¿Queremos educar para un mundo cambiante? ¡Enseñemos Física Cuántica a los niños!

Como a todos vosotros, me preocupa la educación de mis hijos. Y mucho. Y me preocupa, entre otras cosas, porque tengo mis dudas de que el sistema educativo esté preparado para el siglo XXI.

Supongo que para nuestros ancestros era relativamente fácil. Si bajas del árbol, viene una fiera y se te come. De éste defiéndete así, y de este asá. Busca alimento de esta manera, cobijo de esta otra. Quizá ellos tuvieran otra percepción, quizá sí pensaran en un mundo cambiante (recordad el artículo sobre los Croods y la resistencia al cambio). Pero, visto lo visto, y comparado con nuestro siglo, parece una broma.

Uno de los problemas principales del sistema educativo es que está pensado para el continuismo, la repetición, no para un mundo cambiante. Peor aún, estamos enseñando en base a reglas, con métodos y principios que podían valer cuando nos enseñaron a nosotros, incluso cuando muchos de nosotros nos incorporamos al mundo laboral. Pero no ahora.

Pero están, ¿preparados los más pequeños para un cambio de paradigma en la educación?

Los Espíritus Guerreros se hacen cuando estás al máximo jugando al fútbol. Si combinas tres Espíritus Guerreros, que son Caballero Lancelot, Alado Archipegaso y Director Magister creas al Señor de las Bestias Grifo. El mejor Espíritu Guerrero es el de Vladimir, el hermano gemelo de Victor Blade, que es quien invoca Caballero Lancelot. El Mejor Espíritu guerrero de Vladimir se llama Caballero Misterioso Pendragón.

¿Habéis entendido algo? Yo os juro que no. Me lo dijo el otro día mi sobrino Óscar, de 8 años. Así, de un tirón, sin respirar. Me lo ha tenido que dictar para incluirlo aquí. Lo único que sé es que me está hablando de un videojuego de Inazuma Eleven. Y que, aunque la historia parece tener que ver con fútbol, no es desde luego el fútbol que todos conocemos.

Fuente: http://s1137.photobucket.com/user/Poisonserpent/media/giftormentadefuegoGO.gif.html
Fuente: http://s1137.photobucket.com/user/Poisonserpent/media/giftormentadefuegoGO.gif.html

Si son capaces de entender esto, de verlo con naturalidad, sí están preparados para entender aquello que vaya contra “la lógica”, contra el mundo como lo conocemos. ¿Por qué simplemente les enseñamos el mundo como lo han estado viendo durante siglos y milenios seres humanos? Lo cual, como físico que soy, me lleva a preguntarme: ¿por qué no les enseñamos física cuántica? 

Puede que la física cuántica aporte poco al futuro de unos niños de 8 o 9 años. ¿O quizá sí?

¿Qué es la Física Cuántica?

La Física Cuántica es una rama de la física que trata de dar explicación a los fenómenos que ocurren a escalas muy pequeñas, atómicas y subatómicas. Surge a principios del siglo XX cuando se trata de explicar, precisamente, la naturaleza de la materia y las leyes que gobiernan a los átomos.

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Resulta complicado resumir los principios de la física cuántica en unos pocos párrafos, así que me limitaré a comentar algunos de los postulados esenciales de la misma que, como veréis, van totalmente en contra del mundo físico que conocemos.

  1. Probabilidades, probabilidades, probabilidades. Uno de los principios disruptivos (¡sí, disruptivos para la época!) de la física cuántica fue la constatación de que las partículas no están en ninguna parte, sino en todas al mismo tiempo. Es decir, no podemos decir “ese electrón está en la posición X”. Sólo podemos afirmar que las partículas tienen una cierta probabilidad de ocupar una cierta posición. Las cosas no están en un sitio, solo podemos hablar de probabilidad de estar ahí.
  2. Medir cambia las cosas. El mero hecho de medir algo puede modificar el estado de lo que se mide. El comportamiento físico de un sistema cambia dependiendo de si estamos observando algo sobre él (el experimento de la doble rendija, para los iniciados).
  3. La doble naturaleza de las cosas. Mientras que en nuestro mundo tenemos ondas y partículas, en el mundo cuántico existe la llamada dualidad onda-partícula. Por ejemplo, un electrón en ocasiones se comporta como una partícula, pero en otras como una onda. Todo depende de lo que observemos de dicha partícula.

By edward elrick (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) or CC BY 2.5 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.5)], via Wikimedia Commons
Puede que al final la física cuántica sí tenga que ver más con nuestro mundo macroscópico de lo que creemos. Puede que no sirva para describir la manzana de Newton, cayendo sobre su cabeza. Pero tampoco las teorías de gestión y estrategia que servían a finales del siglo pasado (e incluso principios de este) son necesariamente válidas en el mundo en el que vivimos.

Sin ánimo de hacer de este artículo un tratado de la física cuántica, sí hay una serie de de conceptos que nos deberían hacer reflexionar.

La probabilidad en la naturaleza de las cosas

Un plan, un calendario, una estimación no son más que probabilidades. Es nuestro mejor entendimiento de algo, aquello que tiene más posibilidades de terminar siendo. Cuando hacemos una planificación (¡realista!), puede pasar cualquier cosa, pero lo más probable es que termine sucediendo lo que estamos plasmando en la misma.

La importancia de la medida

El hecho de medir es algo consustancial a la física básica, como debería serlo en la ideación de productos y servicios. Por ejemplo, no validar las hipótesis principales de un modelo de negocio conlleva un riesgo enorme que puede hacer fracasar dicho modelo (no perderse el fantástico artículo de Xavier Camps sobre el caso de la empresa Rent the runaway).

Más aún, y aunque sea un poco sutil, la propia medición puede de hecho alterar siquiera levemente el estado de lo que se mide. Validar desde el principio un modelo de negocio con determinados usuarios, tales como early adopters, puede de salida proporcionarnos una base fiel de clientes que se sientan enamorados con el concepto que presentamos (o simplemente comprometidos, como demuestra la psicología conductista).

Sin abandonar el mundo de la física cuántica, podemos también recordar el caso del gato de Schrödinger (para los defensores a ultranza de los animales, tened en cuenta que es un experimento imaginario, no llevado ni llevable a la práctica)

¿Cómo está un modelo de negocio, un plan, mientras no hagamos algún tipo de medida sobre él? Ni vivo ni muerto (aunque las probabilidades no serían 50/50, sino que dependerían de la habilidad del que lo ha creado).

El principio de incertidumbre

La física cuántica nos enseña que cuanto más preciso es el conocimiento de una variable física, mayor incertidumbre tendremos en alguna otra. Por ejemplo, cuando con mayor precisión tratamos de averiguar la posición de una partícula, mayor incertidumbre tendremos en el conocimiento de su velocidad (de hecho de otra cantidad denominada momento lineal, relacionada con la misma).

Con cuanta más precisión queremos determinar el alcance de un proyecto, mayor incertidumbre podemos tener en otras variables, como por ejemplo, los plazos o los costes. ¿Por qué? Por que si bajamos en demasía en la especificación y planificamos en base a eso, cualquier cambio que necesariamente se produzca en la misma (¡recordemos, es lo más probable, no lo seguro!) de mayor manera podría llegar a afectarnos al calendario o la estructura de costes, como un castillo de naipes. La clave para entender esto es el nivel de detalle, de la misma manera que los efectos cuánticos no se perciben a nuestra escala de seres humanos. No podemos saber todo de todo.

Recíprocamente, si queremos saber con muchísima precisión cuándo vamos a terminar un proyecto, la información del alcance del mismo quedará sujeta a una mayor incertidumbre (en el caso extremo, imaginad que queremos saber en qué día, hora, minuto y segundo completaremos el proyecto).

A mayor certidumbre en unas cosas, mayor incertidumbre en otras. Esto ya nos lo dice la física cuántica.

Conclusiones

Podría continuar con más ejemplos de cosas que te sorprenden de la cuántica, que aprendemos ya en física en la universidad, y que contradicen el mundo tal y como lo percibimos, pero que un niño le puede parecer de lo más natural (pensemos, por ejemplo, en el llamado efecto túnel).

Porque, en el fondo, y volviendo a la tesis inicial, lo que me preocupa es que estemos formando para un mundo determinista, repetitivo, cuando la realidad, a escala subatómica en las leyes de la física, y a nuestra propia escala en el día a día, no lo es.

Debemos fomentar la creatividad para explicar situaciones que van contra la lógica. Si lanzas una ráfaga de pelotas de tenis al azar contra una pared con dos agujeros en ella, algunas de las pelotas chocarán contra la pared, y otras pasarán por un agujero o por el otro. Si en vez de pelotas son electrones, tal afirmación no es cierta, salvo que pongamos detectores de electrones en los agujeros en cuestión. ¿Cómo explicar esto? Échale un vistazo a este vídeo, si quieres indagar un poco más sobre el tema.

El descubrimiento de la física cuántica fue sin duda uno de los periodos dorados de la Física, y no solo porque se abría un nuevo campo, sino porque los pioneros tuvieron que afrontar dos grandes dificultades. ¿No es un valor también educar en vencer a la resistencia al cambio? , a vencer el principio de autoridad. ¿Sabéis quienes fueron los artífices del descubrimiento de la mecánica cuántica? Físicos jóvenes, en su mayoría (salvo excepciones) recién salidos de las universidades. Hasta el propio Einstein, por entonces ya con una gran reputación, se opuso frontalmente a las ideas subyacentes de la nueva física.

Por último, el surgimiento de la física cuántica tuvo sus Sillicon Valleys particulares. Del trabajo en solitario de físicos como Galileo o Newton, se pasa a una mayor colaboración en centros de investigación y universidades. La importancia de compartir información y trabajar en equipo.

¿No son estos valores en los que deberíamos educar? No hace falta machacar a ecuaciones farragosas a niños de 8 años. Pero la física cuántica muestra una bonita historia sobre cómo las cosas no son lo que parecen ser, y cómo el ser humano ha tratado de dar explicación a lo que observaba trasgrediendo las leyes del sentido común y el principio de autoridad.

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20s comentarios

    1. Una reflexión muy interesante, #Bolboreta. Difícil dilema: despertar la curiosidad para saber cómo funcionan las cosas, o simplemente disfrutar de ellas.

      En mi opinión, no hay una respuesta. Cada uno debe hacer lo que le pide su “instinto” (o como queramos llamarle). Va en formas de ser …

      Lo cual me recuerda a un borrador de artículo que tengo desde hace tiempo parado. Quien sabe …

  1. No sé si será cuántico o no, pero algo de lo que apenas somos conscientes cuando lanzamos un proyecto es que nosotros formamos parte de él.

    Es decir, a medida que vamos transformando la realidad, nos vamos transformando a nosotros mismos. De modo que cuando acaba el proyecto, independientemente del resultado, ya no somos las mismas personas.

    1. Pues no sabría decirte exactamente a qué hecho de la cuántica podría referirse, pero la interpretación filosófica de la misma (universos paralelos, …) es muy amplia. Hay un libro bastante antiguo pero muy interesante que se llama El Tao de la Física, que establece unos paralelismos muy interesantes entre la física moderna (¡al menos la de los 90!) y las religiones.

      Tenga que ver o no con la cuántica, tu reflexión es totalmente cierta.

      ¡Gracias por comentar!

  2. Muy buen artículo Ángel, perfectamente aterrizado el concepto y que suscribo “del tirón”. Si no sabemos nada de lo que va a pasar, y tenemos constancia ya en nuestro día a día o incluso desde que empezamos a trabajar, ¿por qué nos empeñamos en el determinismo?

    Es como la famosa frase de no me dés peces enséñame a pescar, la educación debe pasar por dar la herramientas para que te formes tus propias opiniones, tengas tus propias ideas y no te dé miedo hacerlas y también que seas DIFERENTE (creatividad, innovación).

    Muy bien llevado a tu terreno de la física cuántica y me parece un paralelismo bastante interesante que habrá que ahondar más. Lo mismo el siguiente libro que me lea de Project Management sea la Teoría de la Relatividad 🙂

    1. ¡Muchas gracias Julián!

      La historia de este artículo es realmente como la cuento. Hablando con mi sobrino me di cuenta de que no entendía ni jota de lo que me decía, pero que para él era algo natural, aunque fuera contra la “lógica” (iba a decir con lo que vemos día a día, pero con las horas que se pasan los peques delante de las consolas :P) Cuando me explicaron física cuántica a mí me sonó a “esto se lo están inventando”. Y siempre me ha fascinado la capacidad creativa e intelectual que tienen los físicos (yo lo soy, pero no me incluyo en ese saco) para poder explicar los fenómenos que observan y que parecen ir contra el mundo que observan

      La idea de que a un niño no le parecería extraño lo de las probabilidades en cuántica, o que una partícula se transforme, cambie de estado, … no le debería sorprender. Y que esas cosas sí las vemos en nuestras vidas diarias. Tú sabes perfectamente la naturaleza probabilística de una estimación. Y hay otros muchos sobre los que tengo que reflexionar y ahondar un poco más.

      Volveré a la carga 🙂

      Hay libros de historia sobre cómo se fraguó la mecánica cuántica que merece mucho la pena leer. Aunque solo sea para entender la importancia de cómo compartieron información y la colaboración entre físicos, cosa nada habitual en los orígenes de la ciencia.

      ¡Gracias por comentar!

  3. Hola Ángel,
    un planteamiento muy acertado. Ha estado bien este ejemplo porque para mucha gente las ciencias “duras” son cosa de cuatro frikis y creo que eso es un error.
    Además has dicho una cosa de la física que a mí me hacía gracia y es lo del momento lineal. Si es masa por velocidad, mi padre lo llamaba cantidad de movimiento. La palabra momento siempre la asociaba a un giro.
    Abrazos 🙂

    1. ¡Gracias Carol!

      La física cuántica parece un cuento de superhéroes: partículas y sistemas que hacen lo inesperado, camban de estado, tienen doble naturaleza, … Qué le voy a decir a una licenciada en Química 😉 …

      Si se te ocurren más paralelismos, estoy recabando información e ideas para un segundo artículo sobre el tema, porque éste está gustando.

      ¡Gracias por comentar!
      Ángel

  4. Ángel: genial.

    Estaba leyendo esta mañana un capítulo de «Waltzing With Bears: Managing Risk on Software Projects» cuya conclusión era que, si aplicamos gestión de riesgos, para la fecha de entrega de un proyecto software conseguimos una función de probabilidad. Para poder estimar una fecha de entrega con cierta fiabilidad debemos usar la función de distribución acumulada asociada a función de probabilidad.

    Probabilidades, estadística, incertidumbre…

    Las tres variables del triangulo de hierro de la gestión de proyectos (Alcance, coste y tiempo) son realmente funciones de probabilidad, y son interdependientes.
    ¿Por qué no introducimos la gestión de riesgos y empezamos a hablar del “cuadrado de hierro”? ¿Es que acaso la materialización de un riesgo afecta menos al proyecto que un cambio de alcance?

    Estoy también de acuerdo contigo en que el sistema educativo no está preparando a profesionales del siglo XXI. Estoy deseando enredar con mi hija en http://scratch.mit.edu/ pero está demasiado ocupada memorizando…
    De todas formas, temas que estudié en la universidad (Estadística) o en BUP (Lógica, Latín), al final son útiles…. Es complicado.

    Saludos,

    1. ¡Gracias Luis Miguel!

      ¡Lo has explicado perfectamente! Quizá no sea necesario introducirles en las herramientas matemáticas del análisis de riesgos, pero sí en crear la “cultura” de tener en cuenta los riesgos y valorarlos. Ojo que no se trata de que no asuman riesgos (de hecho es todo lo contrario, en mi opinión), pero sí de manera controlada.

      Mi peque se ha dejado convencer con Scracth y empieza dentro de poco como una actividad extraescolar (cumple 9 años a semana que viene). Una de mis cuñadas conoce ese lenguaje y les ha metido en vena el gustillo. Hay otras iniciativas muy chulas para enseñar a programar a los más pequeños (échale un vistazo a Codespells, http://codespells.org/)

      Me ha encantado la frase “Demasiado ocupada memorizando”. Tengo que hacer un artículo sobre eso 🙂 Es triste que sea así, pero cierto 🙁

      ¡Muchas gracias por comentar!
      Ángel

  5. Gran artículo Ángel,me recuerda a mis tiempos cuando estudiaba física en la Universidad de Valencia (los tuve que dejar por circunstancias de la vida).La verdad es que para mi la solución es muy sencilla: educar en el determinismo es mucho más fácil y aconsejable que en la incertidumbre ya que con el primer sistema pueden manejarnos,educarnos a su antojo.Pero un sistema educativo basado en lo contrario no podrían controlarlo.No seriamos borreguiles haciendo lo que ellos quieren.Tipo Matrix.
    Un saludo

  6. Precisamente de esto me hablaba esta mañana una amiga por skype mientras preparábamos la comida de las niñas.
    No es necesario ser ninún genio para darse cuenta de que el universo está en continuo cambio y movimiento (no es que no te considere un genio, que sí, particularmente me has llegado al alma por la proximidad de puntos de vista, conocimientos y experiencias. Ya tienes una nueva seguidora si me permites la manifestación).

    que quiero decir es que precisamente lo que le interesa al “establishment” es continuar sembrando en la mente de las nuevas generaciones la misma idea de permanencia que sembraron en nuestras mentes y en las mentes de nuestros padres, abuelos y de nuestros antecesores, llegando así al punto de origen en el que unos pocos en la cúspide de la pirámide, se repartieron el planeta y los seres humanos que habitaban en ella.

    De modo que la idea de “permanencia” innata en la mente de los seres humanos, ha sido regada y abonada durante siglos, para que las cosas permanezcan como están, sin cambios, y sin amenazas, por tanto, para los intereses de los que controlan el “cotarro”.

  7. Hola,

    En primer lugar, muchas gracias por tus amables palabras. Es un vedadero placer que te unas a la lista de lectores de este blog.

    Coincidimos entonces en lo importante que es educar en lo cambiante, más que “en lo de siempre”. Es EL reto de la educación.

    ¡Gracias pr comentar!
    8)

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