En España, las reformas de
los planes de estudio se realizan a coste cero. Sin dinero para nuevos
laboratorios, ni para nuevos equipos, ni mucho menos para contratar a nuevos
profesores. Robert Bacher, director del Departamento de Física del Caltech, logró
una subvención de la Fundación Ford por más de un millón de dólares para
costear una reforma del plan de estudios de Física. Fondos para nuevos equipos
de laboratorio, diseñar nuevos contenidos teóricos y contratar profesorado
temporal que supliera en otras tareas académicas a los profesores dedicados a
tiempo completo a la reforma: Robert Leighton, Víctor Neher y Matthew Sands.
Más de diez millones de dólares al cambio actual para financiar, “en esencia,
un experimento”, como lo calificó Richard Feynman, quien a la postre la lideró.
Una reforma que culminó con la publicación de los tres volúmenes de las Feynman
Lectures on Physics.
El promotor de la idea, Sands, se inspiró en la reforma de los contenidos
de Física en la educación secundaria de Estados Unidos liderada por Jerrold
Zacharias, el proyecto PSSC (Physical Sciences Study Comittee). En 1960
la física moderna estaba ausente en los estudios de Física de los estudiantes
de grado del Caltech. Solo los que llegaban al postgrado recibían un curso
introductorio de mecánica cuántica impartido por Feynman, un curso de
electrodinámica y teoría del electrón por Sands, y un curso de métodos
matemáticos por Robert Walker. Sands, nos lo cuenta en el cuarto volumen de la
serie, Tips on Physics. A problem-solving supplement to the Feynman Lectures on Physics, publicado en 2013, y en su artículo
“Capturing the Wisdom of Feynman,” Physics Today 58: 49-55 (2005).
La asignatura de Física en primer curso del grado en el Caltech era
demencial. Como metodología académica se usaba la clase invertida, basada en el
libro de texto Mechanics, Molecular Physics, Heat, and Sound, de Robert
Millikan, Duane Roller y Earnest Watson. Un libro de 1937 que se abría con el
grabado Melancolía de Alberto Durero. No había clases teóricas presenciales.
Los estudiantes solo recibían dos sesiones semanales de resolución de
problemas. Gracias a ellas aprendían a resolver los problemas del listado
recopilado por Foster Strong.
Hacer de la necesidad una virtud.
La reforma del plan de
estudios soñada por Sands parecía un camino de rosas plagado de espinas. Bacher
había nombrado a Leighton como líder del comité de reforma. Una decisión que
molestó mucho a Sands. Neher se echó a un lado; se encargaría él solo de diseñar
las prácticas de laboratorio. Mientras, Sands y Leighton se centrarían en las
clases teóricas. Pero Leighton quería seguir su propio libro Principles of
Modern Physics (1959), cuando Sands prefería una reforma más radical. Tras
muchos meses de tensiones, Sands y Leighton no se ponían de acuerdo. En lugar
de un debate constructivo, sus reuniones eran una discusión acalorada próxima a
un combate dialéctico. Cada uno tenía sus propias ideas. Faltaban seis meses
para el inicio del nuevo curso y la reforma peligraba.
Sands se sacó un as de la manga, que Feynman impartiera las clases del
primer año. Amigos desde 1944 —se conocieron en el Proyecto Manhattan— Sands
cenaba en casa de Feynman todas las semanas. Le usaba como hombro en el que
desahogar sus penas con Leighton. Sabía que Feynman tenía ideas similares a las
suyas sobre una reforma radical del plan de estudios. Sin embargo, Feynman
nunca había impartido clases a estudiantes de grado. Convencerle de que
impartiera las clases de Física para estudiantes del primer año no sería nada
fácil. Pero si convencía a la gran estrella de la Física del Caltech, ni
Leighton, ni Bacher podrían oponerse a su reforma. Pero Feynman le preguntó: ¿Conoces algún gran
físico que haya impartido clases a estudiantes de primer curso? Sands contestó que no le constaba. Yo seré el primero.
Lo haré.
Feynman nunca fue de medias tintas. Abandonó todas sus otras tareas
académicas y se concentró en desarrollar el guion de sus clases durante el
primer año. Además, se comprometió a liderar la parte teórica de toda la
reforma del plan de estudios, los dos cursos de introducción a la física
moderna. Para los años siguientes, Sands y Leighton se comprometían a preparar
apuntes para los estudiantes y los ejercicios de clase, mientras que Neher se
encargaría de las prácticas de laboratorio.
El curso se inició en septiembre de 1961. El plan semanal era el
tradicional para una clase de unos 180 estudiantes. Dos horas de clases
teóricas impartidas por Feynman. Una hora de clases de problemas liderada por
profesores ayudantes. Tres horas de laboratorio dirigidas por Neher. Y una
serie de clases de tutoría para grupos reducidos (entre 15 y 20 estudiantes) en
los que otros profesores ayudaban a los estudiantes a resolver los ejercicios y
los problemas propuestos. En las pocas clases de Feynman que requerían alguna
demostración experimental, un técnico de laboratorio, Tom Harvey, le ayudaba a
prepararlas.
Un espectáculo teatral.
Las clases magistrales de
Feynman eran puro teatro. Los estudiantes sabían que las primeras clases de
grado de un gran físico en el Caltech pasarían a la historia. Ellos serían la
promoción de los privilegiados que todas las demás envidiarían. Estas clases
les marcarían de por vida. Feynman les fascinaba y su teatralidad les inhibía a
hacer preguntas durante la lección. Solo unos pocos se atrevían a ello al
finalizar. Justo antes de la hora del almuerzo, durante el que Feynman, Sands,
Gerry Neugebauer y, en ocasiones, otros profesores ayudantes decidían qué
ejercicios proponer a los estudiantes. Neugebauer era el responsable de
recopilarlos y preparar los enunciados de los listados de problemas semanales.
Los estudiantes tenían que tomar notas, pues carecían de un libro de
texto que seguir. Por ello, el objetivo de Leighton y Sands era preparar
apuntes sobre la marcha para los estudiantes y para los profesores que
impartieran cursos sucesivos. Para ello, el audio de todas las clases fue
grabado con un micrófono (que colgaba del cuello de Feynman) y las pizarras de
tiza fueron fotografiadas de forma periódica; de todo ello se encargaba Harvey,
el técnico. Su voz ha pasado a la historia porque todos los audios se inician
con su repetición de la fecha de la grabación varias veces. Los 118 audios se
pueden disfrutar en la Feynman Lectures Playlist (https://t.ly/ga7aZ); los 52 del primer curso entre el 26 de septiembre de 1961 y el 1 de
junio de 1962, los 54 del segundo curso entre el 27 de septiembre de 1962 y el
27 de mayo de 1963, y un añadido de 9 clases sobre mecánica cuántica entre el 7
de mayo de 1964 y el 4 de junio de 1964. También se puede disfrutar de todas
las fotos que tomó Harvey de las pizarras en The Feynman Lectures Photos
(https://t.ly/gvgMt).
Fig. 1 Fotografía del 28 de octubre de 1961, primer año, lección 10, sobre la conservación
del momento lineal (fotografía de Tom Harvey, con uno de los experimentos que
presentó Feynman en sus charlas y que preparó Harvey).
Feynman impartía sus clases magistrales con el estilo habitual para que
los estudiantes tomasen apuntes: repetía varias veces lo que decía, aunque sin
usar las mismas palabras. Julie Cursio fue la secretaría responsable de
mecanografiar las transcripciones de los audios semanales para la preparación
de los apuntes. Para mejorar su legibilidad había que editarlas eliminando las
repeticiones, corrigiendo errores tipográficos y logrando un lenguaje fluido;
además, había que incorporar las fórmulas matemáticas y las figuras de las
pizarras fotografiadas. Un arduo trabajo que Leighton asumió solo, al
principio, pero que pronto le superó; por ello tuvo que recurrir a la ayuda de
otros profesores. Los apuntes mecanografiados se pueden disfrutar en The
Feynman Lectures Original Course Handouts (https://t.ly/CvEKd). Y las notas manuscritas por Feynman a modo de guion para las clases
están disponibles en Feynman's Lecture Notes (https://t.ly/29nRe).
Un libro para la posteridad.
En la primavera de 1963,
en mitad del primer curso, Leighton y Sands decidieron convertir los apuntes
mecanografiados en un libro de texto. Parecía una labor sencilla y sabían que
había varias editoriales interesadas. Addison-Wesley Publishing Co. ofreció la
propuesta más atractiva, editarían el libro con la máxima urgencia. El volumen
del primer curso estaría disponible para septiembre de 1963, cuando le tocaba a
Leighton impartir las clases, mientras Feynman impartía el segundo curso.
Además, se comprometía a que el precio del libro fuera muy asequible. Hoy en
día se pueden descargar de forma gratuita en The Feynman Lectures on Physics
(https://t.ly/Q8_HM).
La idea original era que el libro se titulara Physics, o Physics
One, siendo los coautores Feynman, Leighton y Sands (por cierto, así se
titula la edición en español, Física, de Addison-Wesley). Feynman no
estaba de acuerdo, ni con el título, ni con la coautoría. ¿Por qué vais a ser
coautores? Vuestra labor se ha limitado a transcribir mis palabras. Sands le dijo que sin su labor y la de
Leighton nunca se habría escrito el libro. Unos días más tarde, tras el enfado
inicial, gracias a la amistad, se llegó a un acuerdo, el título sería The
Feynman Lectures on Physics, siendo los coautores Feynman, Leighton y
Sands, en orden alfabético. Un título que contuvo el ego del genio.
Fig. 2 Fotografía del 14 de febrero de 1963, lección S31 (31 del segundo año) sobre tensores (la fotografía es del técnico Tom Harvey).
El curso del segundo año se dedicaba al electromagnetismo y a la mecánica
cuántica. Por ello se decidió publicarlo en sendos volúmenes. La edición del
primero, sobre electricidad y magnetismo, finalizó en marzo de 1964. Pero para
completar el segundo, Feynman decidió que había que revisar la estructura
original de las clases; además, impartió 9 clases adicionales entre mayo y
junio de 1964 sobre física cuántica. Sands nos cuenta que este tercer volumen
es el más alejado de las clases originales que impartió Feynman en 1963, aunque
mantiene su espíritu. Feynman, junto con Sands, fue el responsable principal de
la revisión completa de los apuntes para dicho volumen.
En esencia, un experimento… fracasado.
Todo el que se acerca por
primera vez el primer volumen de las Feynman Lectures on Physics se
sorprende con el final del prefacio de Feynman: Hasta qué punto este
experimento ha tenido éxito. Mi punto de vista —que no comparten la mayoría de
los que trabajaron con los estudiantes— es pesimista. No creo haber obtenido
gran éxito en lo que respecta a ellos. Según Sands, la causa de este pesimismo es que le
comentó a Feynman, antes de que le dictara el prefacio, que la nota media de
los estudiantes en los exámenes del primer año fue de un 65 % (menos de un
notable). Feynman replicó: Oh, eso es terrible; deberían haberlo hecho mejor.
He fracasado. Sands trató de convencerle de que la causa
era la dificultad de los problemas y no la de las clases magistrales recibidas.
Pero Feynman no se dejó convencer y lo reflejó en el prefacio.
Sands cree que el experimento fue todo un éxito. Su contacto directo con
los estudiantes del grupo de tutorías de resolución de problemas que le tocó le
permitió sondear el impacto de las clases de Feynman de primera mano. La
mayoría de los estudiantes se sentían privilegiados y estaban entusiasmados.
Décadas más tarde, todas las entrevistas a dichos estudiantes indican que la
gran mayoría quedó muy satisfecha, incluso los que no acabaron estudiando el
grado de Física. Entre estos últimos todo son elogios.
Las Feynman Lectures on Physics son uno de los grandes legados de
Feynman. Su impacto durante décadas en los profesores de física ha sido
incuestionable. No son un buen libro de texto para un curso introductorio; sin
embargo, ofrecen muchos enfoques asombrosos que pueden ser incorporados a
cursos basados en otros libros de texto más convencionales. Sin lugar a dudas,
varias generaciones de profesores de física han impartido mucho mejor sus
clases tras haber buceado en la mente del genio gracias a sus lecciones. En
esencia, el experimento más exitoso de Feynman.
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