Ciencia, papel y lápiz en la escuela

Venezuela/Abril 2016/ Autor: Heriberto Rivera

La enseñanza y aprendizaje de la ciencia, siempre será apasionante, aunque muchas veces incomprendida y hasta rechazada por los estudiantes, que no pocas veces la asimilan con la magia y lejano del mundo tangible.

En estos días, las informaciones del campo de la ciencia nos traen y deleitan con revelaciones de gran importancia para la humanidad, para la comprensión de las leyes del universo, para el comienzo de nueva era en la astrofísica en las leyes fundamentales del universo, según algunos manifiestan que “ las leyes de la naturaleza son los pensamientos matemáticos de Dios” ; y vaya que pensamientos que encierra no solo el pensamiento de la ciencia, sino que va articulada con la filosofía, pues la ciencia por si sola, jamás hubiese llegado a establecer predicciones y teorías que hoy conforman el gran conocimiento de la humanidad.

Hasta hace poco, se decía que la ciencia, como tal, no persigue explicar la causa última de los fenómenos lo cual es un problema filosófico; la ciencia persigue interpretar las manifestaciones de la naturaleza a base de supuestos y teorías, de allí que viene la creación de diversos y variados modelos  para la interpretación cercana o lejana de los fenómenos de la naturaleza.

La presente reflexión no tiene la intención de sumergirse en las profundidades de discutir acerca del método científico, según para algunos es objetivo, experimental, no es filosófico, pero eso no implica que un buen científico no deba filosofar; en ese sentido grandes pensadores como José Ortega y Gasset, manifestaron en su momento la necesidad de vincular ciencia y filosofía, al referir que “ Einstein ha necesitado saturarse de Kant y Mach – con estos nombres se simboliza sólo la masa enorme de pensamientos filosóficos y psicológicos que han influido en Einstein- han servido para liberar la mente de éste y dejarle la vía franca hacia la innovación” cita que corresponde al profesor Alfio Montoro, sin duda, que éste gran maestro de la física se refería al divorcio que existía en los años setenta entre la ciencia y la filosofía.

En ese sentido, ante la necesidad de una filosofía de la ciencia Filippo Selvaggi refería que “mientras el positivismo del siglo pasado creyó encontrar en la física el aliado más valioso en su lucha contra la metafísica y la filosofía, en la actualidad son los mismos físicos quienes proclaman la necesidad  de una filosofía  y no sólo una filosofía del espíritu y del conocimiento, sino también una filosofía de la naturaleza”.

Max Born, también nos dice que “la verdadera ciencia siempre es filosófica: también la física, la cual  no sólo constituye una antesala de la técnica, sino que profundiza en raíces del pensamiento”.

La creación de modelos para la interpretación de los fenómenos de la naturaleza ha sido una gran herramienta pedagógica, pues la abstracción es un arma psicológica y cognoscitiva para representar lo desconocido, así surgen los constructos que intentan explicar las complejidades de la naturaleza; es así como los físicos a la hora de abordarlos suponen e imaginan la existencias de eventos y situaciones, debido a las limitaciones de nuestros sentidos y de los instrumentos de medición; de allí, que el ser humano dispone de su mente y del poder de la imaginación, para plantearse situaciones que lo acerquen al conocimiento de las cosas, al conocimiento y compresión del infinito universo, de sus enigmas y entresijos; es así como surgen en las mentes llenas de dudas los experimentos de lápiz y papel, iniciados en los sueños, cuando dormitamos con alguna duda que nos asoma algún incentivo traído como consecuencia del pensamiento , la lectura y el estudio.

Albert Einstein, afirmó que la imaginación es mas importante que el conocimiento y realizó varias experiencias mentales que le dieron extraordinarios resultados para su teoría de la relatividad, es archí conocido su largo sueño  donde logro obtener la sensación en el cual su cuerpo viajaba a la velocidad de la luz ocurriendo un evento de gran significación como es la transformación de la energía.

Muchos de los aportes de Einstein se dieron a través de las llamadas “Gedankenexperiment, combinación de palabras que en alemán significa «experimento mental», es el famoso nombre que Albert Einstein les daba a las situaciones imaginarias que le sirvieron para idear sus mayores descubrimientos físicos. De adolescente fantaseaba acerca de perseguir haces de luz; él mismo diría que fue el punto de partida de la idea central de la relatividad especial. La relatividad general, su monumental teoría de la gravitación, se originó en sus reflexiones sobre ascensores que subían o caían. En ambos casos, Einstein elaboró nuevas teorías sobre la naturaleza valiéndose de la imaginación para ir más allá de las limitaciones del laboratorio” (Hossenfelder, 2015).

El anterior citado autor señala que en el caso de Einstein, la “confianza en el poder del pensamiento obtuvo, sin duda, un éxito espectacular. Por otro, muchos de sus experimentos mentales más conocidos estaban basados en datos de experimentos reales, como el clásico de Michelson y Morley que estableció que la velocidad de la luz era constante. Es más, la fijación de Einstein con aquello que podía medirse en ocasiones lo cegaba y le impedía acceder a capas de la realidad más profundas, aunque incluso los errores que cometió en los experimentos mentales han contribuido a posteriores avances”.

La historia de la ciencia esta llena de relatos acerca del papel de la imaginación como un medio para representar o crear modelos, es así como el químico Kelule, cuenta que por mucho tiempo intentó sin éxito hallar una formula de la estructura de la molécula del benceno, hasta que una tarde mientras dormía frente a la chimenea “contemplando las llamas, le pareció ver átomos que danzaban serpenteando. De repente una de las serpientes se asío la cola y formó un anillo” (Hempel, 1977). Así se creo el anillo que representa al benceno.

La ciencia, se caracteriza porque  predice,   cuantifica y  generaliza los resultados de las investigaciones; las predicciones se fundamentan en observaciones, mediciones e inferencias de otras experiencias, por lo cual siempre será importante crear nuevos modelos para la emancipación y contextualización de la enseñanza de la ciencia

En consecuencia, la escuela y sus docentes, deben de crear  modelos innovadores para tal fin; los modelos tradicionales no favorecen en los estudiantes la elaboración de conceptualizaciones adecuadas, de igual forma el aprendizaje memorístico de frases  provenientes de modelos científicos creados por otros genera conceptualizaciones erradas, tales como que en invierno hace frio porque la tierra se encuentra más lejos del sol y que el sol sale por el este  todos los días del año.

Todo modelo, como tal, es provisorio y perfectible y ningún modelo científico posee la verdad absoluta y definitiva sobre nada; un modelo requiere tener bases fundamentales como fácil manejo, riqueza teórica y su poder explicativo; al diseñar nuevos modelos se debe tener  presente la prudencia de que éstos  estén adaptados a los avances científicos del momento.

Igualmente se debe tener claro que las hipótesis y teorías científicas no se derivan de los hechos observados, sino que se inventan para dar cuenta de ellos. Son conjeturas relativas a las conexiones que se pueden establecer entre fenómenos que están estudiando a las uniformidades y regularidades que subyacen a éstos. (Acevedo).

Según Marturana (2001) citado por Knopoff (2015) en su trabajo intitulado Astronomía Para La Emancipación nos refiere que “típicamente, estudiantes  y docentes sostienen creencias inconsistentes entre si y validadas únicamente por provenir de una autoridad científica”.

La escuela debe avanzar hacia modelizaciones que posibiliten a la humanidad la construcción de nuevas imágenes de sí misma y de su relación con el universo; superar la enseñanza dogmática de viejos modelos que dificultan  a los estudiantes la arquitectura de la nueva subjetividad y de esas imágenes  de sí misma; con modelos propios, el estudiante los incorpora significativamente  empoderándose del conocimiento.

Así mismo, la escuela debe incentivar en sus estudiantes a elaborar criterios personales y razonados sobre cuestiones científicas y tecnológicas básicas de nuestra época mediante el contraste y evaluación de informaciones obtenidas por diferentes fuentes.

Hoy, el mundo está expectante, con deleite se reconoce que cien años después las predicciones presentadas ante la academia prusiana de la ciencia el 25 de noviembre de 1915  del gran físico Albert Einstein, quien predijo la existencia de ondas gravitacionales como parte de su teoría de la relatividad; los oídos del cosmos, han escuchado por fin este maravilloso evento de la naturaleza, permitiendo ver en acción a la ecuación E=mV2 conocida por muchos, pero a la vez comprendida por muy escasas mentes.

Según el Observatorio Avanzado de Interferometría Laser de Ondas Gravitacionales (LIGO), el evento físico de la unión de dos gigantescos agujeros negros, en “en ese momento de unión los agujeros irradian energía pura en forma de ondas gravitacionales y pierden el equivalente a tres veces la masa de la estrella solar” y todos los números  concuerdan exquisitamente con las ecuaciones de Einstein. Este evento fue escuchado por el Laboratorio LIGO, Luisana (EEUU).

Agrega el artículo en referencia que hasta ahora los objetos del espacio se habían podido estudiar con ondas electromagnéticas, es decir con la radiación que emitían; a partir de ahora, se podrán mirar los objetos con las ondas electromagnéticas y escuchar con las ondas gravitacionales, los oídos del cosmos.

Así como también la historia del universo se podrá constatar con mayor precisión pues según la doctora Alicia Sintes del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (España), señala que “con las ondas electromagnéticas uno puede  recibir información del universo cuando tenía una edad de 300.000  años. En cambio con las ondas gravitacionales puedes ver las que se emitieron  cuando el universo tan sólo tenía  un segundo de edad”

Respetando el pensamiento científico, pero considerado el gran avance del mismo, es necesario reafirmar que las predicciones de los científicos continúan jugando un importantísimo papel en el desarrollo de los eventos de la naturaleza, pudiéndose afirmar, que no pocas conjeturas, a decir de Acevedo, que las “conjeturas felices de este tipo requieren de gran inventiva, especialmente sí suponen una desviación radical de los modos corrientes del pensamiento científico, como en el caso de la teoría de la relatividad”(pág. 33).

Los planteamientos de Einstein, son el resultado de  los  supuestos felices de su prodigiosa mente, que además de arriesgado, conformaron un reto al pensamiento tradicional, pues “unificó conceptualmente materia y energía, espacio y tiempo, corpúsculo y onda, desechó  toda idea de centralidad en los sistemas de referencia y eliminó de un plumazo el concepto newtoniano de espacio y tiempo absolutos” (Rincón, pág. 52).

Sobre las ondas gravitacionales muchos científicos afirman con fundamentos, que este evento ocurrió  hace 1200 millones de años, pero no fue hasta septiembre 2015 cuando se logró detectar; incluso lo comparan con el caso de una persona impedida del sentido del oído y de repente logra escuchar.

El evento de las ondas gravitacionales acarrea tres importantísimas consecuencias, todas positivas para el avance del conocimiento del cosmos: confirma la existencia, negado por  muchos científicos de alto nivel-de los agujeros negros (ondas negras).

Sobre los llamados agujeros negros se ha especulado mediáticamente;  al respecto el investigador Rago (2001) señala que “mucho menos conocido es que el concepto de agujero negro es netamente relativista. La relatividad contempla la posibilidad de que en una región del espacio tiempo la luz quede  presa de la curvatura  y nada, ni materia ni radiación pueda  salir de esa  región al exterior y eso es esencia un agujero negro”

De igual forma, otro  corolario no menos importante, es que invita a cambiar los enfoques existentes y concebir nuevos replanteamientos de la investigación científica, revisar libros de ciencia; avizora cambios de paradigma, lograr avances más rápidos  para la ciencia, despejar incógnitas; este magno evento debe  replantear la enseñanza de la ciencia en todos los niveles educativos, superar  las tesis positivistas de la enseñanza de la ciencia, aminorar el pensamiento simple y determinista, estimular , florecer y apuntalar el pensamiento complejo; no todo está escrito.

Al respecto, las teorías de Pregogine, fundamentadas en la Termodinámica no lineal de procesos irreversibles, nos abren las puertas a un universo abierto que no está absolutamente determinado, en donde el azar y la necesidad se conjugan para darnos estabilidad pero también creatividad. (…..) “en este universo reencantado se abren nuevas posibilidades de encuentro entre ciencias y las humanidades, y el hombre deja de ser un espectador pasivo de las leyes eternas e inmortales y del destino que está escrito en ellas” (Najmanovich).

El origen del universo y la creación se reconvierten con la detección de las ondas gravitacionales.

Un agujero negro, es el nombre que recibe las estrellas que agotan su combustible termonuclear y hace que por efecto de la gravedad  colapse lo que en su momento fue una  estrella.

Hace cien años, una mente admirable y profética (a pesar de la ciencia), predijo, pudiéndose decir que gráficamente, sólo con  tiza y  una pizarra, la existencia de las ondas gravitacionales.

Hay para  el pensar y el hacer un camino abierto con permanente sorpresas y múltiples y variadas posibilidades  de tal manera que “un mundo imprevisible totalmente sería inhabitable para ser viviente y un mundo totalmente estable sería insoportable para ser consciente”.

Referencias:

Acevedo, J. La sociedad como proyecto. Editorial universitaria. Colección el saber y la cultura. Chile.

Amos, J. Ondas gravitacionales, BBC, 12-02-2016.

Guzmán, R. El ocaso de la objetividad en la  investigación científica.

Hempel, C. (1977). Filosofía de la ciencia natural. Alianza editorial. Madrid.

Hossenfelder, S. Los experimentos mentales de Einstein, en Investigación y Ciencia, nov 2015 n° 470.

Knopoff, P et al. Astronomía para la emancipación, en Revista de la enseñanza de la física, vol. 27, n° extra, nov 2015

Montoro, A. (1980). Física para la creatividad.

Najmanovich, D. La metamorfosis de la ciencia.

Rago. H. (2001). Hablando de Relatividad. Ediciones CELCIEC. 1era Escuela venezolana para la enseñanza de la física.

Rincón, A. Evolución del pensamiento científico del siglo XIII al XXI. Revista Acta.

 

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