sábado, 28 de septiembre de 2013

El tío Tungsteno: 17) Un espectroscopio de bolsillo



 
Oliver vuelve a encontrarse con la magia de la química, se ve sorprendido y atraído por el fuego, sus colores, su danza. La fantasía y la ciencia vuelven a mezclarse en la mente inquieta de un Oliver rodeado de motivaciones. La familia vuelve a ser fundamental en sus descubrimientos, la madre, tía Len, tío Abe.

El espectroscopio y la longitud del espectro, Lockyer, Fraunhofer, serán sus nuevas lecturas, pero Oliver no se conforma con lo que lee en los libros, se plantea cuestiones a resolver y el método científico fluye a lo largo de todo el capítulo.

Resulta interesante ver como de las observaciones de lo cercano, tangible, los conocimientos pueden irse extrapolando hasta llegar a la explicación de fenómenos como la composición del Sol y las estrellas de forma muy acertada.
Del conocimiento de lo cercano hasta lo más alejado, para volver a la Tierra en busca de nuevos elementos. Todo ello posible gracias al nuevo aparato, el espectroscopio.

El descubrimiento  del helio emociona a Oliver. Ciencias y letras vuelven a unirse, a fin de cuentas todas forman parte del conocimiento. Dickens habla de un espectroscopio moral. Un nuevo guiño, como se comentaba en el capítulo anterior, a su futura profesión, en esta ocasión relacionado con la medicina forense añade un toque de suspense, intriga, y nos vuelve a acercar a la literatura, Sherlock Holmes, Challenger y sus deducciones.

Aparece la música como un apoyo a la explicación científica

En resumen un capítulo en el que se trabaja con el método científico, en el que se integran ciencias, artes y letras como un todo en el conocimiento del mundo que nos rodea.

Oliver lleva su espectroscopio a todas partes, me ha parecido interesante la posibilidad de hacer nuestro espectroscopio con materiales que tenemos en casa. Dejo unas páginas con indicaciones para fabricarlos.


Cuestiones:

1.-Siempre me han sorprendido los fuegos artificiales, su variedad de formas y colores. Creo que es algo atractivo para pequeños y mayores ¿Podría servir como motivación para el estudio de las ciencias? ¿Cómo?

2.- Oliver estudia, lee y posteriormente comprueba ¿Qué importancia creéis que pueden tener los laboratorios en el estudio de la ciencia? ¿No es un contrasentido que en los últimos años, ahora más con la excusa de la crisis, cada vez haya menos recursos para que se utilicen?

3.-En este capítulo se alterna la teoría con la práctica, la Ciencia con mayúsculas con la ciencia del día a día. ¿Puede la ciencia ayudarnos en tareas cotidianas? ¿Cuáles se os ocurren?

4.- El capítulo, en general, es una puesta en práctica el método científico. Son muchos los que separan ciencia y vida. ¿Consideráis que el método científico es aplicable a la vida diaria, o por el contrario es un método a utilizar exclusivamente en el ámbito científico?

5.-Muchos astrónomos eran aficionados, incluso grandes músicos. Para ser un buen músico pensáis que son necesarias las matemáticas. ¿Consideráis importante el conocimiento de esta disciplina para un desarrollo integral? ¿Veis la relación con las ciencias?

sábado, 21 de septiembre de 2013

El tío Tungsteno: 16) El jardín de Mendeléiev

En esta ocasión nos adentramos en el jardín de Mendeléiev: la tabla periódica de los elementos, o como Sacks lo define, un jardín “encantado”, un jardín real, la clave del universo.

Este capítulo está dedicado por entero a recorrer la historia del descubrimiento trascendental de que los elementos pueden ser clasificados siguiendo unos principios fundamentales.  Comenzamos el viaje en el Museo de Ciencia de South Kensington donde nuestro protagonista ve por primera vez una enorme tabla periódica donde estaban representados los elementos descubiertos hasta ese momento (incluyendo una muestra de cada uno de ellos).

Ver los elementos así representados le permitió comprender que el principio de la valencia era fundamental, es decir, que la cantidad de enlaces químicos que pueden formar los átomos de un elemento dado sirve para construir familias con analogías químicas y físicas (ocho en total).  Otro principio fundamental eran las masas atómicas, que fueron determinadas finalmente en el congreso de Karlsruhe de 1860.

A partir de este momento, la tabla periódica se convirtió casi en una obsesión, volvía al Museo a examinar su disposición intentando desentrañar todos sus significados ya que otorgaba un orden a un mundo en principio caótico y sin sentido.  Este “descubrimiento” llevó a Sacks a querer conocer mejor la vida de Dimitri Mendeléiev y, sobre todo, a leer el libro donde había publicado por primera vez su tabla: Los principios de la química (un texto fundamental que continuó editándose durante muchos años y enriqueciéndose con los nuevos descubrimientos).

Conociendo las vicisitudes del gran químico, podemos decir que la tabla periódica surgió gracias a la tenacidad de la madre de Mendeléiev quien recorrió miles de kilómetros con su hijo desde Siberia para que pudiese estudiar en San Petersburgo.  Éste demostró poseer una gran curiosidad y un ansia por organizar principios de todo tipo (como Linneo hiciera con los animales y plantas) hasta que apareció su tabla en 1869.  Destacaré que pasó cerca de veinte años meditando y analizando la cuestión antes de publicar su trabajo.

La ordenación de los elementos surgió al comprobar que la masa atómica constituía un patrón, una estructura repetitiva, una periodicidad.
Alternando los cálculos y las corazonadas, moviéndose entre la intuición y el análisis, a las pocas semanas Mendeléiev había tabulado treinta y pico elementos en orden de menor a mayor masa atómica, una tabulación que ahora sugería que había una repetición de propiedades cada ocho elementos.
Lo más destacable es que Mendeléiev dejó vacios a propósito varios espacios porque consideraba que había elementos “todavía desconocidos”.  Es decir, su teoría permitía hacer predicciones acerca de cómo serían los elementos que aún no habían sido identificados, gracias a lo cual su descubrimiento pronto fue tomado como una ley básica de la naturaleza a pesar de que la piedra angular de toda la tabla no fue prevista por él, ya que no es que faltara un elemento, sino toda una familia: la de los gases inertes.

Una vez Sacks se empapó de todos estos conceptos, decidió ponerlos a prueba por sí mismo interesándose por los elementos que faltaban, como algunas tierras raras; y aventurándose a plantear la hipótesis de la existencia de elementos más allá del uranio, el último conocido hasta después de la Segunda Guerra Mundial.
Parecía que, de este modo, la tabla periódica podría extenderse a nuevos elementos más allá del uranio, elementos que podrían no existir ni siquiera en la naturaleza. No estaba claro que hubiera algún límite a esos elementos transuránicos: quizá los átomos de tales elementos serían demasiado grandes para mantenerse unidos. Pero el principio de la periodicidad era fundamental, y al parecer podía extenderse de manera indefinida.
Quiero terminar este resumen con otra cita del capítulo que me parece interesantísima a la vista del intercambio de opiniones en la pasada tertulia en relación a la belleza y la ciencia:

La tabla periódica era increíblemente hermosa, lo más hermoso que yo había visto. Jamás pude analizar de manera adecuada lo que yo quería dar a entender por belleza en este caso: ¿simplicidad?, ¿coherencia?, ¿ritmo?, ¿inevitabilidad? O quizá se trataba de la simetría, del hecho de que cada elemento quedara firmemente encerrado en su lugar, sin huecos ni excepciones, de modo que implicara la existencia de todo.

Y ahora el debate:


1. La ciencia es bella y "entra por los ojos".  En este capítulo, Oliver queda maravillado ante la imagen de una enorme tabla periódica en el Museo de ciencias local, ¿fomentamos el acceso a los museos de corte científico (más allá de los más conocidos relacionados con el arte)?, ¿la ciencia se puede explicar bien en un museo?

2. El ser humano ha sentido, desde antiguo, una necesidad imperiosa por clasificar, ordenar y buscar patrones en la naturaleza.  Esta mera actividad ha llevado a grandes descubrimientos pero, ¿existe realmente un orden "natural"?, el orden que podemos ver ¿es real?, ¿o es una mera construcción de nuestra mente que sencillamente se adapta bien a lo observado?

3. Creo haber encontrado otro guiño de Sacks a la elección de su futura carrera profesional cuando afirma que se dio cuenta del "poder trascendente de la mente humana y el hecho de que podía descubrir o descifrar los más profundos secretos de la naturaleza, para leer la mente de Dios".  ¿Que opinión te merece esta afirmación?, ¿llegará el ser humano a tener un conocimiento "completo" de la realidad?

4. Yuri Oganessian y su equipo anunciaron en 2010 que habían sintetizado el elemento 117 (unos pocos núcleos) aunque la IUPAC y la IUPAP aún no lo han reconocido ¿la tabla periódica tiene algún final?, ¿seremos capaces de seguir sintetizando nuevos elementos? Y, si esto es así, ¿las predicciones de Mendeléiev seguirán teniendo validez?

sábado, 14 de septiembre de 2013

El tío Tungsteno: 15) Vida familiar

Hola a todos, voy al grano.

Al principio, este capítulo me ha parecido un tostón: demasiado descriptivo en las costumbres, las liturgias... pero cuando empieza a describir sus vivencias personales me ha cautivado y emocionado.

Pero vamos por partes.

El capítulo comienza explicando como el sionismo marco a su familia (y a toda esa época). Seguidamente lo enlaza con las distintas formas que tenían de practicar el judaísmo y sobre como vivía él las liturgias propias de esa religión. Cuando las describe aprovecha para recordarnos que él veía química en todas partes (estequiometría, separación de mezclas...).

Aprovechando el último rito que describe (el Yom Kippur) cambia de registro totalmente: "Schechter, que siempre soplaba el shofar con todas sus fuerzas -la cara se le ponía roja del esfuerzo-, produjo una nota larga y aparentemente interminable de una belleza sobrenatural, y a continuación cayó muerto delante de nosotros". Desde ese momento, el capítulo se pone interesante (desde mi punto de vista, lógicamente).

En esta segunda parte describe los grandes cambios que sufrió la comunidad judía de esa época y seguidamente salta a lo bestia a su tía Birdie (sin introducirla de alguna manera, lo cual me hace sospechar/pensar que tengo una mala edición que se ha comido un párrafo o que hay un fallo de traducción). Esa parte también es muy emotiva porque en sus recuerdos no quiere dejar de citar a los miembros de su familia que más cariño gratuito le entregaron. Además, la muerte de su tía fue su primera experiencia cercana con la muerte y, al igual que le ha pasado a todo el mundo, le marco profundamente.

Seguidamente nos cuenta como él tuvo la sensación de que la guerra frustró las aspiraciones "artísticas y lingüísticas" de sus hermanos. Y aprovecha para narrar el sinsentido que sintió cuando murió su nueva profesora de música.

Y llegamos a otro punto apasionante del capítulo, lo que le pasó a su hermano Michael: las "torturas" a las que fue sometido por profesores y alumnos finalmente le hicieron perder la cabeza.

Yo no se a vosotros pero no me extraña que se hiciera neurocirujano, y tampoco me extraña que "en esa época instalara el laboratorio en casa, que cerrara las puertas y los oídos a las locuras. Que buscará concentrarse intensamente en la mineralogía, la química y la física. Que la Ciencia fuera su tabla de salvación en medio de ese caos".

Y ahora un experimento sociológico:

Como me habéis obligado a hacer otro resumen, y soy muy gandul, ¡me voy a vengar!.

Os propongo un experimento sociológico (además del debate). Se me ha ocurrido porque estoy diseñando una actividad parecida para mis alumnos. Lo importante es que adoptéis el rol que os describo. Imaginaros que sois el personaje inventado por mi y contestar sinceramente desde esa posición.

Pensad las respuestas, al final de las cuatro preguntas está el formulario para recoger las respuestas. Os recomiendo que las leáis primero aquí (en el formulario están resumidas). Y no lo contestéis más de una vez, please.

1)  Al comienzo del capítulo se habla del sionismo. Describe como muchos de estos "políticos" son extremistas. Todos sabemos las consecuencias que, aun hoy, están teniendo esos extremismos.
· Ponte en situación:
Me gustaría que imaginarais que sois uno de esos extremistas, lo sois porque habéis tenido que huir de los nazis en la noche de los Cristales Rotos y porque habéis sentido la indiferencia (cuando no el desprecio) de vuestros compatriotas alemanes no judíos. Imaginaros que han pasado los años y que vivís en Israel, el pueblo palestino también sufre esos agravios y vosotros lo observáis.
· Contesta ahora, quiero un simple si o no. Recuerda que eras un extremista y que vives en Israel.
1.a. ¿Crees que habrás abandonado tus postulados extremistas?
1.b. ¿Crees que el movimiento sionista extremo habrá cambiado sustancialmente sus postulados extremistas?

2) El haber presenciado la muerte de un ser querido y haber vivido una muerte "no esperada" marcó profundamente a Sacks.
· Ponte en situación:
Me gustaría que imaginarais que sois unos fervientes religiosos, que la religión es vuestra guía y vuestro consuelo. Imaginaros (y por desgracia algunos de nosotros no lo tenemos que imaginar) que vivís experiencias parecidas a las que describe Sacks.
· Contesta ahora, pero recuerda que la religión era tu guía y tu consuelo.
2.a. ¿Crees que abandonarías tu posición religiosa?
2.b. ¿Crees que una religión, a la vista de muchos "sinsentidos" que tiene la vida, cambiaría sus planteamientos religiosos?

3) Sacks ve a la Ciencia como una tabla de salvación, no solo eso, en más de una ocasión a lo largo del libro nos la ha descrito como bella.
· Ponte en situación:
Imagínate que sientes que la Ciencia es bella. No lo dudas porque te quedas perplejo, ensimismado, alucinado, enamorado… de ella. Imagínate que un poeta te dice que la poesía es más bella que la Ciencia, te explica el porque de esa belleza, te hace sentir parte de lo que él siente por la poesía. Imagínate que pasan unos días y todo lo que te dijo está medio olvidado en tu cabeza. En ese momento coges un interesantísimo post científico que describe un experimento y que relata las nuevas conclusiones que han alcanzado los científicos gracias a él.
· Contesta ahora, pero recuerda que en algún grado tu visión de la belleza se puede haber visto alterada por las palabras del poeta, que conste que no estoy diciendo que el post este redactado más “poéticamente” está igual que siempre.
3.1 ¿Crees que sentirías ligeramente diferente la belleza de esos contenidos científicos (no de la redacción del post)?
3.2. ¿Crees que la comunidad científica cambia su percepción de la belleza de los contenidos científicos por cosas como esta?

4) Sacks seguro que se quedo alucinado cuando descubrió que los sentidos nos engañan.
· Ponte en situación:
Imagínate que tienes claro que si sueltas a la misma vez dos piedras, una más pesada y una más ligera, llega antes la más pesada. Lo sabes porque has estudiado la teoría de Aristóteles sobre la caída de los cuerpos, y lo sabes porque tu intuición te lo indica. Imagínate que haces el experimento y que ves que las dos piedras llegan al mismo tiempo, imagínate que repites varias veces el experimento y de varias formas distintas y que siempre llegan al mismo tiempo.
· Contesta ahora
4.1. ¿Crees que pensaras que estabas equivocado y que llegan al mismo tiempo?
4.2. ¿Crees que la Ciencia sustituirá la teoría de Aristóteles por otra más acorde con los hechos observados?


Y ahora el debate:

Voy a ser directo, que me he cansado mucho imaginando/diseñando el apartado anterior
a. ¿Veis ciencia por todos sitios, tal y como le pasa a Sacks?
b. ¿Es la Ciencia para vosotros un refugio, tal y como fue para Sacks?
c. ¿Creéis que las costumbres sociales son muy importantes para “anclarte a la realidad”?
d. ¿Crees que es positivo que desde pequeños aprendamos a estar sometidos a unas ceremonias, actos... rígidos (estar callado durante la misa, bajar la cabeza cuando pasa la bandera...)?
e. Y la última es abierta, ¿alguien quiere contar algo más que haya sentido al leer el capítulo? No me atrevo a ser más explícito en esta pregunta

Un saludo a todos y perdonar por el experimento, puede que no esté muy claro lo que pretendo, en los comentarios contestaré vuestras dudas.

Nota:

@estapillao, @deibitbanon y quizás @antineutrina están preparando sorpresas en “practicando”. Echad un vistazo a la página y si queréis transmitirles alguna sugerencia se lo hacéis llegar a ellos.

domingo, 8 de septiembre de 2013

El tío Tungsteno: 14) Líneas de fuerza

Esta semana toca conocer a fondo la electricidad porque Sacks descubre la inseparable relación entre la electricidad y la química. El ámbar, las botellas de Leyden y las máquinas de Wimshurst, y las distintas pilas que utiliza en su vida diaria, ¡o que fabrica a base de frutas, verduras y metales! (¿No sentís muchas ganas de probarlo todo en la sección Practicando? Ahí lo dejo caer). 

Por enésima vez queda claro que Sacks tiene una creatividad desbordante, que le lleva a repetir experimentos de los alquimistas, pasando de la "pura delicia estética" al "estudio sistemático", y no cuesta trabajo imaginárnoslo con líneas de fuerza en la cabeza. No hay que pasar por alto que mientras nos divierte con sus ocurrencias, está dando una clase magistral de electricidad y magnetismo, sin dejar de lado las aplicaciones más cotidianas: baterías de coche, la dinamo; y para lograr su objetivo recurre una vez más a la historia de la ciencia: los descubrimientos de Faraday, y las primeras pilas que se conservan en el Museo.

Propuestas para el debate

1. "Deduje de esos experimentos que la electricidad por rozamiento podía ser formidable, pero que era demasiado descontrolada, demasiado violenta, para ser de mucha utilidad". ¿Esto es posible en el siglo XXI en un aula de adolescentes? ¿Es viable enseñar el método científico tal como lo aprendió Sacks a base de prueba-error-análisis de resultados? Por ejemplo, aparece el tío Dave que no le adelanta resultados y le deja que se equivoque.

2. No me resisto a resaltar una vez más cómo de la belleza ("pura delicia estética"), Sacks sigue hacia "el estudio sistemático". Claramente, es un personaje extremadamente peculiar, capaz de relacionar lo que hace, con la literatura (en este capítulo, aparece H.G. Wells) y de imaginar el mundo rodeado de lineas de fuerza magnéticas. Pero aunque sea un especimen en peligro de extinción, puede servir para pensar, ¿ciencia y arte se relacionan? ¿De qué manera? ¿Qué pueden aportarse mutuamente (si es que opinas que aportan algo)?

3. Faraday no sabía de matemáticas (para mí ha sido sorprendente descubrirlo) y según Maxwell esto fue positivo porque se centró en lo que estaba haciendo. En un 'mundo globalizado', ¿hace falta saber de todo? ¿Dónde está la frontera para que todo mortal sepa distinguir entre ciencia y pseudociencia? 

4. Siguiendo con Faraday, dice Maxwell: "mientras estudiaba a Faraday me daba cuenta de que su manera de concebir los fenómenos era también matemática, aunque no se manifestara en la forma convencional de los símbolos matemáticos.", y retomo el debate de la semana pasada, ¿qué es la realidad? ¿Por qué las matemáticas pueden servir para describir las leyes básicas de la física y de la química que configuran el mundo en el que vivimos, en el que (como dice Sacks) no hay dos copos de nieve iguales?