Enlace al video en vivo: https://youtube.com/live/c3SsLr0qXrc
Introducción
El episodio 30 de Hablemos de Ciencia con Fefo fue un programa diferente. Lo titulamos simplemente “Haz tu pregunta” y la idea era precisamente esa: dejar que las preguntas de quienes nos escuchan marcaran el rumbo de la conversación.
Como suele ocurrir cuando uno empieza a hacer preguntas interesantes, terminamos hablando de cosas aparentemente muy distintas: educación, buenos y malos estudiantes, Rutherford y el núcleo atómico, el origen del Universo, la utilidad de la ciencia, el CERN, el cálculo, la gran unificación y hasta de si los físicos teóricos estamos simplemente robándole oxígeno a la humanidad.
Y, por supuesto, tuvimos problemas con los micrófonos. Porque la divulgación científica también tiene su parte experimental.
¿El alumno hace a la escuela?
Comenzamos retomando una pregunta que Sergio Ceballos había dejado pendiente de un programa anterior:
Se suele decir que el alumno hace a la escuela y no la escuela al alumno. Ante los preocupantes resultados de la educación en México, ¿hasta dónde puede llegar un alumno por su propio esfuerzo cuando el sistema educativo en el que está inmerso presenta serias deficiencias?
Lo primero que habría que decir es que frases como “el alumno hace a la escuela” pueden sonar muy bien, pero cuando uno las examina con cuidado empiezan los problemas.
¿Qué entendemos por alumno? ¿De qué nivel educativo estamos hablando? ¿Qué significa exactamente “escuela”?
No es lo mismo hablar de una niña de primaria que de un estudiante de doctorado.
En la educación básica resulta difícil sostener que un estudiante pueda hacerse responsable de su propia educación. Hay docentes, programas, infraestructura, directivos, familias y todo un sistema educativo que determina buena parte de las condiciones en las que ocurre el aprendizaje.
En la educación superior la situación cambia. Una de las metas de una buena formación universitaria debería ser precisamente que las personas desarrollen las herramientas necesarias para aprender por sí mismas. El estudiante debe convertirse progresivamente en participante activo de su propia formación.
Pero incluso entonces no está solo.
Tiene detrás una formación previa, profesores, compañeros, bibliotecas, laboratorios, instituciones y una estructura académica que puede facilitar enormemente su desarrollo… o dificultarlo.
Sí existen estudiantes que, a pesar de las deficiencias del sistema, logran resultados extraordinarios gracias a una combinación de capacidad, curiosidad, esfuerzo y circunstancias favorables. Pero sería un grave error utilizar esos casos para justificar las deficiencias del sistema.
La conclusión debería ser exactamente la contraria:
si una persona logró desarrollarse extraordinariamente a pesar de nosotros, imaginemos lo que habría podido hacer si nosotros hubiéramos hecho bien nuestro trabajo.
El éxito excepcional de algunos estudiantes no demuestra que una mala escuela sea suficiente.
Entonces, ¿quién hace a la escuela?
Durante la conversación llegamos a darle la vuelta a la frase original.
Los estudiantes son fundamentales, desde luego, pero su paso por una institución es temporal. Una persona permanece tres años en una preparatoria, cuatro o cinco en una licenciatura y después continúa su camino.
Los docentes, en cambio, pueden permanecer treinta o cuarenta años en una institución. Reciben generación tras generación. Construyen hábitos, tradiciones, expectativas y maneras de entender la enseñanza. Y entre ellos están también quienes eventualmente se convierten en directivos y toman decisiones sobre el rumbo de la institución.
Por eso propusimos una versión diferente:
Un buen estudiante no hace buena a una escuela y un mal estudiante no hace mala a una escuela. Buenos docentes hacen una buena escuela; malos docentes hacen una mala escuela.
Naturalmente, la realidad es mucho más compleja. Familias, autoridades, infraestructura, condiciones económicas y políticas públicas también importan. Pero si queremos identificar a quienes tienen una presencia continua y una influencia directa sobre generaciones completas de estudiantes, la figura docente ocupa un lugar central.
El peligro de educar esperando al próximo genio
En los comentarios surgió una provocación: quizá necesitamos simplemente una población mayor para que, estadísticamente, aparezcan más personajes excepcionales como Srinivasa Ramanujan, C. V. Raman o Subrahmanyan Chandrasekhar.
Pero apostar al genio excepcional no es una política educativa.
Personas extraordinariamente capaces aparecen en todas las sociedades. Lo importante es qué hace una sociedad con ellas y, todavía más importante, qué hace con todas las demás.
Un sistema educativo no debería juzgarse por su capacidad para producir ocasionalmente una figura excepcional que consigue triunfar a pesar del sistema. Debería juzgarse por las oportunidades que ofrece a millones de personas normales para desarrollar al máximo sus capacidades.
En la conversación recordamos también a Abdus Salam, extraordinario físico pakistaní y premio Nobel. Su historia muestra justamente el problema de concentrarnos únicamente en el personaje excepcional. Podemos celebrar al genio que consiguió superar enormes obstáculos, pero la pregunta socialmente importante es otra:
¿cuántas personas igualmente capaces nunca tuvieron la oportunidad de hacerlo?
¿Por qué queremos saber cómo comenzó el Universo?
Después cambiamos radicalmente de tema.
Genoveva Amador Fierro preguntó:
¿Por qué las personas de ciencia se empeñan en querer conocer qué exactamente pasó y cómo sucedió el origen del Universo? ¿Por qué no enfocarse en entender el estado actual?
Una primera respuesta consiste en cuestionar una premisa de la propia pregunta: no todas las personas que hacen ciencia investigan el origen del Universo. De hecho, es una fracción muy pequeña de la comunidad científica. Son principalmente cosmólogos y físicos teóricos especializados quienes trabajan profesionalmente en estos problemas.
Pero queda la pregunta más interesante:
¿para qué queremos saberlo?
Una manera de verlo es pensar en algo mucho más cotidiano. Si queremos conocer realmente a una persona, nos interesa su historia. Queremos saber de dónde viene, cómo fue su infancia y qué acontecimientos contribuyeron a convertirla en quien es.
No siempre necesitamos remontarnos hasta el principio absoluto. Para conocer a una persona no necesitamos entender el origen de la vida en la Tierra. De la misma manera, para resolver muchos problemas actuales del Universo no necesitamos conocer qué ocurrió en sus primeros instantes.
Pero algunas preguntas sobre el presente inevitablemente nos llevan hacia el pasado.
Y existe además una razón mucho más elemental: somos curiosos.
Queremos saber dónde estamos, de dónde venimos y cómo funciona aquello que nos rodea. La ciencia convierte una parte de esa curiosidad en preguntas que pueden confrontarse con observaciones, experimentos y razonamiento matemático.
¿Y para qué sirve?
Aquí apareció una de las preguntas más importantes del episodio, aunque quizá nunca se formuló exactamente con esas palabras:
¿todo conocimiento debe servir para algo?
Es muy común exigir a la investigación científica una utilidad inmediata. ¿Por qué gastar dinero, tiempo y esfuerzo investigando el Universo temprano, partículas elementales o problemas matemáticos abstractos cuando existen problemas urgentes que resolver?
Una respuesta habitual consiste en recordar que muchas investigaciones aparentemente inútiles terminaron produciendo tecnologías extraordinariamente útiles.
El ejemplo que apareció en la conversación fue el CERN. La World Wide Web surgió allí como respuesta a la necesidad de compartir información entre científicos. No se construyó el CERN para inventar la Web. Fue una consecuencia inesperada de resolver otros problemas.
La historia de la ciencia está llena de situaciones semejantes.
Pero hay que tener cuidado, porque incluso esta defensa puede caer en la misma trampa: justificar la ciencia básica diciendo que algún día será útil.
¿Y si nunca lo es?
Ciencia, poesía y la necesidad de conocer
Quizá no todo conocimiento necesita justificar su existencia mediante una aplicación tecnológica.
Durante el programa propusimos una comparación con la poesía.
La ciencia y el arte son actividades profundamente diferentes. Sus métodos, objetivos y criterios para decidir qué constituye una buena respuesta no son los mismos. Pero ambas nacen de características profundamente humanas.
Queremos entender.
Queremos crear.
Queremos saber qué hay detrás de lo que vemos.
Queremos encontrar patrones.
Queremos hacernos preguntas.
Una sociedad que únicamente financia aquello cuya rentabilidad puede calcularse por adelantado corre el riesgo de empobrecer no solamente su ciencia, sino también su cultura.
Un resultado científico puede tener valor cultural sin tener valor comercial inmediato.
Y eso también importa.
De Maxwell a la gran unificación
La última gran pregunta vino de Cintia Viridiana Valdés, quien recordó una charla que impartí hace algunos años sobre un trabajo de investigación en teorías de gran unificación y preguntó qué había ocurrido con aquella propuesta.
Para explicarlo brevemente tuvimos que regresar a una de las ideas más hermosas de la física: la unificación.
Hace dos siglos, electricidad y magnetismo parecían fenómenos diferentes. El trabajo que culminó con las ecuaciones de Maxwell mostró que eran manifestaciones de una misma interacción: el electromagnetismo.
Durante el siglo XX descubrimos otras dos interacciones fundamentales: la interacción nuclear fuerte y la interacción nuclear débil.
Hoy el Modelo Estándar describe dentro del marco de la teoría cuántica de campos tres de las interacciones fundamentales conocidas:
- electromagnética,
- débil,
- fuerte.
La gravedad permanece fuera de esa descripción.
Además, electromagnetismo e interacción débil están íntimamente relacionados en lo que llamamos la teoría electrodébil.
Esto sugiere una pregunta irresistible: ¿podrían la interacción fuerte y la electrodébil ser también manifestaciones de una única interacción a energías mucho mayores?
Esa es, esquemáticamente, la idea detrás de las teorías de gran unificación.
Durante la pandemia trabajamos durante cerca de dos años con varios colegas en una pregunta técnica relacionada con una manera particular de realizar esa unificación. Encontramos que, bajo ciertas suposiciones, era posible construir matemáticamente el escenario que estábamos buscando. Después estudiamos si podía ser consistente con lo que ya sabemos experimentalmente y si podía producir consecuencias potencialmente observables.
¿Y qué pasó con la teoría?
Nada misterioso.
Ahí está.
El trabajo respondió la pregunta que nos habíamos planteado. Algunas de sus posibles consecuencias requerirán tiempo —y nuevos datos— para saber si tienen algo que ver con la naturaleza. Así funciona buena parte de la investigación teórica: hacemos una pregunta, construimos una hipótesis, exploramos sus consecuencias y dejamos que eventualmente la evidencia decida cuánto de aquello sobrevive.
Lo inútil que termina siendo indispensable
Hacia el final del programa apareció un comentario que resumió muy bien buena parte de la conversación:
Si solo financiáramos investigaciones que resuelven problemas inmediatos, probablemente nunca habríamos desarrollado buena parte de la tecnología con la que hoy resolvemos esos problemas.
Y podríamos ir todavía más lejos.
Buena parte de las matemáticas sobre las que descansa nuestra civilización tecnológica no nació para construir teléfonos celulares, computadoras, satélites o redes de comunicación.
Newton desarrolló el cálculo, entre otras cosas, para describir el movimiento. Leibniz llegó a él desde preocupaciones profundamente matemáticas. Ninguno estaba pensando en computadoras, GPS o telecomunicaciones.
No podían hacerlo.
Las aplicaciones todavía no existían.
Por eso existe algo paradójico en exigir que la investigación del presente nos diga exactamente cuáles serán sus aplicaciones futuras.
Si pudiéramos saber de antemano todo lo que vamos a descubrir, ya lo habríamos descubierto.
Necesitamos investigación orientada a problemas concretos. Necesitamos ingeniería, medicina, tecnología y soluciones para las necesidades inmediatas de nuestras sociedades.
Pero también necesitamos personas preguntándose cosas que, hoy, parecen no servir para nada.
Ambas actividades son necesarias.
Ninguna debería existir a costa de eliminar a la otra.
Preguntar también es parte de la ciencia
Quizá esa fue la conexión inesperada entre las distintas conversaciones de este episodio.
Una buena educación debería enseñarnos a hacer preguntas.
La investigación científica comienza haciendo preguntas.
Y una sociedad intelectualmente sana debería permitir que algunas de esas preguntas se hagan incluso cuando todavía no sabemos para qué servirán sus respuestas.
Algunas producirán tecnologías.
Otras cambiarán nuestra manera de entender la naturaleza.
Muchas conducirán a callejones sin salida.
Y unas cuantas quizá nos obliguen a formular preguntas completamente nuevas.
Por eso llamamos a este episodio simplemente “Haz tu pregunta”.
Porque antes de encontrar una buena respuesta hay algo todavía más importante:
atreverse a preguntar.
Escrito por fefino 
producidos en decaimientos del bosón de Higgs.
, el LHC, la mecánica cuántica y uno de sus fenómenos más sorprendentes: el entrelazamiento. Pero durante el programa quisimos plantear una pregunta un poco más incómoda:
?
debe estar fuera de su capa de masa —lo que usualmente llamamos un 
virtual— porque la masa del Higgs no es suficiente para producir dos bosones 
reales.
, a su vez, decaen rápidamente. En el canal de interés podemos terminar observando cuatro leptones:
. Lo que observamos son sus productos de decaimiento y, a partir de sus energías, momentos y distribuciones angulares, reconstruimos lo que ocurrió.
tiene espín uno. Por ello, cuando el Higgs decae en dos 
, existen diferentes configuraciones posibles para sus estados de polarización.
desaparecen prácticamente de inmediato. No podemos colocar un aparato frente a cada 
y medir directamente su espín. Tenemos que reconstruir la información a partir de las distribuciones angulares de sus productos de decaimiento.
, necesitamos una especie de diccionario teórico:
esas correcciones pueden afectar de manera importante la correspondencia utilizada para interpretar las distribuciones angulares en términos de entrelazamiento.
?
