26 de septiembre de 2007

Descubrimientos que transformaron al Mundo


Cuando se trata de llevar el saber de la ciencia al ciudadano común, parece inevitable el recurrir a fórmulas y ecuaciones. Para muchos divulgadores, esto tiene sentido ya que las matemáticas constituyen el lenguaje de la naturaleza.

Por Hugo Jara Goldenberg


Existe consenso en que la adecuada transmisión del conocimiento científico es una condición necesaria para que las personas puedan acceder a todas las oportunidades que ofrece la sociedad tecnificada y globalizada del siglo XXI. Pero cómo se puede lograr esa anhelada comunicación sin recurrir a las matemáticas, considerando que una parte importante de la población no posee la formación necesaria para entenderla, incluso en su nivel más básico.

Muchos connotados científicos, concientes de esta realidad, se han embarcado en la empresa de contar en palabras simples lo complejo, optando por no incluir ninguna ecuación en sus libros. Pero como en la vida nada es gratis, el simplificar o explicar un concepto de un modo alternativo, tiene un costo y en el caso de la divulgación científica ese costo significa perderse la “obra” en el idioma original.

Este preámbulo se relaciona con el libro “Cinco ecuaciones que cambiaron al mundo; el poder y belleza de las matemáticas” (Editorial Debate) de Michael Guillen, un científico y divulgador, que fue por muchos años el editor del programa “Good Morning America”, de la cadena de televisión ABC.

En la introducción del libro se explica la importancia que tienen las matemáticas en el andamiaje de la ciencia, y en particular el rol que cumplen las ecuaciones, de las cuales se dice: “son como la poesía: establecen verdades con una precisión única, comportan grandes volúmenes de información en términos más bien breves y, por lo general son difíciles de comprender para el no iniciado”. Además, con respecto a ellas se señala que “…es imposible comprender el auténtico significado de una ecuación, o apreciar su belleza, a menos que sea en el lenguaje deliciosamente caprichoso en el cual se escribió”.

La propuesta del autor es guiar a los lectores para que puedan comprender por sí mismos el significado de cinco de los logros científicos más importantes de la historia de la humanidad. Los cuales desembocaron en inventos y descubrimientos relevantes como: la utilización de la energía eléctrica, el desarrollo de la aviación, los vuelos interplanetarios, la energía nuclear e incluso una propuesta para comprender la muerte.

La estrategia del autor es introducir al lector en el conocimiento profundo del significado de cada ecuación. Para ello presenta cada fórmula como una historia, la cual se estructura en cinco partes: En el prólogo se relata algún incidente llamativo en la vida del científico que la descubrió, lo que nos va a permitir conocerlo en aspectos íntimos y humanos. A continuación vienen tres actos: veni, vidi, vici (palabras atribuidas a Julio César: vine, ví y vencí). En veni se explica cómo el científico se introduce en el tema de estudio. En vici se muestra cómo es que el asunto era tan misterioso y escurridizo en su tiempo y en vici se aclara cómo se llegó a resolver el problema en forma de una ecuación matemática. Finalmente, en el epílogo se describe cómo la aplicación práctica de esa ecuación transformó a la humanidad, a través de inventos o nuevas formas de ver al mundo.

Gravitación

El primer capítulo titulado “Manzanas y Naranjas: Isaac Newton y la Ley de Gravitación Universal”, nos permite acceder a antecedentes poco conocidos de la niñez de Newton y que, de alguna manera, explican su especial personalidad, caracterizada por el mal humor y la hosquedad. Este genio inglés incursionó, de manera brillante, en muchas áreas de la física y las matemáticas, pero su mayor logro fue entregar a la humanidad una comprensión renovada de la naturaleza, a través de la famosa ecuación gravitatoria:

F = G x M x m ÷ d 2

Aunque esta ecuación no dio origen a ningún invento, permitió una nueva visión de nuestro Sistema Solar y del Universo y posibilitó el desarrollo de la conquista del espacio, uno de cuyos hitos fue la llegada del ser humano a la Luna.

Sustentación aerodinámica

La siguiente historia titulada: “Entre una roca y una dura vida: Daniel Bernoulli y la Ley de la Presión Hidrodinámica” nos presenta a Daniel Bernoulli y su ley de la presión hidrodinámica. Aunque estudió medicina por imposición de su padre, su pasión eran las matemáticas y los fluidos. A los 23 años ya era un conocido científico y en 1725 fue invitado por la emperatriz Catalina I a ocupar el puesto de profesor en la Academia Imperial de las Ciencias de San Petersburgo en Rusia, cargo que sirvió durante ocho años. Su vida no fue fácil y tuvo desencuentros familiares serios con su padre, también matemático, que lo afectaron anímicamente. Después de estudiar en profundidad los fluidos, el aire, el agua y también la sangre, por su formación de médico, logró resumir su comportamiento en la ecuación:

P + p x ½ v2 = CONSTANTE

La ecuación hidrodinámica alcanzó su máxima aplicación en el siglo XX, con el desarrollo de la aviación. Es ella la que explica por qué un ala (cuerpo con superficie aerodinámica) al desplazarse con respecto al aire (un fluido) genera sustentación y permite el vuelo de un objeto más pesado que el aire. La tecnología desarrollada a partir de este descubrimiento permitió hacer realidad un sueño que, desde tiempos inmemoriales, había embriagado la imaginación de la humanidad: La conquista de los cielos.

Electromagnetismo

La tercera historia titulada "Cuestión de clase: Michael Faraday y la Ley de la Inducción Electromagnética" relata la historia de un joven pobre, hijo de un herrero, que a los 14 años, semianalfabeto, ingresa como aprendiz de encuadernador a una librería. “Nunca había entrado a una biblioteca, pero durante los siete años siguientes llegaría hasta él una completa biblioteca con libros de todo el mundo”. Ávido de conocimiento y con mucha perseverancia, el joven Faraday comenzó a leer y estudiar todos los libros que le correspondía encuadernar hasta llegar a transformarse, como era su más íntimo deseo, en un Filósofo de la Naturaleza. Sus estudios y experimentos permitieron develar los secretos de la electricidad y el magnetismo, al demostrar que eran dos aspectos de una misma fuerza. Su principal descubrimiento lo enunció en palabras, ya que no tenía gran dominio de las matemáticas: “Siempre que una fuerza magnética aumenta o disminuye produce electricidad; a mayor rapidez de aumento o disminución, mayor cantidad de electricidad produce”. Posteriormente James C. Maxwell plasmaría este descubrimiento en la famosa ecuación:

VXE = -∂B / ∂t

Los estudios y descubrimientos de Faraday permitieron que la humanidad dispusiera de una nueva forma de energía: La Electricidad, la cual reemplazó al vapor, en la vertiginosa carrera de nuestra civilización en pos del desarrollo y el progreso.

Entropía

El cuarto capítulo se titula "Una experiencia nada provechosa: Rudolf Clausius y la Segunda Ley de la Termodinámica" presenta a Rudolf Julius Emmanuel Clausius, en su tiempo el físico más respetado de toda Prusia, de carácter afable, padre cariñoso de seis hijos. Era un profesor al que se quería y respetaba por su inteligencia y sencillez. Estudiando el calor y las máquinas de vapor enunció la segunda ley de la termodinámica, la cual señala que en todos los fenómenos naturales, una fracción de la energía involucrada, en forma de calor, se torna inutilizable para nuevos procesos. A esta energía de desecho la denominó Entropía. Analizando diferentes tipos de mecanismos (desde molinos de viento hasta los seres vivos), descubrió que siempre los cambios positivos de entropía superan a los cambios negativos, lo cual reflejó en la ecuación:

D S universo > 0

Este descubrimiento tuvo profundas implicancias filosóficas ya que por primera vez la ciencia explicaba la causa objetiva, no sólo del envejecimiento y muerte del universo, sino también del fin de la vida biológica y la irreversibilidad de la flecha del tiempo.

Relatividad

Por último, "La curiosidad mató a la luz: Albert Einstein y la Teoría de la Relatividad Especial", nos remonta a marzo de 1879, cuando nace el primogénito de Hermann y Pauline Einstein. Cuando niño, se creyó que padecía de retardo mental, era lento para hablar, leer y aprender, pero llegó a ser el mayor genio científico de todos los tiempos. Su famosa Teoría de la Relatividad es muy conocida, ¿quién no la ha escuchado nombrar?, y muchos adolescentes garabatean la famosa fórmula E = m x c2 en sus cuadernos. La obra de Einstein no se limitó sólo a remecer los cimientos de la Física, sino que tuvo grandes implicancias en el terreno filosófico al dar un nuevo significado al espacio y tiempo newtonianos, y modificar para siempre los conceptos de causalidad, determinismo y realidad.

El objetivo del autor, de llevar el conocimiento científico al ciudadano común, se logra plenamente. Su libro, escrito en un lenguaje didáctico, efectivamente permite acceder, de manera simple y entretenida, a los secretos de la génesis de cinco de las ecuaciones más trascendentes de nuestra civilización. Pero la obra de Michael Guillen, además de contribuir, de manera brillante, a la tan anhelada democratización del saber, se transforma también en una interesante y documentada crónica del devenir científico, desde el siglo XVII hasta nuestros días.

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