22 nov. 2012

Com comprenem les magnituds? Del telescopi al microscopi

Al cafè científic d'ahir va venir Víctor Grau, de la Universitat de Vic, a exposar-nos algunes reflexions entorn a la manera en que els humans comprenem les magnituds. Víctor és doctor en Físiques i el seu camp de recerca eren els líquids quàntics, fins que es va dedicar a la didàctica de metemàtiques i ciències, per a mestres de primària.

Ja ens coneixiem, però a ran d'un comentari seu a la web The Scale of Universe, en la llista de l'ACCC a que estem subscrits tots dos, vaig pensar que ell podia ser la persona idònia per parlar sobre les magnituds allunyades de l'escala humana. El mèrit d'en Víctor ha estat superior al de qualsevol altre científic que hagi vingut al cafè científic, atès que no està parlant de la seva recerca, sinó que va fer un recull multidisciplinar ad hoc. Som-hi!

Les magnituds
Segons Viquipèdia, una magnitud física és qualsevol propietat natural que pot ser quantificada a partir de la mesura o del càlcul matemàtic. Podem pensar en velocitat, superfície, longitud, temps, pes, que mesuren magnituds concretes. Per tenir noció de les dimensions que ens donen, necessitem referències; que ho són totes les que els estudiosos d'objectes o variables fora de la dimensió humana, com poden ser les galàxies o els objectes minúsculs, nano. Els qui estudien grans dimensions acostumen a fer comparacions amb dimensions de la nostra magnitud, com ara camps de futbol els astrofísics; la història de l'univers comprimida en un any, com fan els paleontòlegs, o pensar que un cabell mesura unes 100 micres, com ens diuen els nanotecnòlegs. Majoritàriament ens sembla més fàcil imaginar-nos les mesures molt grans, que les molt petites; perquè les podem acostar millor a la nostra escala.

La filosofia
Protàgoras argumentava: "L'home és la mesura de totes les coses; les coses són, en relació a mi, tal com a mi em semblen; i, en relació a tu, tal com a tu et semblen". Plató, en el diàleg Protàgoras, en veu de Sòcrates, critica al filòsof d'Abdera, perquè dubtava de la validesa del coneixement absolut.

Les intensitats
Algunes sensacions o emocions no tenen magnituds establertes, tot i que si podem reflectir amb el llenguatge si sentim molt d'amor o poc dolor. Els metges miren de quantificar el dolor amb un regla, tot preguntant al malalt que situï en una escala de dolor del 0 (=absència de dolor) al 10 (=dolor insuportable), el que senten.

De la Terra a la Lluna
Víctor treu un globus terrestre de plàstic, que l'infla un dels participants al cafè. I duu també una pilota que representa la Lluna a escala. I pregunta, el nostre satèl·lit, amb quin continent es pot comparar? Doncs veiem que la Lluna és de dimensions similars a Europa. Aleshores ens demana que les situem a una distància a escala, segons aquesta dimensió. Tots quedem curtíssims, haguéssim hagut de necessitar 11 m. Estem acostumats a veure dibuixos en què, segons l'escala, la Lluna estaria a una distància de la Terra, com si estigués a la mateixa distància que d'aquí a Austràlia. La distància mitjana de la Terra a la Lluna és de 384.400 km, perquè varia al llarg de l'òrbita lunar. Pensem només que l'Apol·lo XI va trigar tres dies a arribar.

Cartografiar la Terra
Una dificultat que cal resoldre des de temps històrics, és la de la projectar la Terra en un planisferi. Per a resoldre els problemes de la cartografia, es fan diverses aproximacions. La projecció de Mercator, de 1569, que centrava el focus en Europa, equipara la dimensió d'Escandinàvia amb la de la Índia, quan aquesta darrera mesura tres vegades més que la superfície de la primera. La projecció de Peters, més moderna, suavitza les diferències de magnitud dels continents, tot i passar de tres a dues dimensions.

Trobar referents
“Durant el període que aprenia a seguir pistes, tornava al campament amb mostres fresques d’excrements i restes de vegetació, i n’observava el procés d’envelliment en diferents condicions meteorològiques. La repetició d’aquest senzill experiment afinà de seguida la meva habilitat per a precisar amb exactitud l’antiguitat de les pistes. Per a estimar millor les distàncies, vaig plantar uns bastons fora de la meva tenda, a distàncies variables entre 15 i 75 metres; així m’he familiaritzat amb les mesures reals”. Dian Fossey (1988) Goril·les en la boira, biografia en que es va basar la pel·lícula del mateix nom.

Mesurar el temps
Per Sant Agustí, la matèria no és eterna, sinó que neix i canvia amb el temps; i el temps el va crear Déu.
És difícil de mesurar el temps, o de trobar referents, perquè no podem tenir referents; els moments són successió, però no coexisteixen. I, també, és incongruent, lògicament, pensar que el temps passa de pressa; ja que, si tenim noció de velocitat (espai / temps), no podem incloure la variable.

Tenim un òrgan intern per mesurar el temps, una mena de rellotge. Està basat en reaccions químiques que, com moltes altres, en augmentar la temperatura es fan més ràpides. Així, amb la febre, el temps s'accelera.
Sembla que quan ens avorrim ens fixem més en el rellotge que mesura el pas del temps, de manera que tenim la sensació que passa més a poc a poc. En canvi, amb l'abstracció en circumstàncies en que ens divertim, no ens adonem del seu pas. Els acadèmics també diferencien entre la mesura del temps prospectiu (quant trigaré en fer una determinada tasca), i la del temps retrospectiu (quant fa que va succeir determinat fet).
John Wearden: Com mesurem el temps els humans?

Els colors
La percepció del color també genera conflictes. A banda dels daltònics (en tenim un a la sala), hi ha diferències de percepció entre homes i dones. I també segons la llum que rep un mateix objecte; no és debades que, de nit, todos los gatos són pardos. Aquesta dita reflecteix la realitat que, amb poca intensitat de llum, les cèl·lules de la retina que treballen són els bastons, els que distingeixen amb poca llum, i no els cons, que distingeixen els colors.

La llum
Més tard, amb les preguntes, parlem de l'origen dual de la llum, com és ona i partícula alhora. I entre en Víctor i alguns participants, comentem que és difícil de comprendre allò que no està en la nostra dimensió, perquè els aparells de mesura introdueixen biaixos. I, si mesurem la llum amb aparells per mesurar ones, trobem resposta com si fos una ona; si, per contra, la mirem de mesurar com si fos una partícula, rebem una altra sèrie de respostes.

La levitació
Sense recordar com, vam passar a parlar de la levitació. I, en aquí, van sortir des de la granota que levita, mitjançant jocs d'imants, fins al maglev. I ens vam passar a la mística, Sant Josep de Cupertino, o Santa Teresa, que sembla que era epilèptica. Marina Abramovic també ha reflexionat entorn les seves levitacions.

Magnitud originària
I, a la pregunta final, des de quin moment vas decidir fer-te físic? des de petit? en Víctor va respondre: "Si.
A 5è de bàsica vaig haver de fer el treball de recerca. El volia fer sobre un tema que algú altre va prendre i finalment el vaig fer sobre l'àtom, pensant que seria un rotllo. Finalment no ho va ser, m'ho vaig passar tan bé, que el següent treball va ser sobre les partícules elementals. A més, em va caure a les mans el Nuevo manual de la UNESCO para la enseñanza de las ciencias, a partir del qual em vaig fer una pila de petaca. Així vaig quedar fascinat per la física."

Foto: United States Geological Survey, via Wikimedia Commons 

Bibliografía
Abbott Abbott, Edwin (1884): Flatland. A romance of many dimensions 
Carandell, Miquel: La percepció del temps amb John Wearden; UABdivulga (juny 2012)
Klein, Étienne (2005): Las tácticas de cronos. Editorial Siruela, Madrid. 192 pág.
Levy Leblond, Jean-Marc (2002): Conceptos contrarios, Tusquets Editores, Barcelona
Paulos, John Allen (1990): El hombre anumérico. Col. Metatemas; Tusquets Ediciones, Barcelona. (opinió)
Ima Sanchís: John Wearden, experto en percepción del tiempo: La Contra de La Vanguardia (14/06/2012)

Més informació de Víctor Grau:
Creació d'un arc de Sant Martí nocturn
Physics
La màgia de la levitació

Més informació a Cosir i repuntejar
Viatjar a la velocitat de la llum (06/04/2010)
Comprendre l'Univers (19/02/2010)
Tot és relatiu (04/02/2010)

No hay comentarios:

Publicar un comentario