martes, 27 de febrero de 2024

Richard Feynman: inspiración para la investigación y la enseñanza - Alberto Casas

Capítulo 06

Richard Feynman: inspiración para la investigación y la enseñanza.
(Por Alberto Casas)






Richard Feynman no es solo uno de los físicos más brillantes del siglo XX, sino una de las figuras más inspiradoras para la investigación y la enseñanza de la ciencia.

Como científico, Feynman realizó varias contribuciones extraordinarias y de carácter muy diferente, algo al alcance de muy pocos. Podemos decir que, en un siglo repleto de genios asombrosos, Richard Feynman estaría en el segundo puesto de los mejores físicos del siglo... empatado con otros cinco o diez (el primer puesto no hace falta decir para quién es).

Como estoy seguro de que las contribuciones científicas de Feynman ya están siendo comentadas en otras entradas de este libro, me voy a centrar en la inspiración que podemos obtener de él para la práctica investigadora y, en especial, para la enseñanza de la ciencia.

 

Inspiración para la investigación.

En cuanto a la investigación, creo que Richard Feynman transmite como pocos la curiosidad permanente e irreverente de un niño pequeño, aliada con una inteligencia suprema. No podemos imitar su inteligencia, pero sí podemos inspirarnos en su actitud para no dejar que nuestra curiosidad se marchite en la actividad rutinaria o en nuestra "zona de confort" intelectual. Naturalmente, esto hay que matizarlo con una dosis de realismo. Aunque no tuve la fortuna de conocer a Richard Feynman, mi maestro y colaborador, el profesor de la Universidad de Oxford Graham Ross (fallecido en 2021), sí lo hizo; y relataba una divertida anécdota. En una ocasión se acercó a Feynman para exponerle una (¿brillante?) idea que había tenido. Y este le respondió: "Little steps for little feet" (pasos pequeños para pies pequeños). Un poco cruel, la verdad, pero realista. No podemos esperar que siguiendo "las 5 recetas de Feynman para convertirse en un genio" (o alguna majadería de ese tipo, de las que abundan por internet), vayamos a conseguirlo. La humildad es un ingrediente necesario en la práctica científica. Sin embargo, sí que podemos aprender de Richard Feynman a disfrutar con las maravillas de la naturaleza y a fascinarnos con los misterios que aún no comprendemos, los más profundos. Podemos inspirarnos con su ejemplo para pensar con mayor libertad, para mirar las cosas despojándonos de prejuicios. Y también para no tener miedo a hacer preguntas. A veces se cita incorrectamente la frase "Shut up and calculate!" (cállate y calcula) como si la hubiera dicho Feynman, cosa falsa y que contradice el espíritu crítico que siempre demostró. La realidad es que la frase la dijo David Mermin para sintetizar en cuatro palabras la interpretación ortodoxa de la física cuántica (interpretación de Copenhague). Precisamente Richard Feynman era consciente de las dificultades conceptuales de la interpretación de Copenhague, como discutió por ejemplo en un interesantísimo debate en la conferencia de Chapel Hill (1957). Por cierto, en esa misma conferencia lanzó este dardo a los físicos matemáticos: Don't be so rigorous or you will not succeed. (No seas tan riguroso o no tendrás éxito). El sentido de esta provocativa frase fue el siguiente: Naturalmente que has de ser riguroso en tus derivaciones, pero no debes olvidar que en física los "axiomas" (por ejemplo, los postulados de la física cuántica) no son verdades exactas o incuestionables, ya que se basan en hipótesis respaldadas por el experimento, y por tanto siempre sujetas a ser refutadas por un nuevo experimento. En consecuencia, hay que recordar que en ciencia nos movemos siempre en arenas movedizas, en contraste con una teoría matemática.

En resumen, es fácil, y muy saludable, dejarse fascinar por la contagiosa alegría y curiosidad de Feynman. Pero tampoco hay que engañarse: solo con fe y alegría no se llega muy lejos. Feynman era divertido, irreverente, curioso, preguntón... pero también riguroso, estudioso, autoexigente. Sin trabajo duro no se puede avanzar mucho. En este sentido nos dejó un valioso consejo: El primer principio es que no debes engañarte a ti mismo, y tú eres la persona más fácil de engañar.

 

Inspiración para la enseñanza.

La primera vez que cayó en mis manos un ejemplar de las "Lectures" de Feynman fue cuando estudiaba la carrera de físicas en Zaragoza, hace más de 40 años. Y, como a mucha gente (especialmente en aquella época, con tan poca información disponible) me produjo una fuerte impresión. De alguna forma lo que pensé fue: "¿Dónde está la trampa?" O sea, no podía ser que la física sea tan divertida de contar, incluso conceptos muy áridos, como el campo electromagnético...

De las Lectures de Feynman, así como de otros libros suyos y de sus clases grabadas, podemos sacar muchas enseñanzas positivas para la enseñanza de la ciencia. Y lo primero es que la educación puede ser divertida, aunque desde luego hay partes irremediablemente ásperas y trabajosas (también en las Lectures), y no hay más remedio que pasar por ellas, especialmente en el nivel universitario. Añadiría que, efectivamente, es muy sano y refrescante exponer los conceptos de forma desenfadada, sin pedantería, y recurriendo a analogías y ejemplos, para todo lo cual Richard Feynman es un ejemplo excepcional; pero para ser capaces de hacerlo sin desvirtuar el tema, hace falta un conocimiento profundo de lo que se quiere contar, mucho más profundo que el nivel de la propia explicación. Creo que esto es también aplicable a la divulgación científica, ahora que estamos en una época en la que abundan vídeos que explican en tres minutos la mecánica cuántica o la relatividad general. Por cierto, a los que quieran acercarse a estas Lectures y tengan alguna formación previa (un nivel de bachillerato más o menos) les recomendaría dos de ellas: Volumen II, cap. 42 ("Curved Space"), una maravillosa introducción a la teoría de la relatividad general; y Volumen I, cap. 37 ("Quantum behavior"), una brillante discusión del experimento de la doble rendija que nos sumerge en los fascinantes misterios y aparentes paradojas de la teoría cuántica.

 Fig. 1 Instante captado durante la Lecture 37 "Quantum behavior" (Abril 1962). https://www.feynmanlectures.caltech.edu/flpphotos.html#37


La inspiración de Feynman nos hace reflexionar sobre la enseñanza de la física (y la enseñanza en general) en la educación secundaria, ese momento crucial en el que se despiertan las vocaciones. Por supuesto, no soy pedagogo, aunque me encanta la enseñanza y la divulgación. Mi experiencia en este nivel proviene de tener un hijo y una hija que pasaron por esa etapa hace no mucho, además de contar con muchos familiares, amigos y amigas profesores de instituto, profesión que admiro. La verdad es que cuando veo los programas de estudio en el bachillerato no puedo por menos que preguntarme "¿quién hace esos programas?" Seguramente sería interesante una participación en ellos de diversos sectores de la sociedad, que incluyera, además de profesores (los que conocen el terreno de cerca y saben lo que se puede y no se puede hacer), a profesionales de la investigación, que pueden aportar perspectiva sobre la importancia de los conceptos y competencias que se quieren transmitir.

Dejadme ilustrar esto con un par de ejemplos.

Es bien sabido por todos que los átomos están constituidos por un núcleo atómico, hecho de protones y neutrones, y una corteza hecha de electrones. Un electrón es una partícula elemental muy ligera, 2000 veces más ligera que un protón. Sin embargo, su carga eléctrica es igual a la de este, solo que de signo contrario. El electrón tiene carga negativa y el protón positiva, pero ambas son idénticas, a pesar de ser partículas tan diferentes. La cuestión es: ¿Por qué son idénticas? La respuesta a esta pregunta es extremadamente simple y extremadamente interesante. La respuesta es "nadie lo sabe".

El ejemplo anterior ilustra que la ciencia es algo abierto y que hay misterios fascinantes que no han sido explicados. Fomentar este tipo de perspectiva en la educación secundaria puede ser muy valioso para estimular la curiosidad de los jóvenes por la naturaleza y despertar vocaciones científicas. Desgraciadamente, no parece que este sea el caso, ni siquiera (bastantes veces) en la enseñanza universitaria.

El segundo ejemplo es una anécdota sucedida a una joven estudiante de la E.S.O. conocida mía. La joven tenía que resolver un problema en el que debía calcular la distancia entre Madrid y Zaragoza a partir de ciertos datos. Cuando terminó el ejercicio, se mostró muy segura de que lo había resuelto correctamente. Y el resultado obtenido era que la distancia entre las dos ciudades era de 3 cm, en vez de los 300 km que realmente las separan. Seguramente la estudiante se había hecho un lío con los ceros y las comas; pero, más allá de eso, la anécdota ilustra un par de hechos interesantes. En primer lugar, la joven no había contextualizado los conceptos de matemáticas y física que había adquirido. No eran para ella una herramienta para describir y entender el mundo que la rodeaba. Sería muy aconsejable reforzar la conexión permanente de los contenidos de la enseñanza con el mundo real, gracias al uso abundante de ejemplos y problemas en distintos contextos.

Y, en segundo lugar, no tenía el hábito de estimar cuál iba a ser el resultado de un problema o una operación antes de resolverlos. Y ese hábito es extraordinariamente importante para aumentar la intuición científica y aprender de los errores. De hecho, los científicos solemos cometer muchos errores, pero también solemos ser buenos detectándolos. Permitir que los alumnos se equivoquen y que descubran, a partir de las equivocaciones, sus errores de concepto es una fuente valiosísima de formación, tanto en contenidos como en competencias.

Naturalmente, el tiempo es limitado. Si reforzamos ciertos contenidos y competencias, necesariamente otros contenidos deberían ser eliminados o mencionados de forma más superficial. Y aquí llegamos a mi última y humilde sugerencia. Esa reducción en los programas no tiene por qué ser mala, sino todo lo contrario. Me parece un hecho que los programas de estudio de la educación secundaria están muy sobrecargados (a veces de forma pavorosa). Reducirlos, centrándose en los conceptos esenciales, dejando tiempo para que estos reposen y se fortalezcan, y poder profundizar en su significado, mejoraría la calidad de los planes de estudio. Richard Feynman ilustró de forma maravillosa que es mejor aprender a pensar que coleccionar datos y nombres. Como dejó dicho: Aprendí muy pronto la diferencia entre saber el nombre de algo y saber algo.


 


Alberto Casas.
Doctor en Ciencias Físicas.
Profesor de Investigación.
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
Instituto de Física Teórica (IFT).


Créditos Música:
510 3.47
Emotionalism (no drums) by Alexander Nakarada (www.creatorchords.com)
Creative Commons / Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/


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