen consecuencias muy diferentes. Si se acepta que el Nautilus está varado debe ser abandonado, en cambio si se acepta que solo está detenido momentáneamente solo debe esperarse a que pueda reanudar viaje. No voy a dar más detalles de Capítulo y página de este hecho para invitarlos a leer esta hermosa obra literaria. Sin embargo, el relato ilustra la cuestión de las consecuencias de las interpretaciones.

Posteriormente me dedico al concepto de Ciencia. La re-lectura del mismo y las reestructuraciones de mis representaciones mentales que he sufrido en la última década me obligan a rever algunas cuestiones e introducir algunos cambios. El concepto de Ciencia que elaboré en aquel entonces sigue siendo el mismo: “La Ciencia es la continua tarea de interpretar nuestro universo, utilizando para ello un método riguroso, con el fin de construir un cuerpo de conocimientos que lo explique y que le pueda ser útil a la Sociedad”. Por supuesto que este concepto y sus implicancias están sujetas a la discusión sobre el concepto de verdad y conocimiento verdadero. En todo caso, agregaré que muchas veces el grupo de personas que decide la veracidad (o utilidad) de un conocimiento no está constituido por científicos sino por otro tipo de personas que ejercen el poder y se desenvuelven bajo otros criterios (que no son los que suelen acordar los científicos).

Cuando desgloso ese concepto me refiero a: “continua tarea”, “interpretar”, “método riguroso”, “construir cuerpo de conocimientos” y “serle útil a Sociedad”. Cuando hablo de la “continua tarea” en general me mantengo en la misma línea de pensamiento, pero voy a hacer algunas modificaciones y/o profundizaciones.

Cuando me refiero a la estructura de la Ciencia y la separo en Estructura Basal y Estructura Superficial creo no haber tenido muy clara la imagen de la misma. Ahora voy a explicarme algo mejor. Podemos pensar la estructura de la Ciencia como una esfera, sin límites pero no autocontenida, parafraseando a Stephen Hawking cuando se refiere a los límites del Universo (Hawking, ….). Esa esfera (para tener una imagen mental) estaría constituida por una red de nodos interconectados. Los nodos más grandes estarían ubicados en el interior de la esfera constituyendo la estructura basal, y son los que albergarían: “los postulados, los principios y leyes fundamentales y las reglas sobre como interrogarse acerca del universo (normas generales que indican cuales son los tipos de preguntas pertinentes y cuales las pautas de investigación establecidas) y las estructuras lógicas que sirven de herramientas para el análisis y explicación de las teorías”. Hacia la superficie de la esfera se encontraría la estructura externa, aquella que alberga los métodos de indagación, las leyes derivadas, preguntas sobre el universo, hipótesis ad hoc, consecuencias observacionales, requerimientos sociales y/o tecnológicos, explicaciones particulares, y todo otro “menester” que no tenga la categoría para estar en la estructura basal.

Todos estos nodos, de ambas estructuras están interconectados. Cada nodo está conectado con otros y estos a su vez con otros, de modo tal que, en definitiva, todos tienen algún tipo de conexión. Las conexiones transmiten información en ambas direcciones. De esta forma, cuando se desea explicar un caso de un fenómeno en particular se lo incluye como un pequeño nodo en la estructura externa, de inmediato se comienzan a establecer conexiones con los nodos de la estructura basal que incluyen las leyes necesarias para explicar ese caso. Pero también se establecen las conexiones con otros nodos de la estructura externa que expliquen otros casos del mismo tipo de fenómeno, con nodos sobre hipótesis auxiliares, etc. (entendemos por etc. todos los que sean necesarios). Y cada nodo que recibe conexión del nodo de caso, establecerá las conexiones necesarias con otros nodos para poder dar fruto a la explicación del caso. Esta explicación se albergará en el mismo nodo que el caso, por lo cual ese nodo se verá modificado. Si esto resulta de esta forma, entonces diremos que el cambio en la estructura de la Ciencia no ha sido profundo: reestructuración superficial. Si, por el contrario, el intento de dar respuesta al caso produjo “cambios” en los nodos interiores hablamos de reestructuración profunda.

Pero antes de avanzar con las reestructuraciones, hay que aclarar que los nodos de la estructura externa son los que se comunican con otras estructuras (siguiendo la imagen de esfera sin límites): la esfera política, la esfera social, la esfera tecnológica, la esfera religiosa, la esfera filosófica, entre otras (toda otra forma de conocimiento). Estas, por lo general, son las que insertan los nodos de “caso” a la esfera de la Ciencia. Este fenómeno también funciona a la inversa: la esfera de la Ciencia puede insertar nuevos nodos a las otras esferas.

Volviendo a las reestructuraciones, estas se comportarían como los procesos de construcción y modificación del software libre (Cortez C., 2013), que es el mismo proceso que prima en la construcción social del conocimiento, llamado Aprendizaje Colaborativo (Burbules 2011; Educ.ar 2013; Reig 2012, entre otros). Esto significa que se establecen diferentes conexiones entre nodos, entre diferentes nodos, en diferentes momentos, con diferentes fines; una multiplicidad de interrelaciones. Cuando hay un cambio en la estructura basal, podríamos decir un cambio de Paradigmas (Khun) para comparar, lo que sucede es que se construyen nuevos nodos en el seno de la estructura basal. Este nuevo nodo aparece como el resultado de interconexiones que no dan explicaciones satisfactorias a ciertas preguntas y necesitan conectarse a de alguna forma. Para posibilitar la conexión se inserta un nuevo paquete de información, al cual se conectarán los nodos que necesitaban las respuestas.

Pero no debe pensarse que los nodos antiguos desaparecen. No, quedan allí; lo que sucede es que las transmisiones de información entre sus conexiones se debilitan o cesan, incluso algunas conexiones desaparecen, y la actividad de ese nodo disminuye (o se hace nula). Pero con el pasar del tiempo el nodo podría reactivarse. También podría suceder que un nodo que era estructural dentro de la estructura basal, pase a subordinarse a un nuevo nodo, y de alguna forma seguirá activo pero desde otra “mirada”. Este proceso podría compararse con guardar y recuperar conocimientos desde la memoria.

Si pensamos la estructura de la Ciencia de esta forma, como una mega red de interconexiones cuya dinámica las activa, desactiva y modula en diferentes sentidos, estaríamos aceptando una Ciencia en permanente cambio (evolución), que no brinda respuestas definitivas y que está sometida a la interacción con otras esferas. En el ámbito del software libre, la multiplicidad de interconexiones implica que los usuarios deban volverse partícipes activos y responsables, y garantiza la mejora de calidad del producto. Si extendemos esta idea a la Ciencia, podemos pensar que esta forma de construirla impulsa a tener científicos y ciudadanos partícipes y responsables, y mejorar la calidad de las interpretaciones elaboradas.

No se si tomar como válida la postura de Popper de caractular a todas las teorías como falsables. Más bien creo que la posibilidad de insertar todo tipo de preguntas (nodos caso) en la estructura de la Ciencia, dispara procesos de obtención de interpretaciones (leyes, teorías, modelos) cada vez más amplios y/o profundos y/o útiles (que nos brindan respuestas más satisfactorias en el contexto de las preguntas).

Si quisiera comparar mi postura con la de Feyerabend (en el análisis del concepto de verdads encontrarán consistencia con las ideas de este autor), cuando el dice que la ciencia cambia (entendiendo que cambio no es progreso) por razones externas a ella y que están asociadas al poder; yo diría que la Ciencia cambia por la aparición de nodos caso en la estructura externa y que esos nodos pueden surgir por reacomodamientos de las interconexiones entre nodas ya existentes y/o por la inserción de nodos desde las otras esferas. Esto implica, en contra de Feyerabend que pueden haber “razones internas” que generen cambios en la estructura de la Ciencia. Habría que debatir ahora si lo que yo llamo “nodos caso” son equivalentes a lo que Feyerabend llama “razones internas”. Pero voy a dejarle ese análisis al lector. De todas formas si comparto con él que muchas veces no hay cambios causados por razones racionales, aunque difiero (creo) en que yo considero que por el solo hecho de que los científicos son humanos pueden estar motivados por razones no racionales.

Comparando con la postura de Lakatos, en la mía, no debe confundirse la estructura basal con el “centro firme” de los Programas de Investigación que expone el autor citado. Yo mismo, en principio, me tentaría a hacerlo, pero hay diferencias importantes:

-Mientras Lakatos dice que el centro firme tiene carácter dogmático, yo digo que la estructura basal es dinámica y que esa dinámica requiere que no se tome como dogma (si un científico dogmatiza la estructura basal ralentiza su dinámica y detiene la continuidad de la que hablo en mi ensayo).

-Mientras para Lakatos la característica de dogma implica que el científico aprende y aplica, para mí el científico aprende, re-aprende, aplica, re-aprende, interactúa con otros científicos y re-aprende; y este continuo re-apreder sostiene el dinamismo de la estructura de la Ciencia.

-Mientras Lakatos habla de un cinturón de hipótesis ad hoc para proteger el centro firme, yo hablo de una estructura externa en constante interconexión con la interna y con otras esferas, interconexión que potencia el dinamismo.

-Mientras Lakatos habla de la necesidad de proteger el centro firme (una necesidad del científico), yo digo que el científico no debe tener esa necesidad, sino que debe exponer sus teorías a todos los intentos de refutación para mejorarla (y/o cambiarla), sin temores, sino movilizado por la idea de obtener interpretaciones cada vez más útiles en el contexto en el que se emplean.

Si bien Lakatos es más flexible con los dogmas que Khun con los paradigmas, el solo hecho de tomarlos como dogma implica cierta rigidez, cierta “intocabilidad” que yo no acepto, más bien prefiero pensar en una “tocabilidad” respetuosa y beneficiosa para la reestructuración de la Ciencia.

Por ahora no voy a profundizar más en estos aspectos. Respecto del ensayo, queda mucha tela por cortar, pero será trabajo para otra publicación. De todas formas, sigo manteniendo, en general, las ideas sobre los significados de: interpretar, método riguroso, construir cuerpo de conocimientos y serle útil a Sociedad. Quizás el elemento más novedoso que he introducido es el de las interacciones de la Ciencia con las otras esferas y que estas pueden determinar el que-hacer científico. Incluso, diría que las interacciones entre las esferas a veces son tan intensas que las esferas se superponen y se desdibujan. Podríamos imaginarlas como ondas que se superponen o como orbitales que se mezclan.

Bien, por ahora es suficiente. Espero que estas ideas disparen reflexiones y críticas (constructivas y argumentadas) y que les sean útiles.

Bibliografía de Referencia

_Burbules, N. (2011), Aprendizaje Ubicuo, Entrevista realizada por Programa Conectar Igualdad en la sección Modelo 1 a 1-Especialistas, Educ.ar. Recuperado el 25 de Junio de 2013 de http://youtu.be/GbWdQCMS4VM

_Cortez C., R. (2002), Epistemología de la Ciencia: Sobre el Concepto de Ciencia y el de Física, recuperado de https://dl.dropboxusercontent.com/u/83588658/Ciencia%20y%20Epistemolog%C3%ADa.pdf

_Cortez C., R. (2013, Julio), Software Libre y Educación: Entrevista al Prof. Ricardo Morales, René: Física, Ciencia, Divulgación y Educación. Recuperado 11 de Julio de 2.013 de http://www.rene-cienciayeducacion.blogspot.com.ar/2013/07/software-libre-y-educacion-entrevista.html

_Educ.ar 2013, Aprendizaje colaborativo. Lineamientos teóricos. Recuperado 30 de Setiembre de 2013 de http://www.educ.ar/sitios/educar/recursos/ver?id=91610&referente=noticias

_Hawking, S. (2011), Historia del Tiempo: Del big bang a los agujeros negros, Argentina, Alianza Editorial S. A.

_Ibánez, J. J. (2007, febrero), Las Teorías Científicas según Karl Popper, en mi+d, recuperado el 10 de Diciembre de 2013 de http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2007/02/10/59009

_Reig, D. (2012), Sociedad Aumentada y Aprendizaje, METAS EDUCATIVAS 2021, IBERTEC-OEI, OEI. Recuperado el 11 de Junio de 2013 de http://youtu.be/6-F9L9avcwo

_Verne, J. (2007), Veintemil Leguas de Viaje Submarino, Tomos I y II, 5° Ed., Argentina, Grupo Anaya S. A. 

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Sobre las medidas de peso y masa en la vida cotidiana

Es muy común, en la vida cotidiana, no ponerse a reflexionar sobre el significado del peso y el de la masa. Para mal de males, los sistemas de unidades que se utilizan ayudan a crear confusión.
Usualmente, cuando vamos a comprar pan podemos pedir 1 Kg de pan. Y cuando lo hacemos pensamos que se trata del peso de pan que llevamos. Pero: ¿es realmente el peso o se trata de la masa? ¿o será indistinto?

Recordemos que para la Física, masa es una "cosa" y peso es otra. La masa se vincula a la cantidad de materia que posee un cuerpo. El peso es la fuerza con la cual la Tierra atrae a ese cuerpo. La primera es una magnitud escalar, la segunda es vectorial. La primera es una propiedad del cuerpo, la segunda es una acción que le aplica otro cuerpo (en este caso la Tierra).

Pero: ¿de dónde viene la confusión en la vida cotidiana? Hagamos un poco de historia. En la década del 70 la comunidad científica acordó utilizar un único sistema de unidades como unidades principales para cada magnitud, el llamado Sistema Internacional de Unidades. En ese sistema, la masa se mide en kilogramos masa (kg) y el peso en newtons (N).
Más allá de esa intención, los otros sistemas de unidades que existían no desaparecieron y se siguen utilizando asiduamente. En nuestro país, cotidianamente es muy utilizado el Sistema Técnico. En este sistema la masa se mide en "unidad técnica de masa" (utm) y el peso en kilogramos fuerza (Kgf). La confusión aparece con los "kilogramos". Uno es de masa y el otro es de fuerza.

Encima si se establecen equivalencias resulta que 1 Kg masa (del Sistema Internacional) pesa 1 Kgf fuerza (del Sistema Técnico). La pregunta del millón es: ¿Cómo hago para diferenciarlos? o ¿Qué debo pedir cuando compre pan (u otra cosa)? La forma más fácil de diferenciarlos sería observar la balanza en la cual se hace la medición. Si en la balanza dice "Kg" entonces se trata de masa y es una balanza de masas. Si en la balanza dice "Kgf" entonces se trata de peso y es una balanza de fuerzas.

Para la vida cotidiana no tiene realmente gran importancia la diferencia. Cuando pidamos "1 kg" de algo, el vendedor va a entender que le estamos pidiendo (aunque no sepa la diferencia entre masa y peso), y cuando la balanza marque 1 kg podremos estar seguros que se trata de 1 kg de masa que pesa 1 kgf. Si quisiéramos medir el peso en el Sistema Internacional, ese peso de 1 Kgf equivale a 9,8 N.

Lo importante es tener claro que masa y peso son cosas diferentes, aunque en la vida cotidiana y cuando no sea necesario, los tratemos como sinónimos. Hay propiedades que dependen de la masa, como el volumen. Incluso el peso depende de la masa. Peor si un cuerpo se aleja del planeta Tierra perderá el peso, pues la fuerza de atracción gravitatoria irá disminuyendo hasta hacerse cero. En cambio, la masa del cuerpo no cambiará.

Además es bueno conocer detalles de la vida cotidiana, por la sola satisfacción de saber más. Hasta la próxima.

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Publicación de la RIE número 63/1

Ya está disponible la versión digital de la Revista Iberoamericana de Educación, de la OEI. Es el número 63/1 y cuenta con artículos sobre Teoría de van Hiele, Condiciones Laborales Docente, Didáctica de las Ciencias Sociales, entre otros.
Pueden ver la publicación en: Revista Iberoamericana de Educación

El Carácter Vectorial de la Velocidad

Una de las magnitudes más importantes de la Física es la velocidad. Junto a la masa son las magnitudes que describen el movimiento de cualquier partícula, conjunto de partículas o cuerpo. Ya Galileo se había dado cuenta de su importancia para describir los movimientos. Más tarde Newton formalizó esa importancia y los científicos posteriores le dieron una forma matemática útil para los cálculos (aunque solo resumía lo que Newton ya había expresado).

La velocidad es una clase de magnitud que describe el movimiento reuniendo es si misma cierta cantidad de información. Analicemos un ejemplo para ser más claros. Supongamos que nos hallamos sentados en una banca de la Plaza 25 de Mayo. De pronto se acerca un turista y nos pregunta como llegar a la Difunta Correa en 1 h u 1:30 h (supongamos que es el tiempo que dispone debido al itinerario que se ha elaborado). Para que llegue en ese tiempo deberíamos decirle que debe viajar con una rapidez de entre 50 y 60 km/h, esto es lo que llamamos velocidad en la vida cotidiana, pero veremos que en la Física se necesita más. Con esa información el turista no podrá llegar, pues le está faltando información. Deberíamos decirle que ruta tomar y hacia que punto cardinal viajar: tomar ruta 20 hacia el este.

En Física, la velocidad debe dar toda esa información: debe decir con que rapidez se mueve un cuerpo en que dirección lo hace y hacia que lado lo hace. Otro ejemplo sería decir: un vehículo se mueve a 34 km/h por Avenida Rawson hacia el Sur. En este ejemplo está más clara la información que brinda la velocidad. Dice que tan rápido se mueve el cuerpo de estudio, dice la rapidez (34 km/h). Dice que recta sigue el cuerpo al moverse, dice la dirección (por Avenida Rawson). También dice hacia que lado de la dirección se mueve el cuerpo, dice el sentido (hacia el Sur).

Entonces podemos decir que “la velocidad es una magnitud vectorial que informa la rapidez, dirección y sentido del movimiento de un cuerpo”.

Las magnitudes como la velocidad se llaman magnitudes vectoriales (también lo son la aceleración, la fuerza, la corriente eléctrica, entre otras; con algunos detalles de diferencia). La matemática da una forma de representar gráficamente estas magnitudes: se las representa con flechas (o “segmentos orientados” en el lenguaje de la matemática). En este artículo no entraremos en el desarrollo de como representar gráficamente la velocidad, pero si queremos que quede claro que está definida por toda esa dirección. Por ejemplo: un vehículo puede moverse por calle Mitre a 25 km/h hacia el este y otro por Santa Fé a 25 km/h hacia el oeste, y con esa diferencia ya son velocidades diferentes (aunque tengan el mismo valor). 

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