Sopa de tomate, "roast beef" y pastel de arándanos

Afortunadamente hace ya unos meses que finalizaron las fiestas navideñas, época de excesos para unos pocos afortunados (cada vez menos) que tenemos la suerte de vivir en la abundancia (¡JUAS!) y de escasez y necesidades para los de siempre (cada vez más). Como no me apetece demasiado escribir nada sobre el inefable Santa Claus y tampoco sobre el PP, intentaré compensarlo con este post que ya mismo comienza aquí debajo.

Como decía, en el dichoso mes de diciembre, los que tenemos hijos pequeños, intentamos pasar más tiempo con ellos y hacerles felices a base de montones de regalos, muchas veces innecesarios, que compensen en parte el poco tiempo que les dedicamos el resto del año. Así que podéis imaginarme pegado a la televisión en una tarde fría y lluviosa viendo películas infantiles y comiendo palomitas de maíz.

Como quiero que mi hija sea una persona de provecho el día de mañana, la semana pasada le puse, astuta y ladinamente, una película de ciencia ficción infantil y aproveché para trabajar de forma camuflada fingiendo que lo hacía por ella (¡menudo padrazo que soy!). Por supuesto, la atiborré de una generosa dosis de deliciosas palomitas de maíz para hacer más creíble la situación.

Pero voy al grano. La película que vimos y disfrutamos ambos fue Charlie y la fábrica de chocolate, dirigida en 2005 por el peculiar Tim Burton (existe una versión previa de 1971, interpretada por Gene Wilder). La película, basada en un cuento publicado en 1964 por Roald Dahl, cuenta la historia de Charlie Bucket, un niño modelo que vive en una casa ruinosa en compañía de sus padres y de sus cuatro abuelos. En el pueblo existe una fábrica de chocolate, cerrada tiempo atrás cuando los secretos de las increíbles golosinas ideadas por su dueño, Willy Wonka, fueron aireados por espías infiltrados, llevándola a la quiebra. Ahora, años después, Wonka decide reabrir su factoría. Con el secreto propósito de donarla como herencia a un niño bien educado y bondadoso, decide introducir cinco billetes dorados en otras tanta chocolatinas distribuidas por el mundo entero. Los cinco afortunados pasarán un día entero visitando su fábrica de chocolate y sólo uno de ellos recibirá un regalo sorpresa: la fábrica misma.

Poco a poco, los billetes dorados comienzan a aparecer. El primero le corresponde a Augustus Gloop, un niño gordinflón y tragón con un apetito desmesurado. El segundo le cae en suerte a Veruca Salt, una mocosa malcriada por sus adinerados padres que le dan cualquier capricho que se le antoja, cueste lo que cueste. La siguiente es Violet Beauregarde, digna imagen de su madre, una competitiva niña que es campeona del mundo de mascar chicle ininterrumpidamente. En cuarto lugar aparece el boleto de Mike Teavee, todo un teleadicto y practicante empedernido de los videojuegos, sobre todo de los violentos. Por último, Charlie Bucket, que se hace con su billete al comprar una pastilla de chocolate Wonka con un billete que encuentra en la calle. En esta situación he querido ver un ligero destello de egoísmo en Charlie, quien a pesar de su pobreza, decide malgastar en chocolate el dinero en lugar de entregarlo en la oficina de objetos perdidos o, en su defecto, a sus padres.

El día fijado a la hora fijada, los cinco niños, acompañados por un pariente, acceden en compañía de Willy Wonka al interior de la fábrica de chocolate. Allí descubren un mundo increíble, rebosante de caramelos, dulces, chocolates y golosinas de todo tipo. A medida que avanza la acción, la mala educación y la falta de humildad de los niños les hacen caer en “trampas” ideadas por Willy para ir eliminándolos a todos menos a su heredero. Me voy a centrar en una de estas trampas en concreto.

En un momento de la historia, Willy Wonka les muestra a los cuatro niños que quedan (Augustus Gloop había sido succionado por una enorme aspiradora de chocolate) su increíble invento de una goma de mascar, que es capaz de sustituir a tres platos a la vez. A medida que se mastica se tiene la sensación de haber degustado, primeramente, una sopa de tomate, luego “roast beef” y, por último, un delicioso pastel de arándanos. Willy persuade a los niños para que no lo ingieran, pues aún no lo ha perfeccionado. Pero Violet no puede soportar la tentación y decide por su cuenta probar el chicle. Al principio, la sensación de los dos primeros platos es indescriptible. En cambio, al llegar al pastel de arándanos, su piel comienza a tornarse morada y su cuerpo comienza a hincharse hasta convertirse en un enorme arándano.

Bien. La física comienza aquí. ¿Es Violet un arándano viviente o una persona arandanizada? Sea como sea, esto no importa. ¿O sí? Veamos. Si Violet pesa unos 40 kilogramos antes de ingerir el chicle y después de masticarlo se hincha como una enorme pelota rellena de jugo de arándano, ¿cuál será su peso ahora? Pues, como en la película no se observa ninguna transformación masa-energía ni viceversa, cualquier científico de medio pelo diría que la masa-energía debe conservarse. Y aquí es donde viene a cuento lo de si Violet es persona o no cuando se arandaniza. Si es persona, tendrá la densidad media de una persona, que tomaré igual a la del agua, es decir, unos 1000 kilogramos por metro cúbico. La pregunta tenía trampa, pues aunque Violet fuera un arándano, su densidad seguiría siendo parecida.

Entonces, ¿qué masa debería tener ahora una persona esférica con un diámetro de 3 metros, aproximadamente? Como casi todos sabréis, la masa se puede estimar a partir del producto de la densidad por el volumen del cuerpo. Si éste es esférico, el resultado es directo y, en nuestro caso, (o mejor dicho en el de la desdichada Violet, porque yo no querría ese cuerpo ni en broma) el volumen ascendería a 14.137 litros, siendo la masa de la niña de 14.137 kilogramos, es decir, unas 14 toneladas. Recordad que un poco más arriba habíamos dado por sentado que la masa total se conservaba. Por tanto, eso hace que la masa del chicle mágico ascienda a unos nada despreciables 14.097 kilogramos. La moraleja es que Violet, además de poseer el récord mundial de masticación de chicle, debe acaparar asimismo el de levantamiento de goma masticable.

Y la cosa no acaba aquí. En efecto, si las dimensiones del chicle son de 8 cm de largo por 2 cm de ancho y 2 mm de espesor, la densidad debe ascender a 4400 millones de kilogramos por metro cúbico; unas 200.000 veces mayor que la de los elementos más densos de la tabla periódica. Realmente una goma de mascar densa de verdad. No es de extrañar que en ella se condensen los sabores de tres platos de forma simultánea. Risa me dan los zumos concentrados.

Claro que me podríais argumentar que si los niños pueden sujetar con facilidad el chicle entre sus dedos es porque tiene un peso normal y una densidad también normal, como la de cualquier arándano vulgar y corriente. En este caso, un cálculo similar al anterior en el que seguimos suponiendo que se cumple el principio de conservación de la masa-energía, nos conduce a un valor de la densidad del maltrecho y henchido de morado jugo cuerpo de Violet de unos 2,83 kilogramos por metro cúbico. Más o menos la densidad del gas butano y algo más que la del metano. No quiero ni imaginarme el olor de los pedos…

Fuente:

Adam Weiner Don't try this at home: The physics of Hollywood movies, Kaplan Publishing, 2007. 

¿Qué puede hacer la física forense por la enseñanza y la divulgación?

Esta mañana estaba yo sentada en mi despacho de la universidad, buscando y hojeando material que me pudiera servir en mis clases para el próximo curso, cuando me topé con un documento inesperado que llevaba tiempo almacenado en el disco duro de mi ordenador. Su título, La física forense en el aula, lo decía todo: breve, conciso y motivante. Justamente lo que andaba buscando. ¿Qué habría allí?

Ni corta ni perezosa, lo imprimí y comencé a echarles un vistazo a las primeras páginas. Su autor, Ernesto N. Martínez, había elaborado un documento detallado sobre cómo afrontar el estudio de casos reales de accidentes de tráfico desde un punto de vista científico, en concreto, desde la perspectiva de un físico.

A medida que iba pasando las páginas, y reconozco que no fueron muchas, tan sólo las catorce primeras, me iba dando cuenta de que el señor Martínez y yo éramos almas gemelas, al menos en lo que concierne a la forma de ver y entender ciertos aspectos de la comunicación pública y la enseñanza de una disciplina científica como es la física. Así pues, decidí escribir el artículo que comienza en el siguiente párrafo, en el que comparto punto por punto y letra por letra las opiniones de su autor original. Tan sólo me he limitado a resumir lo que más me ha llamado la atención y a adornar levemente con mis propias palabras, experiencia y opiniones, algunos de los párrafos que pueden ustedes encontrar en el texto original del autor que les enlazo más arriba.

Entre otras cosas, el señor Martínez señalaba en su documento que es muy habitual encontrarse en los juzgados con jueces, abogados y jurados que poco o nada saben o entienden de física a la hora de decidir sobre la inocencia o culpabilidad de los acusados, incluso cuando esta ciencia les podría ayudar enormemente en su toma de decisiones. Obviamente, una de las razones que contribuyen a esto no es otra que la que tiene que ver con la tristemente célebre hipótesis de “las dos culturas” (ciencias y letras) de C. P. Snow. Es decir, que los abogados no acuden habitualmente a solicitar la ayuda de los físicos u otros expertos porque hace mucho que han perdido contacto con las materias científicas como son la física, la química o la biología, nada menos que desde la enseñanza secundaria obligatoria. Para ellos, un físico no hace ninguna falta porque la casuística criminal a la que se enfrentan a diario no involucra ni armas termonucleares ni superconductores de alta temperatura o partículas como el bosón de Higgs, a menos que éste sea capaz de generar agujeros negros asesinos en el LHC. Tal es la imagen que tienen de los físicos y que es mantenida, asimismo, por un alto porcentaje de la población.

Se puede caer en el error de acusar a los “profesionales de las leyes” de no emplear el método y las técnicas científicas en sus casos, pero quizá cambien de opinión si antes reflexionan sobre la siguiente cuestión: ¿cuántos de ustedes (yo también me incluyo), incluso los científicos profesionales, hacen uso de su ciencia en su vida diaria? ¿Tienen alguna excusa para ello?

Pero lo que me resultó más interesante fue el capítulo siguiente: la justificación del empleo de la física forense en el aula. En efecto, en aquellas cinco páginas se encontraba condensada toda mi experiencia de años con mis estudiantes universitarios. El profesor Martínez y yo pensábamos igual hasta un punto realmente sorprendente.

Según él (y ahora sé que según yo, también) la física forense poseía un enorme interés pedagógico y podía constituir un ejemplo perfectamente válido a la hora de transmitir la cultura y el pensamiento científico a las personas no versadas y, sobre todo, a los estudiantes de todos los niveles, desde el medio hasta el superior.

Los cuatro puntos claves que marcan la estrecha relación entre la física forense y la investigación científica (y que, dicho sea de paso, resultan igualmente válidos para cualquier otra rama de la ciencia) se pueden enunciar así:

Las soluciones de los problemas que se plantean en un caso judicial no aparecen en los libros, ni tampoco las posee el profesor. Si nos dirigimos al final del libro de texto en busca de la respuesta correcta, no la hallaremos, simplemente porque “la solución correcta” no existe. Existen mejores y peores respuestas y siempre hay que tener los ojos y la mente despiertos para distinguir entre ellas. Es indispensable saber que la física no es un compendio de recetas rígidas que dicta el profesor o el experto, ni un conjunto de reglas de un juego al que únicamente juega éste. Todos los estudiantes pueden y deben jugar, aportar sus ideas, su lógica, su inteligencia, su entusiasmo, pero nunca acudiendo a la falacia de autoridad. Los argumentos no son buenos o malos dependiendo de quien los esgrima. A lo largo de la historia, varios ejemplos de esta falacia han causado no poco estancamiento en el avance de la ciencia, incluso de siglos (Aristóteles es un claro ejemplo). Las preguntas que realmente pueden resultar interesantes de responder por los estudiantes son aquellas que ellos mismos formulen, no las que les propongan los libros. Así pues, el profesor debe fomentar en sus alumnos no tan sólo la búsqueda de soluciones a los problemas planteados, sino la elaboración por parte de éstos de nuevas y originales preguntas que despierten el interés, tanto personal como colectivo.

1.- Hay una necesidad ineludible de elaborar modelos, ya que para obtener las respuestas buscadas a las cuestiones planteadas, a menudo se hace inevitable llevar a cabo largas y complejas cadenas de razonamientos concatenados. El modelo es la imagen gráfica que usamos para describir de una forma manejable todo el conjunto. El modelo plantea nuevas preguntas y permite realizar predicciones que, en caso de cumplirse y corroborarse en la práctica, sirven de refuerzo del propio modelo; por contra, en caso de no cumplirse, hacen que el modelo sea abandonado en adopción de uno mejor.

2.- Desafortunadamente, en los colegios, institutos y facultades, se enseña ciencia sin hablar de modelos y solamente se muestran sus resultados. A este respecto, sería tremendamente interesante impartir la docencia de la física, la química, la biología, la geología, etc. desde una perspectiva histórica, señalando los problemas a los que se tuvieron que enfrentar los científicos de cada época y cómo fueron capaces de resolverlos a medida que adoptaban y desechaban modelos hasta hacer encajar todas las piezas del rompecabezas inicial. Sin el contexto que proporcionan los modelos, los problemas que se resuelven en el aula y/o durante el examen no pasan de ser meros ejercicios rutinarios, sin ningún sentido, más que el de proporcionar una manera absurda (y muchas veces injusta) de otorgar una calificación al estudiante y, al mismo tiempo, anestesiar a la sociedad que nos paga.

3.- Una vez concluidos los procesos de responder a las preguntas planteadas, así como la elaboración de modelos, el siguiente paso natural debería consistir en enumerar, organizar y contar las conclusiones a las que nos han conducido. En el caso de la física forense, hay que ser capaz de hacer entender al juez, los abogados y, en su caso, al jurado, de lo que estamos hablando. Y todo ello sin olvidar que nos dirigimos a personas que, como ya sabemos, no mantienen contacto con la ciencia desde que eran unos adolescentes. Así pues, debemos acudir a nuestras mejores capacidades pedagógicas y divulgadoras para convencer a todos ellos de que lo que afirmamos resulta lógico, razonable y fundamentado hasta el punto en que puedan hacer suyos nuestros argumentos. Será señal de que los entienden y comparten, de que hemos triunfado en nuestro deber y compromiso.

Habitualmente, nuestros colegas, investigadores brillantes y abnegados ellos, que ven la divulgación y la transmisión del conocimiento científico a la sociedad como una labor absolutamente ingrata, desagradable, innecesaria e inútil, suelen mofarse de los que hemos optado por esta vía y desdeñar nuestras opiniones, normalmente con un gesto de condescendencia, apartando la mirada y soltando alguna que otra gracieta más o menos ingeniosa, según su más o menos inspirado sentido del humor. Y ahí, normalmente, termina la conversación sobre divulgación, para reanudarse sobre la importancia de la investigación “pura y dura”, que es la auténticamente buena, importante y a la que se deben en cuerpo y alma.

El caso es que la mejor forma de que, tanto los científicos (les guste más o menos, o incluso nada en absoluto) como los estudiantes, elaboren sus conclusiones consiste en algo tan sencillo como saber escribirlas. No me refiero a que sepan “transcribir” lo que han leído en el libro de texto, sino más bien a que cuenten, relaten con sus propias palabras aquello que realmente han experimentado, conocido y aprendido, lo que a partir de ese momento pasará a formar parte de su bagaje intelectual, de su conocimiento, de su sabiduría. A escribir se aprende escribiendo y a medida que se escribe más cuenta se da uno que aún le falta mucho por aprender a escribir. Nadie está enseñando a nuestros jóvenes, nuestros hijos, a escribir bien, de forma correcta, lo que quizá constituya la habilidad más básica de una persona educada y culta. Todo lo contrario, no hay más que echar un vistazo a los medios de masas que nos bombardean continuamente hoy en día para darse cuenta de que tanto políticos como periodistas y hasta profesores estamos haciendo todo lo contrario a lo lógicamente recomendable, es decir, les estamos enseñando a hablar mucho y pensar poco, sin decir absolutamente nada, a creerse a pies juntillas cuanto les decimos, a defender sus argumentos, casi siempre vacíos de contenido a voces y a buscar la vida fácil, sin esfuerzo personal, centrada exclusivamente en la consecución de fama y dinero.

4.- Es precisamente el fomento de estas perniciosas formas de vivir el que nos lleva al último de los cuatro puntos claves que les señalaba más arriba. En efecto, la física forense posee una característica muy peculiar que la hace diferente a otras disciplinas científicas, a saber: las conclusiones válidas a las que pretende llegar tienen repercusiones mucho más importantes que van más allá de la mera calificación de un examen y no hay que olvidar que de esas conclusiones puede depender la libertad o incluso la vida de una persona. Es la aceptación de este riesgo lo que muestra el compromiso real y personal con lo que se hace. Considero mi responsabilidad como docente inculcar a todos y cada uno de mis estudiantes esta actitud responsable. Al fin y al cabo, siempre he mantenido que los profesores no estamos únicamente en clase para impartir el temario de nuestra asignatura. Y, desgraciadamente, esto no lo entienden ni todos los estudiantes ni todos los padres.