Mundo cuántico

“La física cuántica siempre se nos presenta como algo misterioso, imposible de entender, y plagada de mitos que son utilizados para vendernos todo tipo de artilugios con propiedades esotéricas o para explicar fenómenos extraños. Pero, más allá de todo este folclore y de su uso por más de un aprovechado, la física cuántica predice fenómenos extraordinarios en el mundo microscópico que pueden ser verificados experimentalmente. Estos experimentos requieren nuevas técnicas y años de preparación y desarrollo. Serge Haroche y  David Wineland han sido galardonados con el Premio Nobel de Física 2012 por el desarrollo de dichas técnicas y la observación de muchos de estos fenómenos” (Ignacio Cirac,  http://sociedad.elpais.com/sociedad/2012/10/16/actualidad/1350406555_151960.html)

La posibilidad de estar en dos sitios a la vez, de viajar grandes distancias sin moverse,  de justificar fenómenos paranormales buscan explicación en la física cuántica. En realidad,  estos fenómenos no se repiten de la misma manera  en el mundo atómico que en el macroscópico  que contiene billones y billones de átomos.  Vamos a intentar  ofrecer unos cuantos libros de divulgación que nos ayuden a entender más esta revolucionaria teoría,  a entender mejor el mundo cuántico, palabra  que se utiliza tanto en física como en computación, psicología y otras disciplinas y a veces no con mucho rigor.

 

Sven Ortolli en  El cántico de la cuántica    nos dice  que la física cuántica contiene en sí los gérmenes de una inmensa revolución cultural que en un principio solo se realizó en el seno de un  restringido  grupo de grandes científicos. Para Ortolli  “ Teoría  salvaje, subversiva y devastadora, la física cuántica echó abajo el civilizado edificio levantado en el curso de los siglos por la ciencia tradicional. Esta teoría nos hace entrar decididamente en el mundo de la ficción científica”

En Física de lo imposible:  ¿podremos ser invisibles, viajar en el tiempo y teletransportarnos?   el prestigioso físico y gran divulgador  Michio Kaku aborda  estos inquietantes temas, tan utilizados muchas veces por farsantes y parlanchines pero tan atractivos y necesarios de explicación científica. Un fascinante viaje por mundos hasta ahora soñados solo en la ciencia ficción, una mirada inteligente, seria y a menudo sorprendente a lo que nuestra actual comprensión de las leyes del universo nos permite vislumbrar en un futuro: invisibilidad, teletransporte, robots, viajes en el tiempo, universos paralelos…etc.

 

     El zoo cuántico: guía turística del interminable Universo,  de  Marcus Chown, es un delicioso libro didáctico, ameno y riguroso que intenta explicar la teoría cuántica a través de temas tan familiares para el público como el inmenso potencial de los ordenadores cuánticos,  el mundo telepático y el entrelazamiento, del que dice textualmente:   “ el uso potencial más sexy del entrelazamiento implica tomar un objeto y enviar una descripción completa de él a un lugar remoto, de manera que una máquina razonablemente inteligente ubicada en el otro extremo pueda construir una copia perfecta. La tecnología para reconstruir un objeto sólido simplemente a partir de la información que lo describe está, naturalmente, más allá de nuestra capacidad tecnológica actual”.

 

En cuanto al potencial de los ordenadores cuánticos, la misma Academia al conceder el premio Nobel de Física nos recuerda que  “La manipulación y observación directa de los sistemas cuánticos individuales es lo que abre la puerta hacia la computación ultrarrápida del futuro. En los ordenadores convencionales, actuales, la unidad básica de información, el bit, puede asumir dos valores: uno o cero. Pero en un ordenador cuántico, la unidad de información puede ser uno y cero a la vez, por lo que los bits cuánticos (qbits) pueden tener cuatro valores: 00, 01, 10 y 11, multiplicándose así la capacidad de manejar información”

 

Y otro interesante punto de vista es el del libro  El enigma cuántico: encuentros entre la física y la conciencia, en el que Bruce Rosenblum y Fred Kuttner  exponen con claridad y sin tecnicismos el desarrollo histórico de esta teoría, relatan fascinantes  historias y anécdotas sobre los científicos involucrados en ella y exploran la idea de que la conciencia afecta a los fenómenos físicos.  Se trata de una amena aproximación a un misterio que obsesiona a los físicos desde hace ocho décadas.

 

 

    The physics of Star Trek , de  Lawrence M. Krauss, desmenuza toda la física que hay en la serie Star Trek.  El último capítulo se dedica a enumerar   10  grandes errores científicos que hay en la serie: el motor de curvatura, que permite viajar a una velocidad superior a la de la luz; la idea de que la galaxia es tan grande que incluso a la velocidad de la luz se necesitan 50 años para atravesarla; la creación del  Transportador, que permitía a la tripulación de la nave viajar instantáneamente a otra nave o a un planeta…etc. El autor deja claro que estos errores son necesarios y que la ficción necesita a veces  de ellos para despertar  interés y espectacularidad. Y reconociendo también que este clásico popularizó  términos  y conceptos científicos en la población no especializada.

 

 

El objetivo  de Introducción al mundo cuántico es, en palabras de su autor, David Jou, reflejar  «la enorme eficacia práctica de la física cuántica, su incidencia en muchos de los dispositivos que rodean nuestras vidas cotidianas, su impacto multimillonario en las economías avanzadas, su dinamismo avasallador en la apertura de horizontes tecnológicos(…) e incluso aquello que tiene de gloria y aventura de la creatividad humana».

 

 

En  Otros mundos: el espacio y el Universo cuántico,  Paul Davies  presenta una visión  del universo  en la que caben múltiples mundos en un superespacio de existencias alternativas.  Autor de numerosos trabajos de investigación, es conocido, también, como escritor de libros de divulgación científica. “El profesor Davies describe los aspectos más profundos de la teoría cuántica de una forma clara y luminosa, a la vez que tremendamente estimulante. Nadie podrá leer este libro sin sentir la emoción de estar llegando a lo más profundo y paradójico del universo»” (Isaac Asimov)

 

Otros libros de divulgación interesantes sobre el tema:  Entrelazamiento : el mayor misterio de la física,   Borhr:  de la teoría atómica a la física cuántica  y  Teoría cuántica para principiantes.

 

Muy interesante es esta  entrevista realizada al  premio Príncipe de Asturias Ignacio Cirac, en la que,  con la didáctica que le caracteriza,  explica lo que son los ordenadores cuánticos  y otros muchos aspectos  muy interesantes sobre la física cuántica: http://4grandesverdades.wordpress.com/2009/08/30/teletransportare-millones-de-atomos-entrevista-a-ignacio-cirac-fisico-cuantico-victor-m-amela-091104/)

 

Científicas y Mujeres

    

 El día 8 de marzo, DÍA INTERNACIONAL DE LA MUJER, se conmemora el centenario de la consecución del derecho de las mujeres a la matrícula universitaria. Por ello, la Universidad de Cantabria ha organizado un ciclo de conferencias titulado “Un siglo de universitarias en España, 1910-2010”.                      

Es, pues, un buen momento para recordar el papel de la mujer en la ciencia y ofrecer  unas cuantas obras que abordan el tema. Hay numerosos libros que han intentado enmendar el anonimato que ha perseguido históricamente a las mujeres dedicadas a la ciencia. Muchas de ellas sometidas al desprecio de sus colegas, a la indiferencia de las instituciones académicas y, en algunos casos, a la apropiación de sus descubrimientos por parte de compañeros y colegas.

 

 

                         

 Las damas del laboratorio, de María José Casado es un libro narrado con amenidad y profusión de detalles que harán sonrojar a más de un hombre y que desvela la trayectoria de auténticas pioneras en sus respectivos campos del saber y que impulsaron el camino de la ciencia. Desde Hipatia de Alejandría, pasando por Marie Curie e incluyendo a la española María Andrea Casamayor –que siempre firmó sus trabajos con nombre masculino- se reivindica el papel de la mujer y su contribución al progreso científico.         

                  

Matemática es nombre de mujer, de Susana Mataix  es una obra a medio camino entre la realidad y la ficción. Con un argumento de novela se habla de mujeres matemáticas de reconocido prestigio: Madame du Châtelet, amante, compañera intelectual de Voltaire, Ada Lovelace, hija de Lord Byron, Florence Nightingale – madre de la enfermería moderna-  y otras reflexionan sobre muchos temas y, en especial, sobre las condiciones personales (casi siempre negativas) en las que fructificó su pasión científica.                         

HIPATIA DE ALEJANDRIA

Ada Byron

Sonia Kovalevskaya

 

 

 

 

 

 

Émilie de Châtelet

Marie Curie

    

 

 

 

        

 

  

Ya de forma individual, son muchos los libros que tratan de la vida y la obra científica de  Marie Curie, la primera mujer que consiguió una cátedra en la Sorbona y fue premio Nobel de Física en 1903 y de Química en 1909. En  Sofía, la lucha por saber de una mujer rusa,  de Xaro Nomdedeu Moreno se habla de una apasionada de las matemáticas pero que tuvo que aceptar un matrimonio de conveniencia para poder salir de Rusia y tener acceso a una educación superior. Y la polémica todavía existente en torno a la mujer de Einstein: Mileva Einstein-Maric : ¿por qué en la sombra?  , de Esther Rubio Herráez se centra en la potencial contribución de Mileva al desarrollo de los trabajos más importantes – la teoría de la relatividad- y por los que Einstein recibió el premio Nobel en 1921, polémica que todavía sigue abierta.          

 

En  Nosotras, biocientíficas españolas  descubren las claves y motivaciones de una vocación que les ha llevado a dedicar su vida a la Ciencia. También en Matemáticas y matemáticos  se habla de la parte de las mujeres en la investigación matemática. Pioneras españolas de las ciencias saca a la luz las aportaciones de las mujeres a las ciencias físico-químicas en España en el primer tercio del siglo XX.      

               

              

    Margarita Salas  pertenece a varias de las más prestigiosas sociedades e institutos científicos nacionales e internacionales, entre ellos la  Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, siendo la primera mujer española que forma parte de esta institución.          

           

  

Y, por supuesto, Rita Levi Montalcini, a la que ya hemos dedicado una entrada. La científica Dian Fossey dirigió durante 20 años el Centro de Investigación de Karisoke y difundió por todo el mundo los resultados de sus investigaciones. En Gorilas en la niebla : 13 años viviendo entre gorilas,  nos cuenta su experiencia, que  se llevó al cine con gran éxito.          

            

Dian Fossey

 

 La ciencia-ficción tampoco ha destacado por presentar protagonistas- mujeres que sean científicas. En Volcano una meteoróloga, disfruta de su oficio en el enfrentamiento a un crisis local y une esfuerzos con un hombre, para resolver los misterios de lo que sucede y parar los daños causados por el desastre natural. En el descubrimiento del enigma la acompaña otra geóloga. En Twister  también una meteoróloga  persigue los tornados en su afán por descubrir sus movimientos usando un aparato inventado por ella y su colega para poder predecirlos con más antelación. La radio de Darwin, de Greg Bear es un thriller sobre la investigación genética y el futuro de la humanidad protagonizado por una bióloga que tiene que resolver un rompecabezas evolutivo que puede determinar el futuro  de la especie humana.                      

                 

                   

 

  

 

 

                             

 

 

ARTE Y CIENCIA

El pensamiento que presentó a las culturas científica y humanística como poco menos que enemigos irreconciliables hace tiempo que entró en crisis. Hoy ciencia y arte se consideran visiones complementarias y no contradictorias del mundo. La matemática  se oculta tras la poesía, la pintura y la arquitectura y los libros que ofrecemos son un buen ejemplo.

 

Geometría para turistas: una guía para disfrutar de 125 maravillas mundiales y descubrir muchas más, de Claudi Alsina, es un ameno recorrido por los secretos, misterios y curiosidades matemáticas que esconden las ciudades y los edificios más emblemáticos del mundo, respondiendo a preguntas como: ¿Cuál es el número secreto de la Sagrada Familia?, ¿Cómo se calculó la fachada del Guggenheim de Bilbao?, ¿Cómo son los rascacielos?…etc.

 

 

Las matemáticas y la Mona Lisa, de  Bülent Atalay aborda los rasgos comunes entre ciencia y arte en la obra de Leonardo da Vinci…”un delicioso paseo a través de los milenios que unen arte, arquitectura y ciencia bajo el paraguas de Leonardo”.

 

 

Burbujas de arte y matemáticas,—- en el libro se habla de catedrales, monumentos y edificios en los que arte y matemáticas son inseparables: Las vidrieras de la catedral de León y su relación con la geometría, la catedral de Burgos y sus símbolos: estrellas, “la Vesica piscis”, el triángulo de Reuleaux …Y hablando de estas catedrales, la novela El número de Dios, de José Luis Corral es una intriga histórica sobre “uno de los mejores secretos guardados, transmitidos de generación en generación entre el gremio de los arquitectos, el número de Dios, el secreto sobre el que se sustentan las catedrales”

 

      

 

 

 

 

 

Las matemáticas del arte, de Vicente Meavilla Seguí  trata de la influencia matemática en el mundo de las artes pero no cómo algo consciente y premeditado por parte del artista sino como una rebelión que revolotea en sus mentes, muy cerca de las musas..

 

Pluma, Pincel y Batuta las tres envidias del matemático, de Piergiorgio Odifreddi relaciona la matemática con las estructuras de algunas obras literarias- Borges, Las mil y una noche… PLUMA-  y con la medida en la música –BATUTA- y la geometría con las artes plásticas –PINCEL- en las obras maestras de todos los tiempos, incluyendo el arte abstracto.

 

 

La rebelión de las formas, es un estudio interdisciplinar con incursiones en el arte, la música y la filosofía. A nuestro alrededor un número enorme de objetos parece compartir un reducidísimo número de formas: esferas, espirales, conos, fractales… ¿por qué son más frecuentes éstas y no otras? El artista y el matemático  hace un recorrido histórico del grupo BOURBAKI  y de los protagonistas y  las ideas más transcendentales del siglo XX: Picasso, estructuralismo, la matemática de conjuntos…etc. La proporción: arte y matemáticas aporta reflexiones sobre la pintura pero sin olvidar tampoco la arquitectura, el diseño de mapas, el uso de las TIC, la escultura y la música. El libro pretende llegar a todo tipo de público, con un texto asequible y gran profusión de imágenes.

 

 

En Einstein y Picasso:el espacio, el tiempo y los estragos de la belleza, de Arthur I. Miller se plantea la cuestión sobre si existe algún vínculo entre la forma de pensar de un gran científico y la de un  gran artista. El libro hace un recorrido por las biografías paralelas de Einstein y Picasso y revela sorprendentes datos acerca de cómo vivían y trabajaban ambos genios; cómo, sin saberlo, abordaban el mismo problema: hallar una nueva y adecuada representación del espacio y el tiempo.

La simetría ha sido una idea clave para artistas, arquitectos y músicos durante siglos, pero dentro de las matemáticas continuó siendo, hasta hace muy poco tiempo, un misterio. Durante el siglo XX, sin embargo, la simetría- manifiesta en nuestros cuerpos y en la naturaleza- resultó fundamental para los conceptos más importantes de la cosmología. Belleza y verdad: una historia de la simetría, de Ian Stewart, cuenta la historia, desde los escribas de la antigua Babilonia hasta la física del siglo XX.

 

ESPACIO Y TIEMPO

   

Para beber un cuartillo o cortar un alna de paño

O ajustar las agujas en el reloj familiar,

¿Era realmente necesario el arco meridiano?

Se puede medir muy bien un paño sin medir la Tierra,

Y si nuestros cálculos no están libres de error,

Romper viejos hábitos es malvado rigor.

               

     «Sátiras sobre astrónomos» (1803),  Louis Sébastien Mercier

 

    El primer gran descubrimiento fue el tiempo. La humanidad aprendió pronto a dividir los ciclos de la naturaleza en años, semanas , días , horas, minutos y segundos. La otra magnitud es el espacio y ambas están relacionadas cuando hay movimiento. Por eso los primeros navegantes usaron el tiempo para medir la longitud.

  

   El Péndulo del tiempo, de Jo Ellen Barnett ofrece una exposición de la medida del tiempo a lo largo de la historia y su influencia en la organización social. En él se describe el sistema Tierra-Luna necesario para los primeros intentos de medición del tiempo, basados en el sol; muestra también diversos tipos de reloj, desde los sistemas mecánicos de medida del tiempo como el cronómetro de Harrison hasta los relojes de cuarzo y los atómicos.

 

 

   Durante la Revolución Francesa se hicieron relojes como éste, en los que imperó la hora revolucionaria. En él se ven las 24 h.(dos veces 12) de nuestro día junto a las 10 en que los revolucionarios dividieron la rotación de la Tierra. Sus horas eran, pues, casi dos veces y media más largas que las nuestras.

 

 

El tiempo y el hombre, M Alfonseca habla de la historia de los relojes y los calendarios pero incluye cuestiones tan interesantes como la historia de las unidades de medida, los métodos científicos de datación, el mito del eterno retorno, la posibilidad de viajar en el tiempo hacia atrás…etc. En Las medidas del tiempo en la historia: calendarios y relojes, Muñoz Box hace un repaso de los calendarios egipcio, griego, romano y juliano que tan decisivos han sido para nuestra cultura. Pero también otros más exóticos: judío, islámico, maya, azteca e inca.

calendario romano

 

calendario egipcio

 

   

  

  

  

  

                                                          

   En su libro La longitud,  Dava Sobel narra los estudios y luchas contra la mentalidad de su época de John Harrison, quien, “con sus relojes marinos,  puso a prueba las aguas del TIEMPO-ESPACIO. A pesar de los pesares, consiguió utilizar la cuarta dimensión-la temporal- para vincular puntos en el globo terráqueo tridimensional. Luchó contra las estrellas para averiguar la posición de la tierra y encerró su secreto en un reloj de bolsillo”

 

 

 

  Pero la unidad de medida por excelencia es el metro. Y llegar a la idea y a la definición actual de metro también tuvo su historia y sus protagonistas. En  La medida de las cosas , de Ken Alder se recrea una extarordinaria aventura: la de dos astrónomos que salen de París en direcciones opuestas con la misión de medir la tierra.Cuando el autor del libro comienza a investigar en la correspondencia de ambos científicos, descubre un secreto que llevaba oculto más de doscientos años: en la medida del metro hay  errores…

 

El uso de las nuevas medidas

 

 Libro  que recomendamos especialmente por su tema, su ritmo narrativo , su rigor científico  e histórico y  porque todos los lectores están de acuerdo en que es  un libro de muy entretenida lectura. 

 

 

        

 

   Y , como siempre, incluimos una  sección de novela en la que destacamos algunos títulos que tratan sobre la longitud y el tiempo, los avatares y aventuras que llevaron a cabo pioneros de la ciencia . La medición del mundo, de Daniel Kehlmann es una divertida e inteligente novela que narra las intrépidas  vidas de dos científicos que en el s. XVIII trataron de medir el mundo: el naturalista y aventurero Alexander von Humboldt y  el excéntrico Carl F. Gauss, conocido como “el príncipe de las matemáticas”. En la novela La isla del día de antes se habla de una isla inaccesible, no sólo en el espacio  sino también en el tiempo. En relación con el espacio, las medidas y las escalas haremos referencia a un clásico de la ciencia-ficción: El increíble hombre menguante, de Richard Matheson: el protagonista, un ciudadano normal y corriente, se percata un buen día que su estatura disminuye de modo progresivo y que tiene que ir adaptándose a sus nuevas  dimensiones.

 

 

 

  

                                                               

  

 

 

Nota:  Todas las citas e ilustraciones se han sacado de los libros recomendados de nuestra biblioteca. 

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