Re se ña del Pro gra ma de Li cen cia tu ra en Fí si ca en la UASLP en su 50 Ani ver sa rio

José M. Ca bre ra Tru ji llo1

Fa cul tad de Cien cias, Universidad Autónoma de San Luis Potosí

La fí si ca, a di fe ren cia de la ma te má ti ca, no es una cien cia

au tó no ma, ésta ne ce si ta ve ri fi car se con el ex pe ri men to ya

sea que se lle ve a cabo en un la bo ra to rio real o vir tual, o, si

la téc ni ca no lo per mi te, en uno men tal (o ex pe ri men to

pen sa do, del tér mi no ale mán ge dan ke nex pe ri ment acu ña -

do por Ernst Mach). Par tien do de esta re fle xión1, un pro -

gra ma edu ca ti vo de li cen cia tu ra en fí si ca (PELF) debe cu -

brir ne ce sa ria men te tan to el as pec to teó ri co como el ex pe -

ri men tal en to das sus for mas, te nien do como base al

tra ba jo sis te má ti co y la me to do lo gía cien tí fi ca que

ha dado lu gar a todo el de sa rro llo cien tí fi co y tec no -

ló gi co con el que con ta mos ac tual men te.

Pro gra ma de es tu dios

A 50 años de ha ber se crea do, el PELF que ac tual -

men te ofre ce la Uni ver si dad a tra vés de la Fa cul tad

Ense ñan za

Sociedad Me xi ca na de Fí si ca 113

La bo ra to rio de Ra dia ción Cós mi ca, 1956.

1 Profesor-Investigador de la Facultad de Ciencias, UASLP, cabrera@galia.fc.uaslp.mx

de Cien cias cu bre, si no de una ma ne ra am plia, sí de ma -

ne ra sig ni fi ca ti va, los dos as pec tos: En cuan to al teó ri co, el

PELF con tie ne —apar te de los cur sos de Ma te má ti ca y Fí -

si ca Ge ne ral, y los op ta ti vos de los úl ti mos se mes tres—

teo rías fí si cas de los si glos XVII, XIX y XX que son con si -

de ra das, sin lu gar a du das, los más bri llan tes y be llos

ejem plos del in ge nio hu ma no2, como Me cá ni ca Clá si ca

(Isaac New ton, 1687), Ter mo di ná mi ca (Sadi Car not,

1824), Elec tri ci dad y Mag ne tis mo (Ja mes C. Max well, 1864),

Me cá ni ca Esta dís ti ca (Lud wig Bolt zmann, 1877), Re la ti vi -

dad Espe cial (Albert Eins tein, 1905), Me cá ni ca Cuán ti ca

(Erwin Schrödin ger, 1926; Wer ner Hei sen berg, 1925), etc.

Prác ti ca men te to dos he mos sen ti do, más o me nos, el

im pac to tec no ló gi co de ri va do de cada una de ellas; por

ejem plo, de la Me cá ni ca Clá si ca se ha ob te ni do el co no ci -

mien to ne ce sa rio para po sar exi to sa men te la nave Apo lo

11 en la luna (1969); co lo car cien tos de sa té li tes ar ti fi cia les

al re de dor de la tie rra, des pués de la pues ta en ór bi ta del

pri mer sa té li te ar ti fi cial, el Sput nik I (1957) —con fuer te

in ci den cia en la po lí ti ca y eco no mía mun dial,— y en viar

un par de son das o na ves es pa cia les (las Vo ya ger I y II), de

las que la Vo ya ger II ac tual men te casi se en cuen tra al bor -

de de nues tro sis te ma so lar, y que por el mo men to sólo lle -

van un men sa je con un con te ni do que ex pre sa esen cial -

men te la pro fun da cu rio si dad hu ma na.

Me cá ni ca nu mé ri ca

Otro de los lo gros cien tí fi cos de gran im pac to en re -

la ción con la Me cá ni ca Clá si ca fue el des cu bri mien -

to de la com pu ta do ra di gi tal y la pau la ti na co mer -

cia li za ción como PC (Per so nal Com pu ter), —qué en

Mé xi co se rea li zó al re de dor del úl ti mo cuar to del si -

glo XX. Se po dría de cir que este des cu bri mien to y la

dis po si ción de PC’s para la co mu ni dad cien tí fi ca

mun dial obli ga ron a una re for mu la ción nu mé ri ca

(L. Ver let 1967; C. W. Gear, 1971; J. P. Ryckaert,

1977; H. C. Ander sen, 1983) de las le yes de la Me cá -

ni ca de New ton a tal gra do que aho ra es po si ble se -

guir le la pis ta tan to a los cuer pos más gran des del

uni ver so como a los más pe que ños. En cuan to a los

más pe que ños, las com pu ta do ras di gi ta les ac tua les

son ta les que se pue de com pu tar la es ta día pa sa da,

pre sen te y fu tu ra, y el mo vi mien to de to dos y cada

uno de los áto mos o gru pos de áto mos que con for -

man a una mo lé cu la tan gran de como el ADN. La

gran can ti dad de in for ma ción ge ne ra da du ran te el

pro ce so —coor de na das de po si ción y ve lo ci da des

de los áto mo que se ob tie nen, por el mo men to, cada

dos mi lé si mas de pi co se gun do3 du ran te in ter va los

de tiem po del or den de cien tos de pi co se gun dos—

se pue de al ma ce nar y

pro ce sar es ta dís ti ca men -

te con gran ra pi dez de

tal for ma que este pe -

que ño lap so, des pre cia -

ble en la es ca la de la vida

or di na ria, es su fi cien te

para es tu diar, a tra vés

de la di ná mi ca ató mi ca o

mo le cu lar así si mu la da,

prác ti ca men te cual quier

pro pie dad fí si ca de pro -

teí nas, vi rus, ma te ria les,

etc., en cual quier am -

bien te y si tua ción.

Cabe no tar aquí que

la co mu ni dad cien tí fi ca

mun dial con si de ra a esta

me to do lo gía como una

114 Bol. Soc. Mex. Fís. 20-2, 2006

Ense ñan za

Se gun da ge ne ra ción, 1962. Escue la de Fí si ca, UASLP.

nue va ma ne ra de ha cer cien cia:

Actual men te, las re vis tas cien tí fi -

cas, en par ti cu lar las re la cio na das

con el área de fí si ca, es tán pu bli -

can do o ci tan do con pro fu sión re -

sul ta dos ba sa dos en esta me to do -

lo gía. Cons cien tes del im pac to de

tal de sa rro llo y es tas con si de ra -

cio nes, al PELF se le in cor po ra ron

en el 2004 dos cur sos so bre si mu -

la ción de di ná mi ca mo le cu lar que

con tie nen los fun da men tos de

esta me to do lo gía ilus tra dos con

apli ca cio nes o ex pe ri men tos vir -

tua les que in clu yen, por ejem plo,

el jue go del mo no po lio, los lí qui -

dos lla ma dos de Len nard-Jo nes,

etc.

Teo ría Elec tro mag né ti ca

Otra de las teo rías de gran im pac to en to dos los ám bi tos,

que tam bién for ma par te del PELF, es la teo ría de la Elec -

tri ci dad y el Mag ne tis mo. La teo ría for mu la da de ma ne ra

ele gan te y pro di gio sa men te com pac ta por Ja mes C. Max -

well en el si glo XIX si gue sien do ac tual men te de gran in te -

rés cien tí fi co. El Mag ne tis mo a ni vel ató mi co es un tema

so bre el que se pu bli can ac tual men te una gran can ti dad de

ar tícu los en re vis tas es pe cia li za das de in ves ti ga ción.

Des de el pun to de vis ta di dác ti co, la teo ría es un be llo

ejem plo de la es truc tu ra de una teo ría fí si ca; par tien do de

re sul ta dos ex pe ri men ta les se hace uso de un len gua je ma -

te má ti co apro pia do —que tam bién se en se ña en el Pro gra -

ma— para for mu lar los, lue go se teo ri za y se lle ga a ni ve les

de com pren sión del fe nó me no a tal gra do que se evi den cía

como es que se des cu brie ron dis po si ti vos eléc tri cos de alto

va lor teó ri co y des de lue go téc ni co, como la re sis ten cia,

con den sa dor, in duc tor, etc., y las re glas ge ne ra les para

com bi nar los y ma ni pu lar los.

Tam bién des de el pun to de vis ta di dác ti co y a ni vel del

PELF qui zá el tema que más en can ta a los es tu dian tes es

aquel que sur ge de mez clar esta teo ría con la Me cá ni ca

Cuán ti ca, de la que ha bla re mos en un pá rra fo pos te rior, y

es el tema de la le vi ta ción mag né ti ca. Sin duda al gu na una

de las apli ca cio nes más evi den te y de ma yor im pac to tec no -

ló gi co, eco nó mi co y so cial de la le vi ta ción mag né ti ca

es el tren ul tra rrá pi do o tren bala, di se ña do prin ci -

pal men te para trans por te de pa sa je ros; ba sa do esen -

cial men te en este fe nó me no Ja pón está de sa rro llan -

do tec no lo gía para cons truir y po ner en mar cha tre -

nes de pa sa je ros que se rán ca pa ces de co rrer tan rá -

pi do como a 500 ki ló me tros por hora.

A prin ci pios del si glo XX nues tro país in vir tió en

los tre nes in te res ta ta les a base de va por; lue go, a

me dia dos del mis mo si glo, in vir tió en aque llos ba -

sa dos en la tec no lo gía die sel, y la men ta ble men te los

aca bó al re de dor de los años 70. Y con ello, sin duda

al gu na, de sa pa re cie ron cien tos de téc ni cos y de

ideas que po drían ha ber ger mi na do de no ha ber se

in te rrum pi do la se cuen cia, y que las ge ne ra cio nes

pre sen tes po drían es tar co se chan do hoy en día.

Cur sos en lí nea

La men ta ble men te, este ha sido el em pu je tec no ló gi -

co en nues tro país, en cuan to a tre nes de pa sa je ros

se re fie re. Aquí, en este pun to, que nos con for te te -

ner ins ti tu cio nes como la UASLP que sus ten ta su

ac ti vi dad aca dé mi ca abrien do es pa cios li bres, pero

res pon sa bles al co no ci mien to, como hace 50 años lo

Ense ñan za

Sociedad Me xi ca na de Fí si ca 115

Gus ta vo del Cas ti llo y Gama, Fun da dor de la Escue la de Fí si ca de la UASLP.

hizo con el PELF4. A tra vés del PELF se ha po di do, en ma -

yor o me nor me di da, ali men tar y sa tis fa cer la cu rio si dad

cien tí fi ca de va rias ge ne ra cio nes de jó ve nes, mu chos hoy

adul tos, con un vi gor in te lec tual tal que han crea do es cue -

las, cen tros y gru pos de in ves ti ga ción, li de raz go a ni ve les

de edu ca ción me dia su pe rior, su pe rior y en el ám bi to so -

cial. Sin em bar go, no todo es aplau so y jac tan cia, ne ce si ta -

mos ge ne rar más y me jo res pen sa do res que im pac ten tam -

bién en la la bor do cen te. Actual men te, la baja re per cu sión

en este as pec to —re fle ja do por los al tos ín di ces de re pro -

ba ción— qui zás se deba a la pro duc ción, has ta el mo men -

to prác ti ca men te nula, de li bros de en se ñan za de las cien -

cias fí si cas que res pon dan a las ne ce si da des par ti cu la res

de los es tu dian tes del PELF. A este res pec to, se ría de sea -

ble, a ni vel de la de pen den cia aca dé mi ca e ins ti tu cio nal,

crear una in fraes truc tu ra —e in cen ti vos eco nó mi cos—

para que los aca dé mi cos pu die ran ate rri zar sis te má ti ca -

men te, ya sea de ma ne ra in di vi dual o co lec ti va, los pro -

duc tos de ese es fuer zo in te lec tual que rea li zan en las au las

tan to pro fe so res como es tu dian tes. Por ejem plo, uno de

los me ca nis mos que po drían in fluir para la rea li za ción de

este ob je ti vo po dría ser la do cu men ta ción de ma ne ra re -

gu lar, in di vi dual o co lec ti va de esa ex pe rien cia en las au -

las en la for ma de cur sos en lí nea en la Inter net; a ni vel ins -

ti tu cio nal, po dría ser la crea ción de acuer dos o tra ta dos

con edi to ria les cien tí fi cas a fin de pro pi ciar pro yec tos de

edi ción a me dia no y lar go pla zo.

Espec tros co pía ató mi ca

Re to man do el con te ni do del PELF, este tam bién in clu ye

teo rías del si glo XX como la Me cá ni ca Cuán ti ca y la Re la ti -

vi dad Espe cial; la Me cá ni ca Cuán ti ca que se en se ña a los

es tu dian tes es la Me cá ni ca Ondu la to ria que de sa rro lló

Erwin Schrödin ger en 1926; el con te ni do de la que se en se -

ña en el PELF in clu ye los prin ci pios bá si cos de la teo ría de

Schrödin ger, pero for mu la dos con un len gua je ma te má ti -

co apro pia do al ni vel del Pro gra ma. En base al es tu dio de

es tos prin ci pios y la for mu la ción de los mis mos, el es tu -

dian te prác ti ca men te ter mi na el cur so ha cien do bo ce tos

del áto mo de hi dró ge no, ¡el áto mo más sim ple en la na tu -

ra le za! Y en base a este co no ci mien to, el cur so prác ti ca -

men te fi na li za con un es tu dio de las ba ses de la es pec tros -

co pía ató mi ca y mo le cu lar, con lo que se pue den cons truir

las hue llas dac ti la res de áto mos y mo lé cu las que ayu dan a

iden ti fi car y es tu diar las com po nen tes de la ma te ria

ya sea en fase ga seo sa, lí qui da o só li da. Actual men -

te se cuen ta con va rias téc ni cas es pec tros có pi cas

que se uti li zan tan to a ni vel de in ves ti ga ción bá si ca

como apli ca da en el di se ño de fár ma cos, in ves ti ga -

ción de nue vos ma te ria les, in ves ti ga ción cri mi nal,

mé di ca, etc.

Teo ría de la re la ti vi dad

¡Un cuer po es tric ta men te rí gi do5 no exis te! Esta es

una afir ma ción con te ni da, y sus ten ta da por de duc -

ción pura (teo ría), en el ar tícu lo “La me cá ni ca de

cuer pos de for ma bles” pu bli ca do por Albert Eins tein

a prin ci pios del si glo pa sa do (1905). El cur so so bre la

teo ría de La Re la ti vi dad Espe cial del PELF se basa

esen cial men te en este ar tícu lo, pero mol dea do por

es pe cia lis tas en esta teo ría de acuer do a las re glas de

la di dác ti ca; el prin ci pio o prin ci pios en los que se

Ense ñan za

116 Bol. Soc. Mex. Fís. 20-2, 2006

Pri me ros lan za mien tos en Cabo Tuna.

basa la teo ría tam bién re quie ren para su for mu la ción, al

igual que las teo rías men cio na das con an te rio ri dad, de un

len gua je ma te má ti co es pe cial que tam bién se en se ña en el

PELF. A tra vés de esta teo ría, de una vez por to das, se le en -

se ña al es tu dian te como ca li brar re glas y re lo jes de acuer do

a re glas uni ver sa les. Y qui zá lo más ex ci tan te, des de el pun -

to de vis ta di dác ti co, sea la mues tra del más in ge nio so y,

po si ble men te, el me jor ejem plo de cómo ob te ner me dian te

de duc ción pura una cons tan te de ca rác ter uni ver sal que

has ta el mo men to toda la evi den cia ex pe ri men tal la iden ti -

fi ca con la ra pi dez de la luz en el va cío.

Estruc tu ra de la ma te ria

Los efec tos más im pac tan tes, con se cuen cia del he cho de

que la luz via je con la mis ma ra pi dez, in de pen dien te men -

te de cómo se mida por ob ser va do res que com par ten cier -

tas ca rac te rís ti cas es pe cia les, son la di la ción del tiem po y

la con trac ción de la lon gi tud: Estos efec tos, en tre otros,

han sido con si de ra dos en el di se ño y cons truc ción de ace -

le ra do res de par tí cu las ele men ta les —a tra vés de pro yec -

tos mul ti mi llo na rios fi nan cia dos por va rios paí ses— con

los cua les se es tu dia, pri mor dial men te, la es truc tu ra de la

ma te ria. Pa ra le la men te al ob je ti vo prin ci pal, el es fuer zo

eco nó mi co, téc ni co y cien tí fi co de trás de es tos pro yec tos

ha dado lu gar a tec no lo gías para la crea ción y con trol de

nue vas fuen tes de ener gía, como la ató mi ca y nu clear; al

di se ño de apa ra tos con apli ca cio nes en me di ci na, la in dus -

tria, las te le co mu ni ca cio nes, etc.

Te mas es pe cia les

Ade más de los cur sos men cio na dos, el PELF con tie ne

cur sos op ta ti vos que se ofre cen a par tir del an te pe núl ti mo

se mes tre. Los cur sos se in cor po ra ron for mal men te al

Pro gra ma en 1997, apro ve chan do que la Uni ver si dad con -

ta ba ya en ese mo men to con es pe cia lis tas en te mas tan

va ria dos como Fi lo so fía de la Cien cia, Téc ni cas Di dác ti cas

so bre la Ense ñan za de la Fí si ca, Fi si co quí mi ca, Astro fí si ca,

Fí si ca Esta dís ti ca, Cien cia de Ma te ria les, Mag ne tis mo,

Di ná mi ca Mo le cu lar, etc. Con es tos cur sos se pre ten de,

esen cial men te, sa tis fa cer la cu rio si dad de los es tu dian tes

ins cri tos al Pro gra ma so bre te mas es pe cí fi cos de la cien cia

(Fí si ca) como los men cio na dos. Tam bién se pre ten de que

los cur sos sir van para que pro fe so res es pe cia li za dos so bre

el tema, y de di ca dos ex clu si va men te a la do cen cia y

ac ti vos en la in ves ti ga ción, guíen a los es tu dian tes

ha cia su pri me ra ex pe rien cia en la in ves ti ga ción ya

sea a tra vés de tra ba jos de te sis a ni vel de li cen cia tu -

ra o en sa yos cien tí fi cos.

Cur sos ex pe ri men ta les

En cuan to al as pec to ex pe ri men tal, el PELF con tie -

ne, bá si ca men te, pa que tes ex pe ri men ta les de en se -

ñan za so bre Me cá ni ca, Ter mo di ná mi ca, y Elec tri ci -

dad y Mag ne tis mo. Tam bién, de pen dien do de los

cur sos op ta ti vos, el es tu dian te ins cri to al Pro gra ma

pue de rea li zar ex pe ri men tos en la bo ra to rios rea les

o vir tua les de in ves ti ga ción, lo cual sus ti tu ye par -

cial men te los ex pe ri men tos de Fí si ca re la cio na dos

con la Fí si ca Cuán ti ca. Usual men te el es tu dian te

rea li za los ex pe ri men tos pa ra le la men te al de sa rro -

llo del cur so o cur sos.

En lo que res pec ta a los ex pe ri men tos pen sa dos

que se men cio nan en el pri mer pá rra fo, es la men ta -

ble que el Pro gra ma no cuen te con nin gún cur so

para es tu diar las ba ses de esta téc ni ca, ni tam po co

con un la bo ra to rio men tal en el cual pue da rea li zar

prác ti cas so bre los ex pe ri men tos pen sa dos más re -

le van tes e im pac tan tes en el de sa rro llo de la fí si ca

teó ri ca como el de Paul Lan ge vin que con du jo a la

pa ra do ja de los ge me los6 en tre tan tos otros. Se ría

de sea ble que el Pro gra ma tu vie ra al me nos un cur -

so don de se en se ña ran los fun da men tos en los que

se sus ten tan los ex pe ri men tos pen sa dos así como

un la bo ra to rio men tal para rea li zar prác ti cas como

las men cio na das.

Sin duda al gu na, el man te ni mien to y for ta le ci -

mien to de es pa cios como el PELF, sin des cui dar

su esen cia, per mi ti rá que nues tra so cie dad no se

que de al mar gen del co no ci mien to y las tec no lo gías

como las men cio na das en al gu nos de los pá rra fos

an te rio res.

Con este do cu men to bre ve he in ten ta do dar, des -

de mi par ti cu lar pun to de vis ta como pro fe sor de fí -

si ca que ha aten di do cur sos bá si cos y avan za dos del

Pro gra ma al re de dor de los úl ti mos 18 años, un pa -

no ra ma sus cin to del ac tual Pro gra ma de Li cen cia -

tu ra en Fí si ca que ofre ce la UASLP a tra vés de la Fa -

cul tad de Cien cias a sus 50 años de ha ber sido crea -

Ense ñan za

Sociedad Me xi ca na de Fí si ca 117

do. Solo me res ta fe li ci tar a la UASLP por ha ber abier to,

hace 50 años, este es pa cio al co no ci mien to de las cien cias

fí si cas, y a to dos y cada uno de los pro ta go nis tas que idea -

ron y pro pu sie ron el Pro gra ma, a to dos los que lo sos tu -

vie ron, y a to dos los que ac tual men te lo es tán sos te nien do.

¡¡Enho ra bue na!!

Agra dez co al Dr. Joel Cis ne ros Pa rra, Dr. Juan Mar tín Mon -

te ja no Ca rri za lez, y al Dr. Mi guel Ángel Pé rez Angón la

lec tu ra del ma nus cri to, sus co rrec cio nes, co men ta rios y

su ge ren cias.

Re fe ren cias:

1 Pa rá fra sis de una re fle xión es cri ta por Joel Hil dre brand enla que hace re fe ren cia a la Quí mi ca ver sus Ma te má ti ca, sinmen cio nar de ta lles del tipo de ex pe ri men tos.

2 La tra duc ción al es pa ñol de al gu nos de los ar tícu los ori gi na -les de Isaac New ton y Albert Eins tein con co men ta rios deStep hen Haw king los pue de ver en A HOMBROS DE

GIGANTES, edi ción co men ta da por Step hen Haw -king, Ed. Har la, Bar ce lo na 2004.

3 Un pi co se gun do es la bi llo né si ma par te de un se gun -do.

4 La his to ria de la Escue la de Fí si ca (hoy Fa cul tad deCien cias) de San Luis Po to sí la pue de ver en el li broFí si ca al Ama ne cer por Can de la rio Pé rez Ro sa les, Se -gun da edi ción, Uni ver si dad Au tó no ma de San LuisPo to sí.

5 Un cuer po rí gi do es aquel que bajo cual quier in fluen -cia ex ter na man tie ne fi jas las po si cio nes re la ti vas delas par tes que lo componen.

6 La pa ra do ja de los ge me los, a ve ces lla ma da la “pa -ra do ja del re loj”, pro vie ne del ex pe ri men to pen sa dode Paul Lan ge vin (1911) en re la ti vi dad es pe cial: unode dos her ma nos ge me los, em pren de un lar go via jeen un cohe te de alta ve lo ci dad a casi la ra pi dez de laluz, mien tras que el otro ge me lo per ma ne ce en la tie -rra. Cuan do el via je ro re gre sa a la tie rra, él es másjoven que el gemelo que permaneció en tierra.

Ense ñan za

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