Laplace, Heisenberg y mis evaluaciones

Hay una corriente filosófica llamada Determinismo, en la que se sostiene que si uno sabe  las leyes naturales que rigen el universo, y es capaz de medir su estado actual, es capaz de predecir lo que va a ocurrir en el futuro, o de anticipar un momento pasado en el tiempo. Uno de los principales defensores del Determinismo era Pierre–Simón Laplace, quien es más conocido por su transformada, que hemos sufrido todos los que hemos pasado por una carrera de ingeniería.

Pierre-Simon-Laplace_(1749-1827)[1]

Laplace sostenía que el mundo funciona como un reloj, con movimientos precisos y predecibles, de acuerdo con una serie de reglas. Conocer al mismo tiempo las reglas con las que se mueven los mecanismos del reloj y el estado interno de los mismos, proporciona la capacidad de predecir lo que va a pasar en el futuro, o de establecer cómo estaban dichos mecanismos en cualquier momento pasado.  Para el Siglo XIX se consideraba el Determinismo como una verdad absoluta, en parte por el empujón que le había dado Newtón, al poder predecir las órbitas pasadas y futuras de los planetas con formulaciones matemáticas. Pero eso no iba a durar mucho más…

Había algunos problemas que la postura determinista no podía explicar. Irónicamente uno de dichos problemas era el de la órbita de Mercurio, que no se ajustaba completamente a lo predicho por Newton. Otro de dichos problemas fue resuelto por Albert Einstein empezando el Siglo XX, al explicar un fenómeno llamado el Efecto Fotoeléctrico. Este trabajo le habría de valer para ganarse el premio Nobel, y serviría para abrir una Caja de Pandora. Einstein habría de renegar luego del monstruo que él mismo había ayudado a crear, y que hoy en día se considera una teoría aceptada por la comunidad científica: El Principio de Incertidumbre.

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El nombre del padre de esta joya de la ciencia moderna inspiró a los libretistas de Breaking Bad para bautizar al traficante más famoso de metanfetaminas: Heisenberg. La siguiente gráfica aparece en todos los libros de física moderna, y describe el experimento ficticio que propuso Heisenberg para explicar el Principio de Incertidumbre.

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La cosa es más o menos como sigue. Hay que imaginar un partícula muy pequeña (por ejemplo, un electrón) a la que se le desea medir su posición. Para poder visualizar la partícula y establecer su posición, primero hay que verla, y esto no es posible si no se hace incidir luz sobre ella. Pero la luz incidente cambia la posición o la trayectoria de la partícula, de modo que la medición estaría afectada por el observador. En resumidas cuentas: No se puede medir nada en este universo con una precisión arbitraria, siempre medir algo afectará el objeto de la medida.

En el mundo determinista de Laplace esto equivale a que nunca nos será posible conocer con exactitud el estado de los engranajes del reloj, siempre habrá un error inevitable en nuestras medidas. Antes estos errores se atribuían a la mala precisión de nuestros instrumentos o a fallas en las teorías formuladas (se le echaba la culpa al científico), pero ahora se sabe que la incertidumbre es una cosa propia del proceso. Como ya se dijo, Einstein renegó de estas formulaciones y llegó a decir que “Dios no juega a los dados en el universo”.

En todo caso, para que la incertidumbre sea significativa, el fenómeno tiene que ocurrir a muy pequeña escala. Cuando las dimensiones de un experimento alcanzan medidas apreciables por los humanos de forma natural, la incertidumbre es imperceptible. A pesar de todo esto, el Principio de Incertidumbre se usa en muchas aplicaciones prácticas, incluyendo las telecomunicaciones, la microelectrónica y la seguridad de computadores.

Una de las conclusiones del experimento con el electrón de Heisenberg es que no se puede medir nada sin afectarlo. Y eso aplica para un amplio espectro de aplicaciones, incluida la docencia. Se supone que las evaluaciones sirven para medir el estado real de desarrollo de conocimiento de un estudiante, pero así como intuyen los propios estudiantes y pensamos muchos docentes, las evaluaciones están lejos de conseguir este objetivo. Hay una cantidad de discusiones interminables sobre cuál es el método de evaluación más efectivo, pero el problema empieza perdido: Ninguno de los métodos sirve para medir de forma precisa lo que se pretende.

Muchos terminamos sacándole gusto a la situación. Yo he tenido evaluaciones que vale la pena enmarcar y exhibir. Hubo un examen en el que luego de un desarrollo matemático infructuoso, me pusieron un lacónico “no logic”, como queriendo transmitirme algo del estrés propio de no encontrar una respuesta cuando se tienen dos horas para hacerlo. También tuve algún chistoso que me dibujó las capas semiconductoras de un transistor en forma de buseta.

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El asunto de la evaluación funciona también en el sentido contrario. Cada semestre los profes recibimos evaluaciones por parte de los estudiantes y hay varias de ellas que también merecen aparecer en algún compendio. A mí me han dicho que he encontrado el remedio para el insomnio, y que seguro que arrullo a mis hijos para que se duerman dándoles una clase de Electrónica Análoga todas las noches. En esos momentos me siento como el electrón que describió Heisenberg en su experimento: Afectado por la evaluación…

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