Solitones de Falaco, sombras de vórtices en tu piscina (o Teoría de Cuerdas en tu piscina)

R. M. Kiehn, en el verano de 1986, estaba visitando a un viejo amigo en Río de Janeiro, Brasil, cuando observó en una piscina ondas no lineales de tipo solitón, a las que bautizó como solitones de Falaco. Este tipo de ondas pueden ser reproducidas fácilmente por cualquiera que disponga de un laboratorio… digo, de una piscina. El video de youtube muestra dos parejas de solitones de Falaco. Sorprendente este tipo de defectos topológicos de la superficie del agua (que generan la sombra oscura) son similares a los defectos topológicos en 2 dimensiones que aparecen en Teorías de Cuerdas (así que si tienes una piscina puedes “jugar” a experimentar en teoría de cuerdas, ¡qué suerte tienes!, y a visualizar fenómenos que sólo las grandes “mentes” pensantes de esta teoría pueden “concebir”).

El experimento es fácil de reproducir para quien disponga de piscina. Si calienta el Sol, como este verano. Se selecciona un objeto circular o disco (por ejemplo un Frisbee) y se “medio”-sumerge en la piscina mientras es golpeado suavemente en la dirección de su eje. Tras el “golpecito” se retira lenta y suavamente el objeto, generando energía cinética y momento angular que se imparte al agua. Los bordes del objeto generarán un par de vórtices de Rankine en la superficie del agua. Estos vórtices de Rankine, bajo la luz del Sol, generarán dos depresiones con curvatura gaussiana negativa, que proyectarán sobre el suelo de la piscina dos puntos oscuros o discos negros, con ciertos brazos espirales difusos debidos a cáusticas. Puede que la primera vez no te salga. Pero si lo intentas varias veces verás que es fácil convertirse en un experto experimentador en la generación de vórtices topológicos (que bien suena) en tu propia piscina (y en las de tus amigos, no lo pruebes en las suyas hasta que tengas dominado este experimento de Teoría de Cuerdas). Recuerda que tienes que afirmar que estás experimentando con la teoría que NO tiene confirmación experimental.

Si sabes algo de teoría de cuerdas, por favor, evita deleitarles con una aburrida charla sobre la materia. A mí al menos me ha dado muy mala “reputación”.

Más información: Artículo técnico de Khien, Monografía científica, Solitones de Falaco como Agujeros Negros, Más sobre lo mismo, para acabar y no aburrir.

Ciencia patológica y ciencia en los medios (o la Revista Española de Física gratuita en Internet)

No lo sabía pero acabo de descubrir que la Revista Expañola de Física está gratuita online en la página web de la Real Sociedad Española de Fïsica (yo estuve suscrito durante varios años, hace un siglo, perdón, hasta 1994). La revista tiene muchos artículos interesantes sobre física a un nivel mayor que Investigación y Ciencia, pero similar al American Journal of Physics o al European Journal of Physics, ambas dirigidas a alumnos y profesores de física en la Universidad. Permítaseme destacar un par de artículos (no técnicos).

Un artículo centrado en Ciencia de Materiales y Física del Sólido pero de conclusiones generalizables fácilmente. Iván K. Schuller, J. L. Vicent e Yvan Bruynseraede,
“Cómo Juzgar Ciencia Patológica,” Revista Española de Física, Abril/Junio 2007, p. 2-3, traducción (ampliada) del artículo de Ivan K. Schuller and Yvan Bruynseraede, “How to Judge Flawed Science,” MRS Bulletin Vol. 30, No. 2 ( 2005 ) p. 75. La ciencia errónea tiene múltiples facetas, por un lado, los casos de fraude deliberado, por otro, las “ilusiones” que aparecen principalmente en los periódicos y raramente en la literatura científica, como los casos en los “un solo” evento es usado como la base de un gran descubrimiento. Afortunadamente, “una de las mayores ventajas del método científico es que se autorregula y permite resultados similares, cuantificables, y reproducibles por muchos observadores diferentes que no están relacionados entre sí, independientemente de diferencias geográficas, culturales y temporales.”

El artículo introduce las 13 reglas de Iván-José-Yvan, aquí las 10 primeras (más comentarios en el propio artículo):
(1) Demasiado bueno para ser verdad
(2) Precisión extrema
(3) Un “solo” punto experimental
(4) Condiciones experimentales peculiares
(5) Violación de la estadística
(6) Excusas, excusas, excusas.
(7) Blah, blah, blah.
(8 ) ¿Que otra cosa podría ser?
(9) Todos pueden ser Einstein
(10) Los puentes no se caen

El segundo artículo que quisiera mencionar es el de Angel Ezquerra Martínez, “Sobre el efecto de los medios en la cultura científica,” Enero/Marzo 2007, p. 2. El inicio del artículo es aplastante “¿Por qué estamos perdiendo alumnos en las carreras de ciencias? ¿Puede llamarse persona culta alguien que no sabe casi nada sobre el mundo tecnológico en el que vive? (…) Parece que la sociedad ha dado la espalda a todo lo que significa conocimiento científico.” Con los datos de 2004 en la mano, en Expaña, “prácticamente toda la población ve la “tele” todos los días.” Aunque el lenguaje visual en la T.V. ha avanzado mucho en los últimos, “parece que los contenidos de carácter científico siguen, en general, siendo pensados para un texto escrito y las imágenes son meros acompañantes.” En resumen, los divulgadores de ciencia tienen que cambiar “su lenguaje” si quieren atraer a un público mayoritario. ¿Qué tal un “gran hermano de la ciencia”?

¿Es necesario reformar la educación matemática en el mundo? (o sobre el proyecto “Body & Soul”)

Claes Johnson, tan friki e iconoclasta como siempre, junto a Johan Hoffman y colaboradores son los artífices del proyecto “Applied Mathematics: Body & Soul,” un programa para la reforma de la Educación Matemática. Uno de cuyos resultados es la publicación de una serie de libros con su novedoso enfoque. Empezaron con “Computational Differential Equations,” anunciando su versión “Advanced Computational Differential Equations,” que nunca vio la luz, yo llegué a encargarla en una librería, esperándola durante cerca de un año, para finalmente anular el pedido, sin que nadie supiera si se iba o no a publicar. Han publicado en su lugar 4 volúmenes como parte de la serie “Body and Soul“.

¿Por qué se han embarcado en tan osada contienda? Por supuesto porque son unos frikis. Pero también por razones “varias” que exponen en su libro “Dreams of Calculus - Perspectives on Mathematics Education.” Un estudio del Ministerio de Educación Sueco publicó el 28 de mayo de 2004 un informe sobre la situación actual de la enseñanza de las matemáticas en Suecia y sobre la posibilidad de cambiar los programas de estudio. El informe fue escrito por más de 100 personas, pero sólo 1 profesor de matemáticas, y en particular ningún experto en matemática aplicada o computacional. Los resultados del informe fueron claros:
(1) No hay ninguna crisis en la educación matemática hoy en día.
(2) No hay necesidad de cambiar la eduación matemática debido a la existencia de los ordenadores.
Obviamente, Johnson y colaboradores no estaban de acuerdo. El proyecto “Body & Soul” ha surgido porque:
[1] Hay una “crisis” en la educación matemática.
[2] El ordenador exige un cambio sustancial en cómo se enseña matemática.
La aproximación del proyecto es la siguiente: el sistema educativo actual asume que la educación se basa en la ciencia, mejor aún, la educación actual debe basarse en la ciencia contemporánea. Un ejemplo, en un segundo curso de ingeniería, en una asignatura de matemáticas, ¿por qué no hablarle a los alumnos de la ciencia de la turbulencia? ¿Por qué no mencionar que es uno de los premios Clay? ¿Por qué no contar “brevemente” las técnicas que se están usando para resolver este problema? ¿Por qué no contarle al alumno lo que ha pasado en los últimos 10 años en la ingeniería, en lugar de contarle lo que pasó hace más de un siglo?.

¡¡Se dice fácil!! ¿Pero qué profesor tiene el nivel para hacerlo?

De buenos propósitos está lleno el mundo.

Un problema: ¿Cuál es la diferencia entre las dos afirmaciones siguientes?

En la línea de Johnson, también se encuentra el reciente libro de (un genio) Hairer, “L’analyse au fil de l’histoire,” con su “eterno” colaborador Wanner (en inglés aparecerá este año, en julio, “Analysis by Its History“). Uno de esos pocos libros que, tras su lectura, a uno le gustaría traducir al español (aviso a navegantes “con 2 c…”).

Chebfun para Matlab (o la diversión del numérico con tintes de simbólico)

El proyecto chebfun es una colección de algoritmos, y un sistema software basado en Matlab orientado a objetos, iniciado por Nick Trefethen y Zachary Battles en 2002, que extiende la potencia de los métodos numéricos al tratamiento “casi” simbólico de funciones continuas y continuas a trozos. Incluye algoritmos continuos para algoritmos como la descomposición QR o la SVD. Todo se basa en métodos espectrales o desarrollos de Fourier-Chebyshev. Es espectacular.

Algunos ejemplos:

¿Cuál es la integral de exp(-sqrt(x)) entre 0 y 10?
>> x = chebfun(’x',[0 10]); sum(exp(-sqrt(x)))
ans = 1.647628069579947

¿Cuál es el máximo local de la función sin(x)+sin(x²) en el mismo intervalo?
>> max(sin(x)+sin(x.^2))
ans = 1.985446580874099

¿Cuántas raíces tiene la función de Bessel J₀(x) entre 0 y 1000?
>> length(roots(chebfun(@(x) besselj(0,x),[0 1000])))
ans = 318

Y muchas más cosas… En resumen “Métodos Numéricos con Funciones en lugar de con Números”.

Gracias, Nick.

Lenguajes de alto nivel para la computación cuántica (o computación cuántica para informáticos)

 Los lenguajes de programación cuántica se pueden dividir en cuatro grandes clases (A) imperativos, (B) declarativos (normalmente, funcionales), y (C) otros (algunos son sólo formalismos matemáticos). Hay muchos lenguajes de programación útiles para la computación cuántica, algunos incluso de alto nivel. En la página web de I. Glendinning “Quantum programming languages and tools,” tienes un listado de los más interesantes. El artículo Donald A. Sofge, “A Survey of Quantum Programming Languages: History, Methods, and Tools,” ArXiv Preprint, 7 Apr 2008, presenta una revisión bastante completa de este tipo de lenguajes. Un artículo que también merece la pena leer, pero que es más antiguo, es Roland Rüdiger, “Quantum Programming Languages: An Introductory Overview,” The Computer Journal, Volume 50, Number 2, Pp. 134-150, 2006 (web). 

 

 El primer lenguaje de computación cuántica es la Máquina de Turing Cuántica o Máquina de Deutsch, sin embargo, no resulta nada práctica para implementar algoritmos cuánticas (¿quién usa la Máquina de Turing (Clásica) para programar?). Aún así, si conoces Mathematica, puedes usar el notebook de Joachim Hertel, “Quantum Turing Machine Simulator,” The Mathematica Journal, vol. 8, no. 3, 2002. La implementación de los algoritmos Deutsch-Jozsa, de factorización de Shor, y de búsqueda de Grover, son prácticas muy interesantes utilizando dicho simulador pero requerirían un trabajo “inmenso” (si lo logras no dejes de informarme).

El pseudocódigo propuesto por Knill acabó resultando en el primer lenguaje imperativo cuántico, C quántico (QCL http://tph.tuwien.ac.at/~oemer/qcl.html). Estos lenguajes se basan en utilizar una memoria RAM cuántica (QRAM), con un flujo de control clásico que involucra tantos datos clásicos como cuánticos. Merece la pena leer el proyecto fin de carrera (master thesis) de Bernhard Ömer, “Quantum Programming in QCL,” que incluye implementaciones QCL de los algoritmos cuánticos más populares. Por ejemplo, el algoritmo de Peter Shor para factorización de números requiere 9 páginas de texto en QCL, aunque en pesudocódigo es extraordinariamente corto.

Otro lenguaje cuántico basado en C++ es Q Language. Incluyo construcciones cuánticas básicas para todas las operaciones cuánticas más utilizadas, como QHadamard, QFourier, QNot, QSwap, and Qop. Permite definir nuevos operadores y todo en un contexto “orientado a objetos”.  Discutir otros lenguajes imperativos, como qGCL (quantum Guarded Command Language) de Sanders-Zuliani o LanQ de Mlnarik nos llevaría lejos.

Los lenguajes cuánticos declarativos se basan en el paradigma funcional utilizando una variante cuántica del Lambda cálculo de Church, por ejemplo, el lenguaje introducido por Maymin que ha sido la base de QFC (Quantum Flow Charts) de Selinger que ha dado lugar a QPL (Quantum Programming Language) y a cQPL.

Más información en la Wiki http://www.quantiki.org/wiki/index.php/Quantum_Programming_Language 

¿Son justos los exámenes? (o las “injusticias” que todos hemos sufrido)

La injusticia del móvil (alumnos pillados con móvil son acusados de copiones en Escocia)

¿Quién no odia los exámenes? ¿Quién no ha sufrido una evaluación “injusta” alguna vez? Todo el mundo está de acuerdo, alumnos y profesores, que los exámenes deben ser “justos”, pero ¿qué significa “justicia” en este contexto? Si no nos ponemos de acuerdo todos en qué significa “que los exámenes sean justos” cualquier apelación a su “justicia” está completamente injustificada. El artículo de Mathieu Bouville, ”Exam fairness,” ArXiv preprint, 29 Marzo 2008, trata de responder a esta peliaguda cuestión.

De acuerdo con Felder (“Designing Tests to Maximize Learning.” J. Professional Issues in Engineering Education and Practice, 128 (1), pp. 1-3, 2002), los estudiantes consideran injusto un examen en los siguientes casos:  (1) aparecen problemas sobre contenidos no cubiertos en las clases o en las ejercicios propuestos; (2) aparecen problemas que los estudiantes consideran de “idea feliz”, que requieren la visita de “inspiración” durante el examen; (3) tienen una longitud excesiva, con lo que sólo los “mejores corredores de fondo” entre los alumnos pueden finalizar a tiempo; (4) la puntuación es excesivamente “plana”, valorando por igual errores pequeños de cálculo y grandes errores de concepto; (5) la puntuación es inconsistente entre los alumnos, que ante el mismo error unos reciben más puntuación y otros menos. Nótese que estos ejemplos no son un buen indicativo de “justicia”. Los casos (1) y (2) afectan por igual a todos los estudiantes (en lugar de favorecer más a unos que a otros, algo claramente injusto). Parece como si muchos alumnos dijeran “este examen es injusto” cuando quieren decir “no me gusta la asignatura”.

Por justicia podemos entender “justicia en el tratamiento” al alumno: la misma vara de medir se aplica a todos los estudiantes; por supuesto, la misma respuesta debería recibir la misma calificación. En particular, podemos decir que un exámen es justo si está basado en objetivos docentes explícitos (dí lo que haces y haz lo que dices). Sin embargo, un objetivo docente podría ser adquirir la habilidad para resolver problemas rápidamente, pero favorecería a los alumnos más habilidosos. El problema de justicia se pasa a los objetivos docentes, ¿son justos?

Por “justicia de tratamiento” podemos entender “aplicar el mismo criterio (conocido a priori) a todos los estudiantes”. Sin embargo, en este sentido, dar más puntos a los alumnos cuyo apellido empiece por B (de bueno o de burrito como tú) no es menos justo que dárselos si obtienen la respuesta correcta (en ambos casos se aplica la misma regla a todos los estudiantes y en ambos casos es más conveniente para algunos alumnos y menos para otros). Podemos afirmar que todos los alumnos “serían tratados” justamente.

Obviamente la “justicia de tratamiento” no es justa en sí, sino que propaga la “justicia de los criterios” que se apliquen a todos. Si estos son justos, será justa, si no, no lo será.

¿Para qué sirven los exámenes? Puede servir para dar una puntuación y ordenar a los alumnos en función de ella, para que los alumnos auto-evalúen su propio estudio y conocimientos, para que el profesor aprende qué es lo que los alumnos no entienden de la materia, etc. La “justicia” no es aplicable a todas estas cuestiones. La “justicia” es aplicable cuando el exámen se utiliza para “valorar” el talento, las competencias o las actitudes del alumno, cuando se convierte en estimador de éstas.

El autor introduce la “justicia de oportunidades”, la “justicia democrática”, todo americano puede llegar a Presidente de EEUU, luego todo alumno puede llegar a tener la máxima calificación. Habrá ganadores y vencidos. Como en el deporte. ¿Pero tiene sentido una partición de este tipo en la Educación Superior? Ante exámenes de larga duración tenemos los alumnos “rápidos” que acaban pronto (y a veces hasta bien) y los “lentos” que se eternizan, dure el examen lo que dure, el alumno necesita cinco minutos más.

El concepto más natural de “justicia” es simplemente tratar a todo el mundo por igual, la “justicia en el trato”. Sin embargo, qué hacer cuando los alumnos tienen diferentes habilidades, a veces, no fácilmente comparables entre sí. ¿Cómo valoramos las diferentes habilidades? ¿Cuáles son las habilidades más importantes o relevantes para la materia a estudio? Depende, todo depende, del contexto. Comparemos las habilidades en un jugador de fútbol y otro de baloncesto. ¿Qué hace que un alumno sea mejor en matemáticas que en física o en literatura?

Comparar la “justicia en el trato” con la “justicia en las oportunidades” es difícil. No podemos asumir que todos los alumnos son iguales y tienen las mismas habilidades, pero deberíamos “medirlos con el mismo rasero”. Quizás las nuevas tendencias en la Espacio Europeo de Educación Superior (EEES), que favorecen que los alumnos estudien para prepararse mejor para el mundo laboral, con la profesionalidad como objetivo y no como consecuencia, permitan a los profesores tomar mejores decisiones en cómo evaluar las competencias de los alumnos. De todas formas, en mi opinión, todavía queda mucho camino por recorrer.

Comentarios “robados” de Menéame.

Kirchhoff : El problema no son los exámenes en sí, sino el ánimo con el que alumnos y profesores nos enfrentamos a ellos. Yo he tenido/tengo profesores que los utilizan tanto para conseguir “pillar” a los que no se han estudiado algo como para comprobar realmente si las clases han valido para algo. Y también tengo compañeros que acuden a un examen pensando “a ver si me se 5 de diez y paso” y “me da igual que me pregunten, porque me lo se todo”.

Utah : El artículo no reflexiona sobre lo lícito de celebrar un examen, sino sobre el concepto de justicia aplicado a la corrección de los mismos; dudo de que haya personas dispuestas a poner en un aprieto a un profesor, uno con una nota mayor y otra menor con el mismo fallo. A los alumnos les faltan bemoles para cosas menores, difícilmente darían la cara ellos solos en un particular semejante.

Herumel : En la vida aparte de para una entrevista de trabajo (y hablo de la mayoria de trabajos) no son necesarios los exámenes, el trabajo diario es lo que importa realmente… Por ello deberiamos preguntarnos realmente si los examenes en sí es la manera correcta de preparar los futuros trabajadores, además de que 3 meses de vacaciones también es una forma poco cercana a la realidad de formarlos, cuando en el mejor de los casos unicamente tendrán 1 continuado en la mayoría ni eso… Creo que para favorecer a unos determinados funcionarios, nos hemos alejado mucho en la concepción global de formación para trabajar de lo que será en si el trabajo futuro…

Errores típicos de los estudiantes de matemáticas principiantes (junto a una loa a los alumnos)

Se aprende de los errores… pero se aprende mucho más de los errores de los demás… Esa es la gran ventaja de los docentes (profesores). Se encuentran con muchos errores cometidos por los alumnos, por lo que pueden aprender mucho más que los propios alumnos.

No os gustaría observar los errores más típicos que cometen los alumnos, por ejemplo, de Cálculo. Eric Schechter ha recopilado muchos de estos erroers en su página web “Errores más comunes de los alumnos de Cálculo“. Sería muy interesante que otros profesores (al menos algunos con español) siguieran la misma línea.

Para hay profesores que  incluso loan a sus alumnos. Aquí tenéis el poema “A Pretty Good Student” de Charles Osgood. Quizás lo que alaba es sus tiempos de alumno… pero si sabes inglés es de lectura recomendada.

Y ya que estamos puestos… las gemas de la matemática de Harry (perdón, Frank) Potter, “Frank Potter’s Science Gems - Mathematics” serán también de vuestro agrado. 

Eres mujer y (aficionada a) matemática, ¿y conoces la Asociación de Mujeres Matemáticas? Association for Women in Mathematics. Su objetivo es incentivar a las mujeres y a las chicas a estudiar Matemáticas y conseguir una carrera científica prometedora. Las biografías de mujeres matemáticas contemporáneas son muy interesantes. El libro de Bettye Anne Case y Anne M. Leggett, ”Complexities: Women in Mathematics,” también será de tu interés (Google Books te permite leer algunas páginas, al menos).

El 13-ésimo Congreso Europeo de Mujeres Matemáticas fue el año pasado (13th EWM: European Women in Mathematics, 3-6th September 2007, Cambridge, UK) y el 14-ésimo el año próximo (14th EWM: European Women in Mathematics,
August 25-28, 2009, Novi Sad, Serbiam) luego, querida amiga, todavía estás a tiempo de participar, sino, al menos conoce el trabajo de algunas matemáticas de renombre: Meet a woman mathematician.

Conferencia en la Universidad de Málaga = ARNOLD: simulación de iluminación por Monte Carlo para animación 3D en cine

Anuncio INFOUMA

Conferencia: “ARNOLD: simulación de iluminación por Monte Carlo para animación 3D en cine”

Ponente: D. Marcos Fajardo de Sony Pictures Imageworks

Fecha y hora: 10 de marzo de 2008. 13:30 horas

Lugar: Aula 3.0.5, Tercer Módulo, E.T.S. Ingeniería Informática

Organiza: Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación

Resumen: Marcos Fajardo siendo alumno de la Universidad de Málaga desarrolló POVAFX en 1996, una extensión para el trazador de rayos POV-Ray que incorporaba efectos atmosféricos. Ha trabajado desde entonces en varias compañías de gráficos por computador, la última en Sony Pictures Imageworks (www.imageworks.com). Su gran obra, Arnold, es un software completo de simulación de la iluminación fotorrealista basado en técnicas estocásticas de Monte Carlo. Arnold ha sido utilizado en múltiples películas como “Monster House”, película de animación en 2006, “Spiderman 3”, “Beowulf” y, más recientemente, “Soy Leyenda” con Will Smith. Arnold también es responsable del look de la serie de animación 3D “Pocoyo”, de la empresa española Zinkia Entertainment (www.pocoyo.com). En su currículum destaca su trabajo como investigador asociado en la Universidad del Sur de Californica (USC) en el grupo de Paul Debevec (www.debevec.org), etapa en la que impartió el curso “State of the Art in Monte Carlo Ray Tracing for Realistic Image Synthesis,” en el congreso ACM SIGGRAPH 2001, junto a Henrik Wann Jensen, James Arvo, Pat Hanrahan, Don Mitchell, Matt Pharr, y Peter Shirley.

Los grandes retos de la ingeniería (o qué nos queda por inventar)

Trinity (c) The Matrix

La Academia (Norteamericana) de Ingeniería (National Academy of Engineering) ha nombrado un comité para determinar los grandes retos pendientes de la ingeniería (The Grand Challenges for Engineering). Acaban de publicarse sus resultados:

• Lograr que la energía solar sea rentable
• Generar comercialmente energía a partir de la fusión
• Cómo capturar carbono atmosférico y reducir el Cambio Climático
• Gestión del ciclo del nitrógeno y su restauración a nivels pre-industriales
• Facilitar el acceso al agua potable
• Restaurar y mejorar las infraestructuras urbanas
• Mejora de la Informática aplicada a la Salud
• Mejores medicinas basadas en ingeniería genética
• ¿Cómo funciona el cerebro?
• Evitar el terror nuclear
• Gestión de la seguridad en el cyberespacio (Internet)
• Progreso en la realidad virtual y sus aplicaciones
• Nuevas técnicas de aprendizaje personalizado
• Mejora de las técnicas de investigación científica en biología y astrofísica

Permitidme algunos comentarios sobre “Nuevas técnicas de aprendizaje personalizado“. ¿Cómo aprendemos? ¿Todos aprendemos igual? Las investigaciones psico-pedagógicas parecen mostrar que que aprendemos de forma muy diferente. Por ejemplo, algunos niños aprenden a hablar a base de “aprender palabras completas” y otros a base de “aprender fonemas indivuales”. El aprendizaje es algo muy personal. Por tanto, la docencia debería ser personalizada.

La inflexibilidad del sistema educativo actual, que no tiene en cuenta las diferencias de actitud o interés, de edad, de entorno cultural y familiar, o nivel de motivación. Los estudiantes altamente auto-motivados pueden seguir estrategias auto-dirigidas bajo una guía muy suave. Otros estudiantes prefieren un enfoque mucho más estructurado siguiendo las guías de un maestro, estando auto-motivadas sólo en ciertos tópicos de su interés. Incluso hay alumnos que necesitan recibir “regalos” para motivarse y aprenden mejor con una formación paso a paso. Finalmente, también están los que se resisten sistemáticamente al aprendizaje y no tienen ningún interés en alcanzar los logros establecidos por el Sistema. Esta clasificación de estudiantes se refleja en que algunos prefieren aprender a base de ejemplos, otros encontrando respuestas a preguntas, y aún otros resolviendo los problemas por sus propios medios. 

En Aprendizaje Guiado por Ordenador (CAL, computer-aided learning) se pretenden utilizar nuevas tecnologías (ordenadores, internet) con objeto de desarrollar técnicas de aprendizaje “inteligente”, sistemas de “recomendación” que guían el estudio individual en función de las preferencias y actitudes del propio alumno. Es el campo de “Tutores Inteligentes” donde se tratan de desarrollar las técnicas que posibilitarán estas nuevas ténicas de aprendizaje. Por ejemplo, métodos para “optimizar” el orden de presentación de los temas, como el uso de algoritmos genéticos. También se utilizan técnicas de modelado del “conocimiento” y “aptitudes” del alumno.

Por supuesto, el sueño de adquirir conocimiento inmediato, como cuando Trinity en la película “Matrix” aprende a pilotar un helicóptero al instante mediante la descarga en su cerebro de un programa para hacerlo son solamente ciencia ficción, y lo serán al menos durante el siglo XX. Más información en “What is Personalized Learning?,”  The e-Learning Developers’ Journal  May 7: 1-7 (2002).

Sevilla-Málaga, la pelea en Arquitectura está servida (o pelea entre “Bolonios” por la EEES en Andalucía)

En diciembre se publicó la noticia sobre la aprobación de las directrices para los primeros títulos oficiales “bolonios” de Médico (360 ECTS = 6 años), Veterinario (300 ECTS = 5 años), Arquitecto (300 ECTS = 5 años), Arquitecto Técnico (240 ECTS = 4 años), Maestro de Educación Primaria (240 ECTS = 4 años) y algunos más. En el BOE del pasado viernes 15 de febrero se concretaron los contenidos comunes para las carreras de Médico y Veterinario. No entraré en ellos. La descripción me gusta más que los anteriores descriptores-BOE de los Planes de Estudio “pre-bolonios”.

Me gustaría poner la atención en los “primeros acuerdos de la Comisión Académica del Consejo Andaluz de Universidades (CAU) sobre la implantación de los nuevos títulos de grado que vendrán a sustituir a los actuales ( en Andalucía )” acordados en la sesión de 22 de enero de 2008 ) COPIA AL FINAL DE ESTE DOCUMENTO. Son provisionales, no es alarméis, todavía. Los principios generales son los que uno esperaría (precios públicos comunes en toda Andalucía, política de becas justa, formación integral del alumnado, principios éticos generales, máxima calidad de los estudios, fortalecer la movilidad, etc.).

Lo más interesante son los Acuerdos y Directrices Generales. En 2008/2009 no se implantarán nuevas titulaciones (era de esperar). Antes de enviar un Plan de Estudios al Ministerio (a nivel nacional) habrá que pasar por el filtro andaluz (CAU), también es de esperar. Implantación de cada titulación simultáneamente en todas las Universidades donde se autoricen y  de forma progresiva anual (muy razonable).

En mi opinión, lo más llamativo es que “Una misma titulación de grado tendrá al menos el 75 % de sus enseñanzas comunes en todas las Universidades Públicas de Andalucía (incluidas las prácticas y, en su caso, el trabajo fin de grado)”.  Qué significa esto. Pues que en un Plan de 4 años (como Arquitecto Técnico o Maestro de Educación Primaria) al menos 3 años serán comunes entre todas las universidades andaluzas. Arquitecto tendrá más de 3 años y medio comunes y Medicina 4 años y medio. Ahora esto, obviamente, no se cumple. En Veterinaria no habrá problemas (sólo está en Córdoba) pero Medicina está en Sevilla, Málaga, Granada y Cádiz (aunque no parece que haya muchas diferencias entre los planes de estudio en mis “cortas” entendederas).

Sin embargo, el Plan de Estudios de Arquitectura en Málaga, “muy avanzado, dicen,” y el Plan de Estudios de Arquitectura en Sevilla, “algo más clásico”, tienen bastante poco en común (¿un año y medio quizás?). ¿Cómo se van a uniformizar planes de estudio tan diversos? No dicen que quieren favorecer la autonomía universitaria. ¿Qué luchas internas (entre “capos” y “popes” de diferentes universidades) generará una unificación hasta este punto?  

La “pelea” Sevilla-Málaga en Arquitectura será digna de ver. ¿Qué opinará Ricard (Pie Ninot), Director de la Escuela de Arquitectura de la UMA, sobre estas directrices de la CAU? ¿Abandonará su cargo por que no le dejan hacer “su” Arquitectura en Málaga?

En Andalucía, el primer listado de titulaciones (que sustituirán a las actuales) se debería publicar en 30 de marzo de 2008 y el segundo el 30 de mayo de 2008, que se verificarán (no sé muy bien qué significa) por la CAU el 30 de octubre de 2008 y el 30 de enero de 2009. Así que el 30 de enero de 2009 deberíamos saber cómo cambia el Sistema de Educación Superior en Andalucía.

¿Cómo las grandes “mentes pensantes” de Andalucía podrán uniformizar hasta al menos el 75% todas las titulaciones universitarias? ¿Qué sentido tiene que 7 de las 8 provincias andaluzas (Almería, Cádiz, Córdoba, Granada, Huelva, Málaga y Sevilla) impartan “prácticamente” el mismo título (p.ej. Ingeniero Técnico en Informática de Sistemas, Jaén sólo tiene la I.T.I. Gestión) en un espacio tan reducido como Andalucía?

Motor homopolar, motor unipolar, motor de Faraday, motor de Barlow, etc., muchos nombres para una idea bonita (o como uno se hipnotiza en un improvisado “tiovivo”)

El motor homopolar de este video de youtube es algo lo suficientemente curioso para que merezca la pena que dediquemos
cierto tiempo a buscar su historia y por qué funciona. Hasta donde yo he podido recabar, la idea de esta configuración es del sueco Per-Olof Nilsson según el artículo “A fast, high-tech, low cost electric motor construction“, H Joachim Schlichting and Christian Ucke (english translation by Jonathan Williams), from Physik in unserer Zeit, 35, 272-273 (2004). La misma configuración aparece más tarde en “Inspiring experiments exploit strong attraction of magnets“, David Featonby, Physics Education, July 2006.

En español podéis leer el interesante artículo “Motor homopolar“, Agustín Martín Muñoz, Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias Asociación de Profesores Amigos de la Ciencia-Eureka, 4(2), pp. 352-354 (2007). No sólo explica (igual que el video) como construir el motor, también incluye cómo funciona, la física que lo sustenta. Merece la pena leerlo.

En las tres referencias anteriores se explica muy bien cómo funciona este motor que no es otra que la idea de la rueda de (Peter) Barlow (Barlow’s wheel), 1823, también llamado motor unipolar o máquina homopolar. Prácticamente la misma idea es de (Michael) Faraday 1832, por lo que también se llama motor de Faraday. Obviamente, estos experimentos históricos eran “estéticamente” más bonitos y no utilizan una moderna batería. Pero la idea es la misma. El famosísimo libro de experimentos en física para profesores, “Demonstration Experiments in Physics” Richard Manliffe Sutton, 1938 (recientemente disponible completo en PDF en Internet) presenta también dicho motor, pag. 360: E-136. “Barlow’s Wheel”, E-137. “Force on Magnet in Field of Conductor—Unipolar Motor”. Su explicación es muy concisa pero “suficiente” para un “profesor” de física.

En la revista de la asociación de profesores de física americanos “American Journal of Physics” hay múltiples artículos sobre este tema:

“Electromagnetic Induction in Moving Systems” Dale R. Corson, Am. J. Phys. 24, 126 (1956), que trata de clarificar los efectos de las fuerzas electromotrices inducidas debidas a la ley de Faraday y en su ejemplo no. 4 estudia “the unipolar generator”.

“Laboratory Experiments in Motional Electric Fields” John W. Then, Am. J. Phys. 28, 557 (1960) describe este motor pero en una configuración diferente, con dos cilindros concéntricos.

“Variation of the Homopolar Motor” Thomas D. Strickler, Am. J. Phys. 29, 635 (1961) describe muy brevemente el motor homopolar o rueda de Barlow pero con la batería conectada al propio cable, algo más incómodo de montar.

“Approaches to Electromagnetic Induction“, P. J. Scanlon, R. N. Henriksen, and J. R. Allen, Am. J. Phys. 37, 698 (1969) estudia diferentes problemas observados en los estudiantes de física con la compresión del concepto de inducción electromagnético y presenta el “homopolar inductor” (cita a las “Lectures in Physics” de Feynman, vol. II, sec. 17-2) y el “unipolar inductor” (cita los “Elements of Physics” de Kaempffer, 1967, p. 164), ejemplos en los que se mueve el imán, no el cable.

“One-piece Faraday generator: A paradoxical experiment from 1851” M. J. Crooks, D. B. Litvin, P. W. Matthews, R. Macaulay, and J. Shaw, Am. J. Phys. 46, 729 (197 presenta el “Faraday generator” con una buena explicación física y acompañado de una “curiosa” paradoja, ¿puede ser utilizado para que un observador inercial mida su velocidad absoluta?, obviamente no pues eso violaría la relatividad de Galileo (y por ende la de Einstein, claro).

“Comment on ‘One-piece Faraday generator: A paradoxical experiment from 1851′“, P. J. Scanlon and R. N. Henriksen, Am. J. Phys. 47, 917 (1979) reclaman que no haya sido citado su artículo de 1969 y que afirman que de paradoja, nada de nada.

“Two laboratory experiments involving the homopolar generator” R. D. Eagleton, Am. J. Phys. 55, 621 (1987) muestra como el “homopolar generator”, “acyclic dynamo”, “unipolar generator” y “Faraday generator” es un experimento que sirve como motor o como generador de electricidad; sus resultados experimentales muestran un pequeño error sistemático entre teoría y experimento que él asocia a efectos térmicos (cuando enfría el generador logra minimizarlo).

“The radial magnetic field homopolar motor” Robert D. Eagleton and Martin N. Kaplan, Am. J. Phys. 56, 858 (1988), artículo cortito que presenta una variante del experimento que usa un campo radial en lugar de uno axial.

Finalmente, permitidme acabar con “The homopolar motor: A true relativistic engine” Jorge Guala-Valverde, Pedro Mazzoni, and Ricardo Achilles, Am. J. Phys. 70, 1052 (2002), el tercero y último artículo de una serie en la que estos argentinos reinvidican la resolución de la paradoja del artículo de 1979, concluyendo que la relatividad no es violada, para lo que acompañan los análisis teóricos (de los artículos anterios) con seis experimentos cuya discusión aclara la “relatividad” (recuerda, galileana) de todo el proceso.

¡Qué vueltas da el asunto! Digo, el motor.

Si te atreves, el experimento es fácil, pero requiere un buen imán.

Si no te atreves, disfruta de este otro video.

Bonita experiencia docente en la formación de informáticos en videojuegos (MATVI-08)

Hoy se ha celebrado en la E.T.S.I. Informática de la Univ. Málaga las I Jornadas de Alumnos de Informática sobre Juegos: Matemática Recreativa e Implementación de Videojuegos, organizadas por los profesores Antonio J. Fernández y Pablo Guerrero García. Las charlas han sido divertidas, mucho humor y muchas curiosidades, con lo que no nos hemos aburrido. El nivel técnico, un poco flojo, y se ha echado en falta un poco más de Implementación y poco menos de Catalogación. Pero la experiencia ha sido muy interesante. Los alumnos han presentado pósteres (en la cafetería) y comunicaciones orales (en un aula). La experiencia ha culminado con un merecido almuerzo de confraternación entre profesores (organizadores) y alumnos (participantes).

Bonita experiencia. Esperemos que se repita en próximos años.