Y se hizo la luz

julio 28, 2016

 

La luz es una onda electromagnética. Las ondas electromagnéticas pueden tener muchos tamaños. Las hay enormes, con tamaños característicos – llamados “longitud de onda” – de metros o kilómetros o más, y las hay pequeñísimas (de millonésimas de millonésimas de metros). Las más pequeñas que podemos percibir con los ojos tienen una longitud de onda de 4000 Angstroms (un Angstrom es la diezmilmillonésima parte de un metro), mientras que las más grandes andan por los 7000. Podemos pensar en los diferentes tamaños en términos de los colores que vemos: las más pequeñas corresponden al violeta y las más grandes al rojo. Las ondas que caen dentro de ese rango constituyen lo que llamamos “luz visible.” A las más pequeñas les llamamos de manera general ondas o luz ultravioleta. A las más grandotas les llamamos ondas o luz infrarroja.

Los hornos de microondas, los celulares, las estaciones de radio y televisión, los satélites, el “WiFi,” las antenas de cualquier aparato, emiten y/o absorben ondas electromagnéticas. Dependiendo de su uso y descubrimiento, se les ha puesto diferentes nombres, pero todas son lo mismo: su única posible diferencia es el tamaño o longitud de onda.

La luz ha sido estudiada durante mucho tiempo y ello ha permitido aprender cosas muy interesantes sobre la naturaleza. Algo «evidente» es que los seres humanos descubrimos muchas cosas de nuestro entorno precisamente a través de la luz, a través de la vista. Tenemos dos «detectores» (ojos) que reciben luz de diferentes fuentes y que una computadora (cerebro) analiza para determinar ciertas propiedades de los objetos que emitieron o «rebotaron» esa luz. Así sabemos si viene un coche cuando estamos tratando de cruzar una avenida, podemos ver la comida que necesitamos para comer, e incluso podemos hacer cosas mucho más sofisticadas. Por ejemplo podemos ponernos de acuerdo entre varios seres humanos para que ciertos símbolos signifiquen algo, por ejemplo un abecedario y palabras en un cierto idioma. Luego alguien, con un material que absorba la luz que le cae y que no la re-emita (y que por lo tanto veamos de color negro) los prepara en cierto orden en un papel blanco (que rebota toda la luz que le llega) de tal modo que cuando la luz que llega al papel es absorbida en las regiones donde se plasmaron los simbolitos y reflejada en las otras partes del papel. Nuestros ojos reciben la luz de todo el papel, excepto la que absorbieron los simbolitos. Nuestro cerebro, inteligente (a veces más de lo que creemos), identifica esa «ausencia de luz» como una palabra. Eso es precisamente lo que está sucediendo en este momento en que usted, querida lectora, querido lector, está «no viendo» estas letritas impresas en el periódico.

«Vemos» entonces que la luz y su percepción pueden ayudarnos a conocer muchas cosas. Algunas muy cotidianas, otras un poco más sofisticadas. Dentro de las sofisticadas, con un impacto importante en el desarrollo de la humanidad, se encuentra la luz que emiten las estrellas. De alguna manera eso es lo que se hace en la astronomía: estudiar la luz que emiten las estrellas. Viendo esa luz (no solo la visible) podemos aprender sobre las estrellas y el universo. Es posible, por ejemplo, saber de qué están hechas. Determinar cuánto hidrógeno y/o helio tienen. Podemos determinar su edad, temperatura, su vida esperada. Estudiando la luz proveniente de las galaxias (que no es otra cosa mas que luz proveniente de las estrellas que las forman) podemos también determinar si se alejan o se acercan de nosotros. La luz proveniente de ellas nos da información sobre la evolución y desarrollo del universo. Gracias a esa luz, podemos tener una idea concreta, verificable, de cómo es el universo.

 


Impacto social

julio 12, 2016

Hay muchas razones por las que una persona decide dedicarse a la ciencia, a la investigación. Algunas lo deciden temprano en su camino de formación, otras lo deciden después ya en el ámbito laboral. Hay quienes llegan a la investigación de manera azarosa y hay quienes desde muy jóvenes tuvieron la oportunidad de conocer ese mundo y decidieron participar.

Curiosidad, entusiasmo, pasión por descubrir, casualidad, necesidad. Todas ellas posibles razones para acercarse a la ciencia. Sin embargo, una de las razones más importantes y trascendentes de por qué muchos se han dedicado a la ciencia, es la de querer ayudar a tener una mejor sociedad. Mejorar las condiciones en que vivimos. Mejorar la comida, la salud; reducir la pobreza, el dolor. Aumentar el confort, la cantidad de alimentos. Mejorar el medio ambiente, explorar el universo.

Aunque no seamos muy conscientes de ello y no lo pensemos demasiado, sabemos desde hace mucho tiempo que el conocimiento es no solo útil sino hermoso y necesario: el conocimiento científico, todo, tiene un gran impacto social; hay que seguirlo expandiendo.

¿Cómo se genera el conocimiento? Puedo responder esta pregunta con muchos matices y asegunes, pero es mi intención concentrarme en la parte esencial, aquella que es crucial para que el conocimiento generado sea útil y honesto: el conocimiento (en la actualidad y desde hace ya varios años) se genera con rigor, transparencia y reproducibilidad.

El rigor radica en la consistencia con los conocimientos previos. Las investigaciones e ideas nuevas no pueden contradecir conocimientos previos sin fundamento, ni sin una clara y contundente evidencia que muestre que son incorrectos. Se intenta extender lo que se conoce y, si se descubre que lo que se tenía por bueno resulta ser insuficiente o equivocado, es con evidencia contundente. No puedo simplemente rechazar todo el conocimiento previo “porque no me gusta”, tengo que evidenciar que no funciona. La transparencia se refiere a que si descubrimos algo nuevo, debemos mostrar y explicar absolutamente todo lo que hicimos para llegar a ello. Debemos compartir abiertamente todas nuestras técnicas, suposiciones y resultados. La reproducibilidad significa que otros expertos, de otros lugares, sin que nosotros estemos involucrados, deben obtener los mismos resultados. Dependiendo del tipo de investigación que se haga, la reproducibilidad puede tardarse de meses a décadas. Debemos pensar, a cada paso, que podemos estar equivocados.

¿Dónde se genera el conocimiento? Al igual que la pregunta anterior, iré al grano sabiendo que hay más matices: en las universidades.

Sé que probablemente se asocie a las universidades con la formación de profesionistas. Sí, las universidades hacen eso, pero no solo eso. Es ahí donde se dan las condiciones para que las personas formadas y entrenadas en la investigación puedan intentar contribuir a la generación de nuevo conocimiento. Para ponernos dramáticos: La Universidad es el refugio de la cultura. Es donde se cuida, se nutre y se reproduce.

 

Agradeceré tus comentarios/dudas/quejas/felicitaciones en la sección de comentarios de este blog.

 


¿Artículo o patente?

julio 11, 2016

 

Una típica: «¿pero hacen algo que sirva o solo artículos que se quedan en el anaquel y que nadie lee?» «A ver, ¿de qué ha servido lo que han hecho?, ¿qué problema social han resuelto?»

Otra muy popular a la hora de discutir sobre la ciencia en México o Colima es la siguiente: «¿Por qué, en lugar de anadar investigando cosas que a nadie le interesa, no se ponen a resolver problemas verdaderamente importantes, como el de las epidemias o el agua o la pobreza?»

A primera vista esas preguntas, hechas casi siempre dentro de conversaciones o situaciones en las que se discute sobre la importancia de la ciencia o el poco apoyo que ha tenido en nuestro país, parecen genuinas, contundentes e importantes; vaya, ¿cómo no se me había ocurrido pensar en eso?

En realidad están mal formuladas. Denotan claramente un desconocimiento básico de cómo funciona la investigación científica o una excusa barata para eludir responsabilidades.

Pongamos algo en claro antes de que surjan pasiones bajas. Sobre la frase de los articulos de anaquel, aquellos que solo se escriben para llenar libreros y que no sirven de nada, es pertinente aclarar algo de manera inmediata: si no se leen y solo sirven para llenar bibliotecas, entonces son de pésima calidad. No sirven, efectivamente. Lo mismo pasa con las patentes, que a veces algunos confunden con resultados que sí sirven. Patentes y artículos que no sirven, que son de mala calidad, terminan en un rincón, sin ningún impacto. Hay que trabajar para eliminar eso.

Lo que sirve, lo que tiene impacto, es lo que se hace con gran calidad y rigor. No importa el área, no importa la pregunta o problema que se quiera entender y/o resolver, si la investigación se hace con calidad, el artículo/patente producido generará un impacto en la comunidad científica y por ende en la sociedad. No se trata de si es artículo o no, se trata de si tiene calidad o no. Ah, y la calidad cuesta, y mucho. Se necesita personal sumamente calificado, una infraestructura sofisticada y MUCHO tiempo. Para poder tener impactos notorios, visibles, tangibles, trascendentes, es necesario invertir tiempo y dinero. No hay atajos. Lo demás serán charlatanerías (que abundan) o fluctuaciones y accidentes que permitirán regocijarnos por unos días, pero que no generarán un impacto sostenido ni sistémico.

Claro que ante la necesidad de resultados visibles, inmediatos, pareciera que la ciencia tenga problemas en ser atractiva. Así es, sí tiene ese problemita, en todo el mundo, aunque en algunos lugares más que en otros. Por lo general se requiere de mucho tiempo para poder dar resultados y nunca, NUNCA, se pueden garantizar. Sabemos que algo de beneficio saldrá, siempre sucede, pero no podemos estar seguros de qué ni cuándo. Dicho así pareciera que es imposible confiar, y lo inmensamente interesante es que es, en realidad, lo único verdaderamente confiable.

Definitivamente que no es una cuestión sencilla para las personas que toman decisiones, ya sean gobernantes, autoridades académicas, etc. Lo que sí es fácil, y que comparto con ellas, es lo siguiente: si alguien garantiza un resultado, es un fraude. O ya está hecho, o manipulará los resultados. Si alguien se acerca a ustedes y les habla de super proyectos relacionados específicamente con los problemas más famosos y mencionados en el momento (y su región), que beneficiarán a toda la población y en poco tiempo, que solo necesitan de su apoyo porque además, pobres ángeles, han estado castigados o bloqueados por las represora comunidad científica que busca solo publicar artículos que nadie lee, seguramente, con demasiada probabilidad, le estarán tomando el pelo. Son timadores y algunos de ellos son tan buenos y convincentes que se han logrado engañar a sí mismos.

 


Felicidades a Pavel y Óscar

abril 3, 2016

Aquí pueden encontrar información sobre la vigésima quinta edición del concurso de investigación para estudiantes del nivel medio superior: “MEF EDUCATIONAL INSTITUTIONS RESEARCH PROJECTS COMPETITION“, cuya fase final se celebrará del 10 al 13 de mayo en Estambul, Turquía.

El concurso tiene dos fases. La primera consiste en que grupos de máximo dos estudiantes y un supervisor envíen un reporte científico y un video promocional de sus proyectos. Estos materiales son evaluados por un comité para determinar si tienen la calidad necesaria para pasar a la segunda (y final) fase, en la que los estudiantes y supervisor presentan de manera presencial sus resultados ante los miembros del comité evaluador. Existen tres categorías: física, química y biología. Hay un premio por categoría.

Este año, por primera vez, México participa en este evento a través de un equipo de la Universidad de Colima conformado por los estudiantes Pavel Ignacio Amezcua Camarena del Bachillerato 18 y Óscar Alejandro Chávez Torres del Bachillerato 25 . Como supervisor funge el Dr. Juan Reyes Gómez.

El equipo de la U de C participó en la categoría de física y logró pasar a la segunda fase.  Su proyecto lleva por título: “Death by carbon monoxide: Search for sensor materials to reduce it”

Aquí pueden encontrar el reporte científico que prepararon: MEF2016-Amezcua-Chavez-Reyes-COLIMA

Aquí pueden ver el video promocional de su proyecto: Death by carbon monoxide: Searching for sensor materials to reduce it

Les invito a que feliciten a estos estudiantes en la sección de comentarios del video (y aquí).

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Conmigo mismo

febrero 22, 2016

 

thinky.w529.h352Hablando conmigo mismo …

«… entonces ¿cómo describir el problema? Es un problema bonito. Sí, es más bonito que interesante… creo.»

«¿Cómo lo describo?, ¿cómo lo describo? A ver: ¿qué es lo que se necesita saber? Solo dos cosas básicas pero que pudieron haber olvidado: la circunferencia de un círculo es “Pi” por el diámetro. La otra que debe ser obvia es que el ecuador de la Tierra es un círculo (casi, suponiendo que la Tierra es una esfera y que no hay montes, valles, etc.). »

«Ahí va: imaginemos que queremos “ponerle un cinturón” al planeta justo en medio de la pansa, es decir, justo en el ecuador. Suponemos no hay montañas ni valles; no es verdad, pero lo suponemos. Queremos que el cinturón esté a ras del suelo y que sus extremos apenas se toquen entre sí.»

«… uf, ¿estará claro? A lo mejor eso de que los extremos apenas se toquen es medio confuso. Lo que quiero decir es que el cinturón apenas alcanza a cubrir el ecuador sin que le sobre nada. A lo mejor es lo que debo decir, en lugar de lo otro. No sé, ya veré cuando lo explique.»

«Ahora tengo que ver cómo explico el resto. La pregunta final tendría que ir más o menos así: Si quiero extender el cinturón para que en lugar de posar a ras de la superficie, este se eleve un metro de altura en todo el ecuador, ¿cuánto cinturón nuevo debo agregar?»

«Híjole, a ver cómo lo explico. A mí me parece que está claro pero no estoy seguro. Luego pasa que intento explicar de otra manera y solo logro confundir más el asunto. ¿Cómo hago para asegurarme? Ni modo, no creo poder decir más. ¿Qué es lo más confuso? Eso de que “se eleve un metro en todo el ecuador” puede resultar poco claro. Lo que quiero decir es: el cinturón inicial está “pegado” a la pansa. Ahora quiero agregar más cinturón para que no toque la pansa en ningún lado y que además esté separado en todos lados (por enfrente y por atrás y los costados) un metro.»

«Ya sé qué es lo primero que me van a preguntar, ¿cuánto vale el radio de la Tierra? ¡Ja!»

«Es una pena que no hayan aprendido nada de mate. Solo memorizan procedimientos, pero no entienden nada. Es sintomático que cuando ven un problemita, lo primero que quieren hacer es meter números a una calculadora. Ven una fórmula y no saben qué es, solo quieren meter los números. Por eso van a querer el radio de la Tierra.»

«… deja ver cómo les explico la solución. Ojalá alguno de ellos lo resuelva y lo pongo a que lo explique a los demás. Estaría chido. Si no, se los voy a explicar así: primero que se den cuenta que la longitud del cinturón original (L) es precisamente la longitud del ecuador que es “\pi” por dos veces el radio de la Tierra (R), es decir L=2\pi R

«Hasta aquí no voy a tener problemas. Luego tendré que hacer lo mismo para el cinturón extendido. El nuevo cinturón también forma un círculo, solo que uno más grande. El nuevo tiene un radio mayor y sabemos qué tan mayor es. El radio del nuevo círculo es el radio de la Tierra más un metro y entonces lo podemos escribir como (R+1\rm{m})

«Creo que es bastante claro. Si no, tendré que hacer algún dibujito en el pizarrón para que visualmente ayude a comprenderse. Espero no sea necesario. Ya veremos.»

«Y luego le sigo: A la longitud del nuevo cinturón le voy a llamar “T” y por lo tanto su circunferencia es T=2\pi(R+1{\rm{m}}) = 2\pi R + 2\pi(1\rm{m})

«… ahora les recordaré qué es lo que estamos buscando, Les diré algo como “recuerden lo que nos preguntaron. ¿Cuánto cinturón nuevo debo agregar?” En otras palabras, quiero encontrar la diferencia entre las longitudes de los dos cinturones: T-L».

«Ya está: T-L = 2\pi R+2\pi(1{\rm{m}})-2\pi R=2\pi(1{\rm{m}})=6.28{\rm{m}}. «¡Caput!»

 

 


Un rayito de esperanza

enero 17, 2016

Se puede decir que estoy un poco gris. Por un lado la época parece exigir que solo hablemos de cosas dulces y alegres. Ver hacia delante con optimismo y hacer planes para un nuevo ciclo. Todo son deseos maravillosos y sonrisas pasajeras. En otras palabras, es una época llena de frases de libro barato de superación personal y de una gran diabetes emocional. Por otro lado la realidad a la que nos enfrentamos es dura y fría. Pareciera que lo mejor es tratar de olvidarla o ver para otro lado. Si no lo hacemos y la tratamos de enfrentar, el optimismo y los buenos deseos se tornan un poco más austeros. Esto me hace recordar algo que me sucedió hace apenas unas semanas, a inicios de diciembre.

Por ahí de cada dos o tres meses sufro una pequeña crisis existencial. De repente todo me parece inútil y me pregunto – o más bien me reprocho – si ha valido la pena el hacer este o aquel esfuerzo. En esos momentos podría parecer que todo se derrumba, o peor aún, que en realidad no se ha logrado construir nada que pueda derrumbarse.

Permanezco en ese estado un par de días, quizá una semana. Luego poco a poco voy saliendo y vuelvo a la normalidad. No pasa nada, todo va bien: a seguirle.

Pueden ser varios los factores que de repente me ayudan a salir de uno de esos baches, pero afortunadamente siempre salgo y creo que, irónicamente, esos episodios resultan ser útiles. No lo sé.

Lo que sí sé es que en esos días de diciembre andaba como queriendo caer en ese estado de desánimo y sucedió algo que lo impidió. Tuve la oportunidad de participar dando una charla sobre “el Higgs, los neutrinos y otras rarezas” a los participantes del “Taller de Ciencia para Jóvenes 2015”, evento que organiza la Facultad de Ciencias de la Universidad de Colima, como parte de las actividades del Instituto Heisenberg para estudiantes de nivel medio superior.

Esta es la segunda vez que lo organiza y consiste en seleccionar a una veintena de estudiantes de todo el país que se encuentren cursando el quinto semestre de bachillerato. Los reclutan y los “encierran” durante una semana en la que los exprimen al máximo, trabajando de las nueve de la mañana a las once o doce de la noche. Les imparten varios cursos e invitan a científicos locales a que platiquen con los estudiantes sobre sus investigaciones, vidas, etcétera.

segundo-taller

Esta vez tuve la oportunidad de hacerlo justo antes de que clausuraran el taller y la pasé de maravilla. Lo disfruté porque vi la chispa en los ojos de los estudiantes. Estuve platicando con un grupo de mocosos que además de emocionarse con temas científicos y tener una curiosidad genuina, les gusta trabajar y esforzarse. Ver esa sed de aventura, de conocimiento, en ojos de esa edad, es algo que permite, ante cualquier circunstancia, recuperar esperanza.

Me dijeron que quieren estudiar algo de ciencia. Que les interesa la energía renovable, la biotecnología, la química. Otros matemáticas y física. Hay quienes dicen estar orientados hacia lo computacional. Todos con inquietudes y dudas, pero con mucho entusiasmo. Dicen querer mejorar al país. Manifiestan su interés en que las cosas cambien. Aún no saben bien a bien qué es lo que quieren (aún cuando dicen saberlo), pero están en esa búsqueda y tienen ganas, muchas ganas. Por alguna razón creen que con esfuerzo y dedicación se puede mejorar, y les doy la razón. Quiero darles la razón. Me entusiasmo.

 


El cristal a través del cual se mira

enero 12, 2016

Para poder hacer ciencia es necesario, entre otras cosas, adquirir la habilidad de cambiar de parecer. Entrenar el cerebro para que pueda ir en contra de sus prejuicios y primeras impresiones. Es difícil. Además de tener que aprender una cantidad cada vez más grande de conocimientos, técnicas y herramientas, se tiene que modificar la forma de pensar.

El entrenamiento empieza, casi siempre (si se tiene la suerte de poder ingresar a una buena universidad), desde la formación a nivel de licenciatura o pregrado, sin embargo, la formación robusta, específica y dirigida para adquirir esa indispensable habilidad que nos permita cambiar la forma de pensar (otra vez, siempre y cuando se tenga la oportunidad de hacerlo en un buen lugar), se obtiene en lo que llamamos el proceso de doctorado.

Quizá para muchos la palabra doctorado esté asociada de manera muy importante a un título casi nobiliario que denota mucha preparación o que es requerido para un puesto. No es poco común escuchar frases como “ese tipo tiene dos maestrías, ¡es un genio!” o “a ella le gustaría tener dos doctorados”. Cuando se piensa así es como si se considerara al doctorado como “la meta”, el lugar al que se quiere llegar.

Cosa muy diferente para las personas que nos dedicamos a la ciencia. Para nosotros representa el inicio. Obtener el doctorado es haber demostrado que hemos aprendido a hacer investigación. El doctorado es simplemente la fase de formación en que nos preparamos para aprender a investigar (la maestría es solo una fase intermedia). Por ende, si alguien desea obtener un segundo doctorado, seguramente el primero no lo hizo muy bien (existen situaciones en las que personas que estudiaron en varios países por azares del destino, y para poder convalidar sistemas distintos, terminaron obteniendo dos doctorados, pero es claramente distinto al caso que estamos discutiendo).

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Imagen de Matt Might (http://matt.might.net)

 

 

Evidentemente el concepto y su significado práctico son cosas que han evolucionado con el tiempo. La actividad científica no es igual hoy a lo que era hace dos siglos, es más, ni siquiera a hace 50 años. Los procesos de preparación y formación de los científicos han cambiado. Las expectativas, las demandas, la realidad laboral y familiar, la ciencia misma, han cambiado. Hubo épocas, por ejemplo, en que el grado ni siquiera existía. Las personas que se dedicaban a la ciencia estudiaban, experimentaban, trabajaban, teorizaban, discutían por años, muchas veces sin lograr nada o casi nada, que no es lo mismo pero es igual. De repente, a veces, se lograba alguna cosita interesante. Lo más común en esas épocas es que luego de pasar “una vida entera” trabajando, los “sabios” escribían sus descubrimientos y teorías en grandes libros para la posteridad.

Conforme más personas se involucraron en la actividad del estudio sistemático de la naturaleza, se avanzó de manera más eficiente y surgieron nuevos mecanismos de organización. Ahora ya existían trabajos (puestos) formales para científicos, lugares donde estudiantes podían ir a entrenar y convertirse en exploradores de la naturaleza. Todo ello, aunado al éxito estrepitoso que el conocimiento científico obtuvo en sus aplicaciones durante el último siglo, ha hecho que tengamos métodos y denominaciones muy particulares para la formación y acreditación de nuestros científicos. Hoy, un doctorado es simplemente la forma de acreditar que se cuenta con el entrenamiento para llevar a cabo investigación. Entrenamiento certificado por una institución de educación superior.

¿Alguien puede hacer ciencia sin doctorado? ¿Hay personas inteligentes sin doctorado? ¿Hay patanes con doctorado? La respuesta a todas es “sí, por supuesto”, pero, con respecto a la primera pregunta, en promedio, o por lo general, no.