Instituto Heisenberg

enero 26, 2017

 

Hace catorce años, en algunas líneas telefónicas entre Boston y Princeton, nació el Instituto Heisenberg. Ricardo Sáenz Casas y un servidor ideábamos su creación y funcionamiento para instalarlo formalmente en Colima. La cosa era que estábamos por venir a trabajar a la Universidad de Colima en los recién creados programas de las licenciaturas en física y matemáticas, programas que por cierto fueron creados mediante una triangulación Colima – Boston – Princeton, y discutíamos qué hacer para dar a conocer a los jóvenes colimenses no solo las nuevas carreras, sino también lo que significaban. No eran carreras tradicionales ni comunes, eran más bien formas de vida y era importante explicarlo y motivarlo. Los programas fueron diseñados con un objetivo muy claro y preciso: formar y preparar a los estudiantes con los requisitos necesarios para poder, inmediatamente después de terminar su licenciatura, iniciar sus doctorados en alguna universidad del extranjero, con becas y sueldo pagados por esas universidades.

El problema: explicar y convencer a los jóvenes talentosos de que ellos, si lo desean, pueden ser científicos y contribuir al conocimiento humano. Convencerlos de que si se dedican por completo y se entregan totalmente al trabajo, es posible estudiar sus doctorados y formarse como científicos en las mejores universidades del mundo y además pagados por esas mismas universidades. Que no importa ni de dónde son, ni cuánto dinero tienen ni a quien conocen. Solo necesitan poner todo su esfuerzo y con eso existe la posibilidad de lograrlo. Que no será fácil, pero tampoco imposible.

El reto: que nos crean. Cómo convencer a una persona de 17 años (y peor, a sus padres) que quizá nunca ha pensado en salir de su ciudad para estudiar y mucho menos en dedicarse a la ciencia, algo que además ha estado siempre alejado de su entorno. Cómo hacerle para platicar con ellos y decirles que en 4 o 5 años podrían estar viviendo en Boston (por ejemplo) y estudiando en las mejores universidades del mundo, hablando inglés y además recibiendo un sueldo. Cómo hacerlo además sin sonar ridículo o exagerado.

La idea (modesta): Reclutar a un grupo de estudiantes de bachillerato y explicarles en qué consiste el quehacer científico. Reunirlos con personas que ya se dedican a la ciencia para que convivan con ellos y que puedan preguntarles cómo es su vida, su trabajo, su experiencia. Enseñarles también un poco de matemáticas y de física con una perspectiva moderna, atractiva y diferente a lo que han visto en sus escuelas. Mostrarles que la actividad científica está llena de pasión y experiencias únicas y que si tienen la vocación e interés, pueden tener una vida intensa y muy gratificante.

Pensamos por un momento qué nombre le daríamos al programa y decidimos nombrarlo Instituto Heisenberg como un modesto homenaje al físico alemán Werner Heisenberg. Lo escogimos por dos razones: la primera es que fue uno de los creadores de la mecánica cuántica, que ha revolucionado completamente la vida de todos los seres humanos, y la segunda es que lo hizo cuando tenía 20 años. Una de las ideas que deseábamos transmitir era la de que la ciencia puede ser hecha por cualquiera, en particular por los jóvenes. Además, para que Heisenberg no se lleve todo el crédito, cada generación del Instituto lleva asociada el nombre de un científico destacado, alternando física y matemáticas. Así, las diferentes generaciones han estado dedicadas a (comenzando en 2003): Werner Heisenberg, Henri Poincaré, Albert Einstein, David Hilbert, Ludwig Boltzmann, Leonhard Euler, Galileo Galilei, Bernhard Riemann, Enrico Fermi, Évariste Galois, Niels Bohr, Hermann Minkowski, Marie Curie y Emmy Noether.

El resultado: Después de 13 ediciones hemos aceptado alrededor de 360 estudiantes. De esos algunos decidieron dedicarse a la ciencia en las áreas de física y matemáticas aquí en Colima y ya se encuentran en este momento trabajando en sus doctorados en instituciones del extranjero. Nos creyeron, trabajaron, se esforzaron y están participando en el desarrollo de la ciencia.


Experimentos

enero 26, 2017

 

El problema que nos ocupa empezó con Galileo Galilei. Me atrevo a decir que todos hemos escuchado algo acerca de Galileo como que tuvo algo que ver con el desarrollo del telescopio, que la iglesia (católica) se lo quería escabechar y que luego lo perdonó (después de casi 400 años), que era muy sangrón y arrogante, que lanzaba objetos desde la torre inclinada de Pisa, que si sí, que si no. Todo eso puede ser interesante pero lo que nos interesa – y en lo que nos concentraremos – es en lo que representa su contribución más grande: nos enseñó el poder de la experimentación. Observar y registrar fenómenos naturales. Crear y reproducir, a través de experimentos cuidadosos, fenómenos naturales. Dicho así parece una simplonada, sin embargo representa la base sobre la cual se sustenta todo el aparato del conocimiento humano.

La razón es muy sencilla. Si alguien proclama entender algún fenómeno de la naturaleza, no bastará con un discurso. No. Ahora, gracias a la experimentación, tendrá que encontrar la manera de explicar de manera cuantitativa, verificable y precisa, los resultados obtenidos de manera experimental. Ejemplo: una observación cotidiana y sobre la cual casi nunca pensamos es el hecho de que nos caemos. Si brincamos regresamos al suelo. Si lanzamos una piedra hacia arriba ésta regresa. Al parecer “todo lo que sube baja”. No nos debe sorprender que podamos utilizar nuestra imaginación para diseñar toda una serie de ideas que “expliquen” el porqué de dicha realidad. Podemos incluso tener discusiones acaloradas sobre ellas y será difícil decidir cuál, si es que alguna, es una mejor descripción de lo que sucede. Habrá incluso – créanme – cerebros humanos que lleguen a decir que cualquier explicación es tan válida como cualquier otra (por lo general este tipo de patología cerebral está asociada a uno de dos tipos de problemas: una increíble incapacidad de aceptar evidencias y cambiar la forma de pensar y/o una cuantiosa pereza mental). Durante siglos, antes de Galileo, todo así era: ¡puro rollo!

Sin embargo podemos hacer lo siguiente: con una cinta de medir y un buen reloj (¡Galileo utilizaba péndulos!) medimos el tiempo que un cierto objeto tarda en caer desde una altura determinada (la cinta desde luego es para medir la altura). Luego lo hacemos para el doble de la altura. Luego para el triple y así sucesivamente. Repetimos el proceso pero con otro objeto y con otro y luego con otro. Registramos todos los datos que obtengamos. Ahora sí, si le pedimos a uno de los “sabios” que generó un esquema para explicar por qué las cosas caen que nos diga cuánto tiempo tardará en caer uno de esos objetos desde una de las alturas que registramos y nos lo dice acertadamente, podremos decir que ese esquema puede ser apropiado. Si lo dice para todas las alturas registradas pues aún mejor. Si luego puede decirlo para todos los objetos, pues nos sentiremos muy contentos. Si además nos dice algo sobre lo que no hemos experimentado, es decir, si además hace predicciones y luego las verificamos y sigue funcionando, entonces estaremos borrachos por la celebración.

Una vez recuperados de la cruda, mas no de la emoción, podremos preguntarnos si el esquema es “la verdad”. Bueno, la conclusión a la que podemos llegar es que ese esquema es el mejor hasta ese momento para describir ciertos fenómenos de la naturaleza (la caída de objetos en este ejemplo). Eso es todo. En la ciencia no hay verdades absolutas. Siempre se sigue buscando la manera de llevar al límite las explicaciones a través de experimentos cada vez más precisos (utilizando mejores relojes y cintas de medir, por ejemplo) y eso ha permitido ir mejorando las explicaciones. A este tipo de explicaciones, sustentadas en experimentos y con poder de predicción, les llamamos teorías físicas. Pero más importante: lo que sí podemos hacer con certeza es determinar qué ideas o esquemas están simplemente mal, equivocados, incorrectos. Gracias a este mecanismo podemos discernir entre una explicación que puede tener algo de validez y una que no sirve.