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G r a d o D o c u m e n t o d e S i g u i e n d o e l c a m i n o d e l c o n e j o : U n a c e r c a m i e n t o a l a m e c á n i c a c u á n t i c a U n p ro y e c to d e V ic to r Jo sé M a h e ch a A ra n g o V i c t o r J o s e M a h e c h a A r a n g o U n i v e r s i d a d d e l o s A n d e s “ El camino de l cone jo ” E s t e C u a d e r n i l l o f u e i m p r e s o e n B o g o t á e n D i c i e m b r e d e l 2 0 1 5 e n l o s c a r a c t e r e s : Times New Roman / Montserrat / Open Sans / U n i v e r s i d a d d e l o s A n d e s D e p a r a t a m e n t o d e D i s e ñ o CaMI NO O N ej O C de l e l E n t r e v i s t a s y C o l a b o r a d o r e s N a t a l i a M a h e c h a M a r í a S a l a z a r ” A l e g r í a ” J a i m e F o r e r o L i l i a n a R a m o s S e r g i o C h a r p a k J u a n G o d o y A n d r é s G u i o C a m i l a A n d r a d e D i r e c t o r a d e l P r o y e c t o A n a V é l e z A g r a d e c i m i e n t o s e s p e c i a l e s A s e s o r e s E x t e r n o s y J u r a d o A n d r é s B u r b a n o M a r i a n a Q u i n t e r o H e r n a n d o B a r r a g á n A p o y o I n c o n d i c i o n a l P a d r e s , h e r m a n o s y s o b r i n o s . Imagen íNDICE A b s t r a c t 1 1 0 - 1 7 3 6 - 4 5 I n t r o d u c c i ó n 1.1 La ciencia y la sociedad: Ignorancia y desconfianza 1.2 La ciencia y la sociedad: El juego del sentido común 2 M a r c o s r e f e r e n c i a l e s 2.1 ¿Qué es la mecánica cuántica? 2.2 La interpretación del mundo: conjunción entre el arte y la ciencia 2.3 Divulgación: Literalidad Inspiración Complementariedad 2.4 Ambientes interactivos 2.5 Los sentidos en la comprensión del mundo 3 E s t a d o d e l a r t e 3.1 Métodos de divulgación científica Impresos Museos de Ciencia Grupos de Divulgación 1 8 - 3 5 4 M e t o d o l o g í a 4.1 Acercamiento Alice in Quantumland Temáticas Conceptos Contrautitivos Personajes Locaciones 4.2 Acercamiento a los actores Personaje en divulgación Público Experto 4.3 Oportunidades e insights 5 D e s a r r o l l o 5.1 Conceptualización 5.2 Bocetos Experiencia Narrativa 1 Narrativa 2 CONCLUSIONES 4 6 - 7 1 6 6 - 9 7 3.2 Instalaciones interactivas Luz Imagen Sonido Enfoque Científico 6 M o n t a j e 6.1 Puesta en escena 9 8 - 1 0 6 A b s t r a c t Este proyecto desarrolla una instalación audiovisual interactiva que busca divulgar conocimiento científico de forma experiencial, proporcionando un acercamiento a los conceptos principales de la mecánica cuántica. Para elaborar esta propuesta se tomó como eje conceptual el libro Alice in Quantum Land del físico Robert Gilmore, una adaptación del cuento de Lewis Carroll en el que su personaje vive una serie de aventuras en un mundo regido por las leyes de la mecánica cuántica. El viaje representado en el cuento, ubica a Alicia desde la perspectiva de observadora y desde el rol de de las partículas que componen este mundo cuántico. En su sed por develar el funcionamiento de estos dominios, la protagonista es transportada por grupo de situaciones y personajes, que se relacionandirectamente con diferentes principios de la mecánica cuántica. Cada experiencia viene acompañada de citas, que amplían los conceptos presentados anteriormente, con referencias a experimentos o a ejemplos relacionados con la vida cotidiana. 8 A b s t r a c t A c e r c a m i e n t o a l p r o y e c t o 9 La narrativa del cuento y los puntos de conexión entre conceptos, me llevaron a pensar en usar el viaje de la protagonista, como un recurso para dirigir una experiencia de aprendizaje. El viaje recreado en esta propuesta interactiva interacción, transporta al visitante, usando un espejo como medio de conexión entre el mundo cotidiano y el cuántico. Al interior del espejo, el usuario encuentra un libro dividido en 4 paginas, cuyo contenido describe una serie instrucciones para poder seguir al conejo blanco. Cada página configura el espacio, usando escenarios de la Alicia de Lewis Carroll reinterpretados por el concepto de mecánica cuántica: principio de incertidumbre. El usuario es proyectado sobre cada uno de los escenarios alterando su imagen real, desde la interpretación del principio de incertidumbre de la mecánica cuántica. Este mismo principio configura la forma de todos los personajes y objetos que habitan el mundo cuántico . Para poder alcanzar al conejo blanco, hay paginas del libro que le dan habilidades al visitante con base en el segundo concepto de mecánica cuántica, llamado dualidad onda partícula. En los dos últimos pasos de la experiencia, el usuario debe comportarse como onda y como partícula, para alcanzar el conejo. Desde este ejercicio de comprensión, las reglas escondidas detrás de cada uno de los conceptos, crean un aprendizaje significativo alrededor de temas contraintuitivos para el visitante de la instalación. A b s t r a c t I n t r o d u c c i ó n I n t r o P e r s p e c t i v a s d e l a c i e n c i a 9 Imagen I n t r o La producción de conocimiento científico es un proceso de continuo crecimiento y diversificación, donde el trabajo de distintos grupos de investigación circula constantemente por medio de artículos, journals y congresos de expertos. Pese a estos avances, desde diversas orillas se ha debatido sobre la verdadera comprensión lograda por la sociedad alrededor de este trabajo. Frente a este fenómeno, denominado por Andoni y Galán como “apreciación de la ciencia”¹, se ha generado una fuerte de separación entre la “comunidad científica” y el “resto de la sociedad”. Desde esta perspectiva, la primera considera a la sociedad como un público con un “déficit de conocimiento”²que se puede suplir con contenidos basados en hechos científicos, mientras la segunda mira a la ciencia con desconfianza por ser algo que evidentemente se relacione con la vida cotidiana. La visión de sociedad de esta comunidad científica se manifiesta en la forma en que sus distintas disciplinas se articulan con la divulgación. Pese a que el principal propósito de esta acción sería sacar a la sociedad de su “ignorancia”, la difusión de este conocimiento se hace generalmente a partir de logros científicos explicados L a c i e n c i a y l a s o c i e d a d : Ignorancia y desconfianza I n t r o 1 2 con un lenguaje incomprensible que dificulta su aprehensión por parte de un público no experto ³. En esta misma línea, los medios y lenguajes usados en la divulgación no consideran el peso que tienen las creencias y las orientaciones éticas en la forma en que la sociedad se apropia de este conocimiento. La concepción de ciencia de esta sociedad, basada en la desconfianza, se puede observar en situaciones donde las posturas científicas son usadas para validar intereses particulares. Un ejemplo de esto se produjo a principios de los noventa durante la crisis de las vacas locas Encefalopatía espongiforme bovina , cuando los asesores de ciencias del gobierno británico afirmaron que el consumo de carne infectada era seguro. Después de que esto llevara una un grave problema de salud pública, se descubrió que la influencia de la industria cárnica sobre el ministro de agricultura había distorsionando la postura gubernamental frente a esta enfermedad, sin importar que esto pusiera en riesgo el bienestar de la población. Como esta, en muchas situaciones con implicaciones de orden político, social y económico se ha puesto en tela de juicio el carácter objetivo de la ciencia, ocasionando un deterioro de las relaciones de ésta con la sociedad a la que representa. “ ... se puede observar en situaciones donde las posturascientíficas son usadas para validar intereses particulares. ” 13 El periodista científico David Dickson, fundador de scidev.net, el principal portal de noticias en temas de ciencia y tecnología para públicos no expertos, propone un nuevo tipo de diálogo para fortalecer la relación entre la ciencia y la sociedad: El enfoque contextual de las manifestaciones “pasivas” del conocimiento científico -una integración de las perspectivas de ciencia y sociedad propuestas por Dickson-, abre un espacio a la exploración de hechos científicos con medios diferentes al lenguaje académico. Este nuevo acercamiento permite que el público no experto se aproxime a los desarrollos científicos presentes en la vida cotidiana, mientras la comunidad científica comprende la importancia de generar herramientas que faciliten la apropiación del conocimiento. De esta manera , el proyecto aborda dos cuestionamientos: La aproximación alrededor de estas preguntas se realizará considerando las implicaciones específicas en el campo de la mecánica cuántica. Desde la perspectiva de la comunidad científica, esta debe preocuparse por desarrollar un enfoque contextual del conocimiento científico, es decir, un análisis de las implicaciones que tiene su trabajo en el público. Este enfoque facilitaría la apropiación que puede lograr la sociedad sobre estos conocimientos, lo que a su vez actuaría como una fuente de legitimación e identificación cultural . Para Dickson, el diálogo entre ambas partes, la conciliación y la participación de ambos agentes, son claves en la construcción de una ciencia más social, que tenga en cuenta el entorno político y cultural que hace posible su avance. Desde la perspectiva de la sociedad, la conciliación con la comunidad científica puede basarse en el análisis del impacto de la ciencia en las actividades de la vida cotidiana. La serie de dispositivos que responden a las necesidades de la rutina diaria, hacen evidente la presencia de avances tecnológicos que continuamente modifican el significado de nuestra relación con los objetos. Estas manifestaciones tácitas del trabajo realizado desde los laboratorios y la academia (celulares, computadores, fuentes de energía, ropa, cosméticos, materiales inteligentes, entre otros) necesitan de una carga conceptual que visibilice la forma en que su “trasfondo científico”ha configurado el comportamiento del ser humano. 1 2 4 I n t r o ¿Cómo se ha divulgado el conocimiento científico en los públicos no expertos? ¿Estas formas de divulgación han permitidouna comprensión de la ciencia detrás de los objetos cotidianos ? I n t r o La física, como una de las disciplinas de producción de conocimiento, ha generado importantes cambios en la manera en que percibimos el mundo. Aunque sus aportes han sido definitivos para el desarrollo de la sociedad, no se puede perder de vista que muchos de ellos se han visto atravesados por procesos de continua confrontación con los paradigmas científicos que han predominado en determinados momentos de la historia. Un ejemplo de esto es la visión heliocéntrica de Copérnico que, a diferencia de la teoría geocéntrica de Ptolomeo, planteaba que la tierra se movía alrededor del sol. La propuesta de Copérnico causó tal conmoción en su época, que al cumplirse 100 años de la muerte de su autor sólo podía ser enseñada como hipótesis. De la misma forma, vemos que la mecánica cuántica, a más de 100 años de su postulación, sigue siendo vista por algunos profesores de física de colegios y de otras disciplinas como postulados tan contraintuitivos y fuera del sentido común que no se atreven a enseñarlos dentro de sus programas. L a c i e n c i a y l a s o c i e d a d : El juego del sentido común 14 5 6 I n t r o Actualmente, profesionales cuyas disciplinas se basan directa o indirectamente en la física usan nociones y conceptos centrados en una descripcion del universo completamente determinista. La física moderna que rompe con los paradigmas de esta visión, trae consigo una concepción del mundo llena de incertidumbres y probabilidades, donde los comportamientos del mundo microscópico se convierten en el camino para resolver muchos de los interrogantes que habían quedado abiertos con el modelo anterior. Pese a lo anterior, es fundamental detenerse en este predominio de las miradas unidireccionales del mundo, pues uno de sus principales efectos ha sido el aferrar al público a una realidad regida por lo observable y lo tangible, excluyendo cualquier fenómeno que no pueda ser asimilado por medio de estos procesos de construcción del entorno. Esta suerte de oposición entre percepción e interpretación física la he abordado desde el ejercicio de divulgación que adelantó como miembro del grupo de Óptica de la Universidad de los Andes (GOA). Este grupo fue creado con el propósito de explicar nociones de óptica clásica usando experimentos demostrativos que facilitan el acercamiento a un público no experto. Distanciados de las clases teóricas o del uso de textos meramente académicos, los experimentos que desarrollamos se convierten en medios que concilian la experiencia de las personas con la comprensión científica de determinados fenómenos. En estos espacios la audiencia vive de primera mano la física, dándole un valor agregado al conocimiento que adquieren sobre estas nociones. El trabajo que hemos desarrollado desde el 2012 nos permite concluir que se trata de una metodología exitosa, particularmente cuando los conceptos que explicamos guardan una estrecha relación con la cotidianidad. El grupo ha participado en espacios de divulgación en colegios de la Alianza Fenicia, en el stand de la Universidad de los Andes en Expociencia (2015), en la feria de colegios de la Universidad de los Andes (2013- 2014-2015), en el Dia del Estudiante (2013-2014- 2015) y la Feria de Capítulos (2014) de la misma universidad. La convocatoria del grupo ha sido constante gracias a la facilidad con la que los experimentos pueden ser replicados y al nivel de conexión que generan con el público. 5 15 “ La física moderna, la cual rompe con los paradigmas de esta visión, trae consigo una concepción del mundo llena de incertidumbres y probabilidades.” Experimento Fibra Óptica Con una cubeta , agua y un láser comercial, se explica el funcionamiento de las fibras ópticas y su conexión con la transmisión de información. I n t r o Experimento Microondas Extremo Se introducen diferentes objetos en el microondas para explicar los mitos y los peligros en torno a los usosde este artefacto. 16 Aunque la participación en el GOA me ha dado experiencia en el campo de la óptica clásica, el acercamiento a un tema tan complejo como la mecánica cuántica abre nuevos interrogantes a la hora de pensar su divulgación. Estos son cuestionamientos que fueron conformando el cuerpo de mi proyecto hasta llevarme a una pregunta clave: ¿Cómo reivindicar los sentidos -educados en una sola visión del mundo- para asimilar conceptos físicos ajenos a la cotidianidad? I n t r o ¿Cómo se ha divulgado el conocimiento científico en los públicos no expertos? ¿Cómo se puede comprender un contenido tan contraintuitivo? ¿Qué impacto tienen estos temas en otras disciplinas? ¿Qué medios serían los más apropiados para transmitir este conocimiento ? ¿Qué recepción tendría en personas sin conocimientos previos en física? Con el fin de resolver la pregunta anterior, el proyecto optó por la inclusión del diseño en medios interactivos como generador de una experiencia navegable a través de los sentidos. Inspirados en el cuento Alice in Quantum Land y las obras originales Alicia en el País de las Maravillas y Alicia a través del Espejo, se desarrolló una narrativa que lleva al usuario a emprender un viaje por eluniverso cuántico en cuatro pasos. Los recursos utilizados en cada uno de ellos, conectan sensaciones y emociones a principios físicos específicos. Este proyecto tiene por objetivo experimentar nuevas formas de divulgación científica que generen en el espectador, más que la imposición de un conocimiento, un interés por la exploración, la indagación y la apropiación. Las nuevas interpretaciones del mundo y de la vida son campos donde se puede medir el verdadero potencial de áreas del conocimiento que tradicionalmente se han restringido a los espacios académicos. 17 M a r c o s R e f e r e n c i a l e s C i e n c i a c o m o i n t e r p r e t a c i ó n 9 Imagen M a r c o s R e f M a r c o s R e f Antes de abordar la mecánica cuántica es necesario esbozar la interpretación del mundo que, hasta hace un siglo, dominaba la disciplina. En esta etapa de la física, fenómenos como el movimiento de los objetos y su interacción, se podían describir muy bien con las herramientas matemáticas creadas por físicos y matemáticos como Leibniz y Newton. Encontrar la posición de un cuerpo, su velocidad y energía se podía hacer con mucha precisión, siempre y cuando la materia se encontrará en el dominio de los objetos macroscópicos. Cuerpos estelares de gran magnitud como una galaxia, un planeta u objetos pequeños como una canica o un grano de polen, podrían describirse por medio de la interpretación clásica. No obstante, a medida que la escala se fue encogiendo al nivel de los átomos, el modelo que tuvo tanto éxito en el pasado empezó a palidecer frente a la cantidad interrogantes que no podía resolver. A mediados del siglo XX, una nueva teoría física totalmente contraria a la mecánica clásica empezó a tener acogida pues describe el comportamiento de la materia aescalas menores de la atómica -es decir, a escala de las unidades que constituyen la materia-. ¿ Q u é e s l a m e c á n i c a c u á n t i c a ? La noción base de esta nueva concepción de la física fue desarrollada por el físico James Maxwell, al descubrir que la luz estaba compuesta por pequeñas unidades básicas de construcción o cuantos. El interés por encontrar los “ladrillos” que formaban la materia y la energía llevó a la física a una nueva etapa de interpretación del universo. Gracias a esto, ahora sabemos que el átomo está formado por electrones, neutrones y protones y que estos a su vez conforman todos los elementos de la tabla periódica. También comprendimos que los neutrones y los protones, que conforman los átomos están compuestos de partículas aun más pequeñas llamadas quarks, que hacen parte del grupo de partículas fundamentales (no están compuestas de otras) al igual que los electrones. Dentro del régimen cuántico la materia se comporta de manera diferente a como lo hace en la escala macroscópica, efecto que se manifiesta en la forma en que podemos calcular sus propiedades. La posición, la velocidad, la energía y el tiempo ya no tienen un valor único, pues ahora están descritas por un espectro de posibles valores o probabilidades. 7 8 C i e n c i a c o m o i n t e r p r e t a c i ó n 20 “ ... al descubrir que la luz estaba compuesta por pequeñas unidades básicas de construcción o cuantos ” 21 M a r c o s R e f Con el fin de establecer una interpretación global de la mecánica cuántica que pudiera ser entendida por la comunidad científica, se dio paso a la construcción de la “Interpretación de Copenhague”. En 1967 en Como (Italia), el físico danés Niels Bohr junto a Max Born y Werner Heisenberg se reunieron para determinar una descripción alrededor de la mecánica cuántica y entre estas dos características claves: la dualidad onda - partícula y el principio de incertidumbre definidos así: Principio de Incertidumbre Este concepto establece que en el universo cuántico hay un grupo de propiedades pares que no pueden definirse simultáneamente con precisión. En esta situación, cuando se mide una propiedad y su valor se puede definir con un margen de error pequeño, genera que el valor de la segunda propiedad se encuentre en un amplio espectro de resultados posibles. Dualidad Onda-Partícula La materia en el mundo cuántico puede describirse como una onda o partícula. Cuando ésta se mueve en el espacio, lo hace como onda y cuando interactúa con otra materia lo hace como partícula. Como partícula, tal como lo describe la mecánica clásica, la materia se asemeja a un grano macizo muy pequeño. Cuando una partícula golpea a otra, lo hace como si fueran dos pelotas y pueden rebotar o seguir pegadas en la misma dirección dependiendo de la situación. A nuestra escala la materia siempre se comporta de esta manera, por ende estamos muy familiarizados con este comportamiento. Como onda, el comportamiento de la materia se asemeja a las ondas generadas sobre la superficie de un líquido. Cuando hay una perturbación en un punto, las ondas se propagan ocupando todo el recipiente sin que haya una posición específica donde se encuentre la onda. Al mismo tiempo, la onda puede cruzarse consigo misma (interferencia), produciendo zonas donde el agua está más arriba o está más abajo del nivel inicial.X P h 2 E t h 2 Esta relación indica que no se puede medir posición y momento (velocidad) con la misma precisión simultáneamente. Esta relación indica que no se puede medir energía y tiempo con la misma precisión simultáneamente. 9 10 11 Interactuando como partícula. Propagandose como onda. 22 M a r c o s R e f L a i n t e r p r e t a c i ó n d e l m u n d o : Conjunción entre el arte y la ciencia El interés del ser humano por desentrañar los misterios del mundo circundante, lo ha llevado a utilizar diferentes medios de representación de los fenómenos que rigen lo visible e invisible. En esta perspectiva, el arte y la ciencia -cada una desde su dominio- han desarrollado una serie de códigos, lenguajes y signos que actúan como mediadores de la realidad. Hasta el siglo XVII no había una distinción tajante entre estas dos áreas del conocimiento, pero con la llegada de la industrialización en el siglo XIX las ciencias y sus aplicaciones se consideraron como los nuevos factores de progreso de la sociedad, mientras el arte debía conservar sus componentes más tradicionales. Esta brecha entre ciencia y arte se ha ido profundizando, especialmente cuando sus representantes insisten en que se trata de dos ámbitos distintos e independientes. “ el arte y la ciencia -cada una desde su dominio- han desarrollado una serie de códigos, lenguajes y signos que actúan como mediadores de la realidad.” 12 Imagen 1 . Thomas Young. Representación del comportamiento ondulatorio de la luz. M a r c o s R e f Desde este distanciamiento también se ha sugerido que el Por otro lado, si se mira en el trabajo de los artistas el manejo de la teoría del color detrás de las tonalidades, la capacidad de representar la dinámica de la luz, la perspectiva o los claroscuros, podemos pensar en un conocimiento científico detrás de sus interpretaciones del mundo (Imagen2). Este tipo de relaciones entre ciencia y arte pone en evidencia los puntos de encuentro que subyacen a las supuestas diferencias diametrales. A partir de lo anterior, podemos concluir que la interpretación científica tiene un gran potencial al entrar en diálogo con el arte. Los recursos sensoriales y emocionales que ha desarrollado este último pueden permitir un acercamiento fructífero a temáticas de carácter científico. La barrera que impone la concepción tradicional del mundo es desdibujada por “metáforas conceptuales” que evidencian la utilidad de los sentidos para construir experiencias que desbordan nuestro sentido común. En el caso de este proyecto, se abre una puerta a nuevas propuestas de interpretación de leyes,hipótesis y principios que no parecen tan familiares a nuestra realidad. Imagen 2 . . Claude Monet. San Giorgio Maggiore at Dusk. Representación del comportamiento ondulatorio de la luz, desde el color. 13 23 Desde este distanciamiento también se ha sugerido que el arte se restringe a lo netamente subjetivo a diferencia de la objetividad característica de la ciencia, aspecto que termina por ignorar las influencias y relaciones que se establecen entre ellas. Sin embargo, los encuentros se hacen evidentes cuando miramos casos como el de los físicos que constantemente hacen uso de metáforas visuales para representar ciertas propiedades de la naturaleza. Líneas imaginarias que describen movimientos, objetos reducidos a ser representados como puntos en el espacio vacío, entre otros, son abstracciones que idealizan situaciones del mundo desde la visión subjetiva del científico ( Imagen 1). M a r c o s R e f Inspiración Dentro de esta categoría se encuentra el contenido que utiliza el conocimiento científico como fuente de inspiración. Las piezas artísticas de este nivel pasan por un proceso de abstracción que les permite recrear conceptos científicos con libertad de cuestionamiento y de dominio. Estos medios no se preocupan por apelar a la construcción de un conocimiento académico y en su lugar proponen la construcción de un aprendizaje basado en la experiencia. El mensaje que transmiten es maleable y con espacio para múltiples interpretaciones, pues el autor no puede controlar el efecto de su obra en el público. 24 Los niveles en los que estas metáforas se relacionan con la descripción del contenido científico están determinados por el diálogo entre el lenguaje del arte y la abstracción de la ciencia. En base a esta relación, desarrolle unas tipologías que que me permitieron clasificar las formas de divulgación en física. Las categorías presentadas a continuación, relacionan tres ejemplos de la forma como se relaciona el arte y la ciencia y de su materialización en contenidos divulgativos. D i v u l g a c i ó n “ proceso de abstracción que les permite recrear conceptos científicos con libertad de cuestionamiento y de dominio.” Imagen 4 . J. N. Michael y S. Andi. (2012). Alice in QuantumLand. Proyectos como Quantum Shorts, convocatoria que reúne a artistas y estudiantes de cualquier área del conocimiento para producir contenidos audiovisuales, permiten reconocer la importancia de los conceptos del universo cuántico como medio de inspiración y de reinvención de otras percepciones de la realidad. Cortos como Alice in QuantumLand utilizan los principios de la mecánica cuántica para mostrar la forma en que estos alteran nuestra cotidianidad. En esta historia, la protagonista emprende un viaje en búsqueda de su enamorado en la que emplea sus conocimientos en mecánica cuántica para transformar el mundo. El aspecto más importante de esta pieza es la visualización de los efectos de la mecánica cuántica en contextos y situaciones familiares para Alice (la calle, un viaje en bicicleta o una fiesta), lo que permite hacer un paralelo entre los conceptos físicos y sus expresiones cotidianas (Imagen 3). M a r c o s R e f 13 Imagen 4 . Campbell, Jim. (1993-1994). Shadow for Heisenberg. Siguiendo esta línea, muchos artistas ven en este temas un campo de exploración para piezas que confrontan la concepción de realidad. Jim Campbell en su obra Shadow for Heisenberg , juega con el sentido común del usuario usando una estatuilla de buda. A medida que el usuario se acerca a la pieza para mirar sus detalles, una pantalla que protege el contenido no deja pasar la luz e impide que sea observado. En el caso opuesto, cuando el usuario se aleja puede ver al buda. El concepto de esta interacción toma el principio de incertidumbre de Heisenberg, en un juego donde la imposibilidad de detallar la estatuilla entra en conflicto con el deseo del espectador (Imagen 4). 25 14 M a r c o s R e f Literalidad Dentro de esta categoría encontramos los contenidos que tienen un fuerte componente de códigos y lenguajes de la ciencia. Estos contenidos buscan en el arte formas de comunicación que permitan construir mensajes fieles a los conceptos científicos. Las representaciones que producen hacen referencia directa a eventos de la naturaleza, experimentos mentales o reales, haciendo énfasis constantemente a la física detrás de su funcionamiento. Debido a que la representación sigue siendo una abstracción, sólo materializanlos componentes que consideran relevantes para la comprensión de los hechos científicos. En el campo de la divulgación literaria, el trabajo del astrofísico Camille Flammarion es una muestra de lo anterior pues buscaba llevar a la población contenidos científicos que los sensibilizaran y educaran. La pieza más representativa de su trabajo, titulada Astronomía popular (1880), introduce al lector al campo de la astronomía a través de una narrativa que inicia con los elementos más básicos de esta disciplina y termina con los más complejos. Desde la explicación de la redondez de la tierra hasta llegar a la conformación de las constelaciones, el contenido vela por tener un hilo conductor que no pierde de vista el contexto científico de los elementos que incluye. Su trabajo hace énfasis en la representación visual, pues por medio de ilustraciones lleva cada concepto a un contexto familiar a los lectores (Imagen 5). Imagen 5 . Flammarion, Camille. (1880) Astronomie populaire. “ hacen referencia directa a eventos de la naturaleza, experimentos mentales o reales, haciendo énfasis constantemente a la física detrás de su funcionamiento.” 26 15 M a r c o s R e f Imagen 6 . Sagan, Carl. (s.f.). Cosmos, un viaje personal. Complementariedad Dentro de este marco, los códigos utilizados por cada una de las disciplinas entran en un equilibrio dinámico. En este caso, el dominio artístico reflexiona en torno a los alcances del contenido científico desde su visión de mundo, mientras el dominio científico ve en los recursos del arte elementos emotivos y sensoriales que son claves para la generación de nuevas apropiaciones significativas de sus conceptos. Aunque el mensaje de las piezas de esta categoría puede tener una interpretación abierta, siempre hay un elemento contextualizador que reflexiona sobre el trasfondo físico de los fenómenos explicados. El usuario puede apropiar el conocimiento desde su propia visión, sin perder de vista ese contexto en el que se desarrolla el contenido. Casi un siglo después, la divulgación se abre campo entre los nuevos medios de comunicación de la época. Durante la década de los 80, la televisión diversificó sus contenidos al punto de abrir espacios para el aprendizaje. En estos nuevos espacios, Carl Sagan en su programa Cosmos, un viaje personal explicaba conceptos físicos que llegaban directamente a muchos hogares estadounidenses. El principal objetivo de Sagan era vencer los prejuicios que impedían que la población se acercara a la ciencia. El origen del universo, la comprensión de las dimensiones, la relatividad y otros temas de la física contemporánea, eran explicados a los espectadores, usando efectos especiales. (Imagen6) 27 “ el dominio artístico reflexiona en torno a los alcances del contenido científico desde su visión de mundo” 16 M a r c o s R e f Imagen 7 . Robert Gilmore. Alice in QuantumLand. Es en este tipo de intervenciones donde veo la oportunidad de generar nuevas propuestas de divulgación basadas en abstracciones del concepto físico integradas con los códigos del arte. Desarrollar este tipo de experiencias para espectadores que no han tenido una aproximación previa a contenidos de carácter científico, puede generar resultados interesantessobre las múltiples formas en que se puede apropiar el conocimiento. Como ejemplo de esto encontramos a Alice in Quantum Land. En este libro se explican los principios fundamentales de la mecánica cuántica en un viaje de diez capítulos. Alicia, su protagonista, está inmersa en un mundo gobernado por las partículas fundamentales que componen toda la materia existente. Cuando Alicia interactúa con los personajes de la historia siempre lo hace en función de los principios del universo microscópico. El cuento rescata personajes como Chesire, Tweedledum y Tweedledee, para crear empatía con el lector que ha tenido una experiencia previa con los cuentos de Lewis Carroll . (Imagen7 ) Oportunidad El uso de recursos visuales y de representaciones que se relacionan con la cotidianidad del espectador, posibilitan que éste vincule el fenómeno físico con la forma en que normalmente concibe la realidad. Considerando este potencial y las relaciones entre arte y ciencia, un proyecto de divulgación debe preguntarse: 28 ¿Se pueden generar mecanismos de divulgación de carácter complementario a partir de los recursos tecnológicos actuales? ¿A qué nivel se involucran los sentidos en el proceso de comprensión de conceptos contrarios a nuestro sentido común? M a r c o s R e f A m b i e n t e s i n t e r a c t i v o s i n m e r s i v o s Los ambientes interactivos inmersivos son espacios que maximizan la exploración sensorial del usuario, mientras se genera la impresión subjetiva de estar participando en una experiencia real. El grado de inmersión del usuario en el ambiente depende de la forma en que la estrategia de diseño articule las acciones, los símbolos y las sensaciones que le permitan al participante mantenerse conectado al espacio. La inmersión está compuesta entonces de estas tres dimensiones: 17 La inmersión sensorial Comprende los elementos que replican digitalmente en un espacio tridimensional los mecanismos que actúan en el proceso de percepción del entorno. El uso de elementos hápticos, sonido estereofónico, lentes de visualización o el juego de proyecciones en una habitación, se convierten en recursos claves para la generación de conexiones entre el usuario y un espacio imaginario. La inmersión mediante las acciones Explora las diferentes formas en las que el usuario puede involucrarse en situaciones de continuo descubrimiento. Este ejercicio de exploración es constantemente usado en los videojuegos cuando el participante personifica a uno de los protagonistas de la historia. El nivel de involucramiento en el nuevo rol contribuye a fortalecer el grado de inmersión. La inmersión mediante lo simbólico Reúne los factores que establecen conexiones conceptuales y psicológicas con el usuario. La apelación a sentimientos, valores y creencias sobre situaciones arquetípicas, crean instantes donde la realidad se extrapola. 18 29 + Estructura de la interacción + M a r c o s R e f Recientemente, se ha producido en el campo de las artes una importante integración de los medios inmersivos como herramientas de exploración de nuevas propuestas estéticas. Proyectos que indagaban por los límites de la realidad y las concepciones del mundo, pudieron materializarse con la aparición de dispositivos de inmersión. La vista ha sido el sentido más explorado en este tipo de espacios gracias a herramientas visuales presentadas acontinuación. Virtual Environments En ellos se desarrolla un tipo de inmersión que transporta al usuario a una atmósfera completamente artificial, por lo que elimina cualquier punto de conexión que pueda existir con el espacio real. Los VE usan herramientas de inmersión como los Head-Mounted Display (HMD), unos lentes que reconstruyen el mundo tridimensional simulando la visión estereoscópica y los Automatic Virtual Environment (CAVE), un conjunto de pantallas que rodea al usuario maximizando su experiencia con el uso de lentes 3D. El pionero de este tipo de ambientes en el ámbito artístico fue Charles Davies. Este artista explora el concepto mismo de “inmersión” usando la metáfora del buceador como el rol que deben asumir los visitantes de sus intervenciones. En su obra Osmosis, por medio del (HDM y sensores de movimiento el visitante recorre diferentes espacios que lo invitan a confrontar la naturaleza “real” con aquella construida por el ser humano. (Imagen 8 ). Imagen 8 . Davies, Char. (1995). Osmose (Simulación de realidad virtual). 19 3 0 “ atmósfera completamente artificial, por lo que elimina cualquier punto de conexión que pueda existir con el espacio real. ” M a r c o s R e f Augmented Virtuality (AV) Los sistemas (AV), que mezclan el mundo real con la proyección virtual haciendo uso de objetos o espacios superpuestos dentro de un mismo contexto. Myron Krueger, artista de medios interactivos, fue uno de los pioneros en la creación de este tipo de ambientes (AV). Sus intervenciones usaban computadoras y cámaras de video que capturaban los movimientos del visitante para posteriormente traducirlos en una serie de sonidos y proyecciones. Este tipo inmersión minimiza el uso de cables o de sensores vinculados al cuerpo, permitiendo que el usuario se aproxime a la instalación con mayor libertad. Artistas como Jeffrey Shaw, Camille Utterback y Rafael Lozano-Hemmer hacen uso de este tipo de proyecciones para resignificar la realidad, dándole un valor agregado a las experiencias de la vida cotidiana (Imagen 9) y (Imagen 10). 18 Imagen 9 . Oculus rift Helmet. (s.f.). Casco de realidad virtual de código abierto, hecho para integrarse en el desarrollo de videojuegos y simulaciones . Imagen 10 .Shaw, Jeffrey. (1989). The Legible City. Esta obra traduce el movimiento del visitante en una cicla mientras hace un recorrido por una sociedad construida sobre tipografías. 21 3 1 “ mezclan el mundo real con la proyección virtual haciendo uso de objetos o espacios superpuestos dentro de un mismo contexto.” 20 M a r c o s R e f El uso de estos ambientes donde la experiencia es la gran protagonista, tiene un potencial notable para el desarrollo de procesos de aprendizaje. La capacidad explicativa que tienen las experiencias inmersivas para acercarse a fenómenos complejos, se fundamenta en la forma en que sitúan al usuario en nuevas perspectivas o en diferentes marcos de referencia. La exploración del conocimiento ya no se limita a un acercamiento tácito, pues se abre la puerta a un aprendizaje interactivo donde el único límite es la imaginación del usuario. En la perspectiva de este proyecto, el desarrollo de un espacio de interacción debe aprovechar las conexiones ya existentes entre el usuario y el tipo de contenido de consumo, explorando las diversas representaciones que pueda tener el sonido y la imagen en la pieza. Igualmente la generación de un medio inmersivo para la experiencia, es decir el desarrollo de un espacio tridimensional, necesita tener en cuenta la relación entre la dinámica del usuario y la configuración del espacio. Basados en la recopilación de proyectos de diseño de interacción en espacios “Extra Spatial” de IDEO, rescate tres componentes importantes para en el desarrollo del proyecto de divulgación: 3 2 “ ... se abre la puerta a un aprendizaje interactivo donde el único límite es la imaginación del usuario. ” 22 Naturaleza replicada a partir de la información Como la interpretación del concepto, se convierte en una representación del mundo cuántico. M a r c o s R e f Hacer que lo virtual se sienta real Comó el feedback de la interacción responde directamente a las dinámicas del usuario. Interfaces que activan propiedades ocultas Comó la interacción del usuario con el espacio crea una expectativa con respecto a lo que va a pasar si continúa participando.Oportunidad La capacidad de los ambientes interactivos para crear realidades aumentadas, los convierte en un medio potencial de exploración del aprendizaje científico. La inmersión del usuario en un espacio tridimensional lo lleva a percibir una realidad alterada que lo invita a poner en juego su propio punto de vista. Las experiencias como medio de validación de conocimientos que no se pueden aprehender en contextos reales, son la clave para jugar con conceptos científicos que resultan contraintuitivos. Por último, es importante tener en cuenta la correlación entre acciones, símbolos y sensaciones como eje central de la construcción de la experiencia 33 M a r c o s R e f 3 4 El proceso de percepción inicia con la estimulación de los sentidos en cada uno de los receptores sensoriales. Una serie de reacciones electroquímicas llevan directamente a las neuronas que residen en el cerebro los mensajes en forma de impulsos. La información de estas señales y las de estimulaciones previas forman un registro que permite establecer asociaciones con nuevas experiencias. Este ejercicio continuo de asimilación construye en el individuo una visión formal de mundo a partir de la cual organiza su realidad. De esta manera, los elementos que constituyen el universo sólo tienen existencia para el individuo cuando se asocian con objetos del dominio de la percepción. Colores, formas, posiciones e intensidades no existen sin una relación previa con algún elemento tangible. De Acuerdo con Kant, la naturaleza está formada por objetos generados por la experiencia, donde todo lo percibido y lo pensado constituye las impresiones que tenemos del mundo. L o s s e n t i d o s e n l a c o n s t r u c c i ó n d e l a r e a l i d a d “ De esta manera, los elementos que constituyen el universo sólo tienen existencia para el individuo cuando se asocian con objetos del dominio de la percepción. ” haciendo uso de objetos o espacios superpuestos Desde esta premisa los sentidos, que son la base de la estructura neuro-sensorial, actúan como un filtro del contenido disponible en el mundo exterior. Al interior de la mente, las sensaciones que pasan este filtro son organizadas en categorías más complejas de información llamadas percepciones. Kant sostiene que estas percepciones pueden relacionarse con otras, mediante procesos de construcción de juicios o proposiciones empíricas. El gato “negro” o la camisa “rayada”, son ejemplos de cómo estos juicios conforman una observación más precisa sobre un objeto. El paso final de la experiencia, reúne el conjunto de las proposiciones empíricas en teorías más amplias. En esta etapa, la generación de conocimiento crea una perspectiva del mundo desde los fenómenos en que se manifiesta, de tal forma que se establecen las características del universo que son accesibles a los sentidos. 23 24 M a r c o s R e f No obstante, el individuo también se enfrenta a situaciones que no puede tramitar por medio de percepciones o de experiencias previas. Para este tipo de situaciones, Kant sugiere el término de las cosas-en- sí para describir los componentes de la realidad que no son perceptibles desde los sentidos. El proceso que propone para acceder a este conocimiento parte de la construcción del mundo que hace el individuo desde su interior. En este caso, la mente entra a determinar cómo se debe comportar la realidad. Áreas como las matemáticas y la física son ejemplos de este tipo de conocimiento que no depende completamente de la experiencia. 25 Oportunidad Jugar con la percepción como mecanismo para la construcción de nuevas realidades. Proponer medios que ilustren contenidos conceptuales, que permitan explorar contextos ajenos a lo cotidiano. 35 E s t a d o d e l a r t e C i e n c i a c o m o r e c u r s o Desde esta premisa los sentidos, que son la base de la estructura neuro-sensorial, actúan como un filtro del contenido disponible en el mundo exterior. Al interior de la mente, las sensaciones que pasan este filtro son organizadas en categorías más complejas de información llamadas percepciones. Kant sostiene que estas percepciones pueden relacionarse con otras, mediante procesos de construcción de juicios o proposiciones empíricas. El gato “negro” o la camisa “rayada”, son ejemplos de cómo estos juicios conforman una observación más precisa sobre un objeto. El paso final de la experiencia, reúne el conjunto de las proposiciones empíricas en teorías más amplias. En esta etapa, la generación de conocimiento crea una perspectiva del mundo desde los fenómenos en que se manifiesta, de tal forma que se establecen las características del universo que son accesibles a los sentidos. M a r c o s R e f 38 E s t a d o A r t Este capítulo está enfocado en la revisión de material divulgativo sobre ciencia y tecnología, en donde se identifican los recursos y medios que usan para comunicar sus mensajes. Para cada ítem se señalan los pros y contras a partir de tres elementos: el público al que van dirigidos, el lenguaje usado y las tipologías de divulgación vistas en el capítulo anterior. M é t o d o s d e d i v u l g a c i ó n c i e n t í f i c a Impresos Popular Science Revista de divulgación científica dirigida a un público no experto, enfocada en temas de ciencia y tecnología. Su contenido integra las últimas aplicaciones e invenciones, con una visión de la ciencia como la constructora y modeladora del futuro de la humanidad. 26 Imagen 11 . Popular Science . The future of flight Pros Maneja un lenguaje amigable con un público no experto. Integra experimentos que pueden realizarse dentro del hogar o que se relacionan directamente con la vida cotidiana. Actualizada con las tendencias tecnológicas y de consumo. Contras Varios investigadores ven reducida la verificabilidad de sus descubrimientos por el tipo de lenguaje usado en la divulgación de los artículos. Es cuestionada por buscar un contenido más apegado a la espectacularidad que a la verdad. El contenido puede distanciarse del público debido a la falta de tangibilidad, asemejándose a una serie de hechos de ciencia ficción. 27 39 Howtoons Este proyecto es desarrollado por un artista del comic, un inventor y un diseñador de juguetes. Elaboran comics que enseñan a los lectores por medio de historias cómo construir cosas. Howtoons quiere explotar la creatividad de los niños en áreas del conocimiento relacionadas con ciencia e ingeniería. Pros Maneja un lenguaje amigable con un público no experto y narrativas que conectan a los niños con la comprensión de conocimiento. La interacción entre lenguaje visual y textual contextualiza los contenidos de una manera cercana a los niños. Los materiales para elaborar los experimentos se pueden conseguir en el hogar. Contras Los contenidos explicados sólo pueden ser llevados a conceptos de la vida cotidiana. No es un medio adecuado para contemplar temas tan contraintuitivos con las Mecánica Cuántica. Imagen 12 . Howtoons. (s.f.). Pinewood Derby!. Explicación de la energía lanzando un juguet- 28 E s t a d o A r t 40 E s t a d o A r t Museos de ciencia Maloka El nombre “maloka” está relacionado con el lugar donde las tribus indígenas colombianas se reúnen alrededor del chamán para adquirir conocimiento. Este parque temático sobre ciencia y tecnología realiza ejercicios de divulgación con experimentos donde el visitante es el protagonista de la interacción. Cada una de las salas reproduce ecosistemas, experimentos físicos y actividades industriales. Pros El nombre “maloka” está relacionado con el lugar donde las tribus indígenas colombianas se reúnen alrededor del chamán para adquirir conocimiento. Este parque temático sobre ciencia y tecnología realiza ejercicios de divulgacióncon experimentos donde el visitante es el protagonista de la interacción. Cada una de las salas reproduce ecosistemas, experimentos físicos y actividades industriales. Contras Los diferentes módulos no tienen una conexión entre ellos. No hay una finalidad o un tipo de exploración particular para el usuario en cada uno de los módulos. Imagen 13. Expedición Maloka. (2014). - E s t a d o A r t Pros Maneja un lenguaje amigable con un público no experto y narrativas que conectan al usuario con la experiencia. Usa medios sensoriales que tangibilizan el conocimiento, pues el proceso de aprendizaje se desarrolla a partir de la experiencia del usuario. Puede exponer temas contraintuitivos en la instalación, pues tienen la capacidad de recrear las condiciones en las que se producen esto fenómenos. Contras Se necesita de un guía que contextualice los concepto, lo cual puede reducir el nivel de apropiación del conocimiento. Imagen 14. Oppenheimer, Frank. (2013). Exploratorium. Exploratorium El objetivo de este museo es replantear la forma como el mundo aprende de ciencia. Este lugar integra experimentos en un ambiente participativo para los visitantes, con el propósito de que estos exploren desde su curiosidad. Las salas se dividen en diferentes temáticas que se relacionan con las habilidades del usuario: Human Behavior (juegos de Personas), Tinkering (creación de objetos), Seeing and Listening (Realidad Alterada) y living Systems (la vida en otros mundos).29 41 E s t a d o A r t 42 Grupos de divulgación Walter Lewin Durante su paso por MIT, este Astrofísico impartió cursos en temas sobre Mecánica Newtoniana, Electricidad y Magnetismo, y Vibraciones y Ondas. Sus clases se transmitieron por el canal UWTV de Seattle alcanzado audiencias de más de 4 millones de espectadores. Durante 15 años el canal transmitió sus contenidos, apoyando a los estudiantes de primeros años en la comprensión de la física. Actualmente sus videos se pueden encontrar en youtube, produciéndose una difusión que va más allá a la pensada en el momento de su transmisión en la televisión estadounidense. Pros Maneja un lenguaje amigable con un público experto, contextualizando los conceptos con experimentos. Se puede acceder fácilmente a los contenidos. Hay una preocupación por generar una empatía con el usuario relacionando el conocimiento con situaciones de la vida cotidiana. Contras Los contenidos necesitan que el espectador tenga como base determinados conceptos físicos. Carece del carácter tangible de la experiencia. Imagen 15. Walter Lewin . Imagen promocional del libro for love of physics 30 E s t a d o A r t Luz James Turrel Este artista estadounidense dedicó su vida a comprender la relación entre la luz y el espacio. Sus instalaciones juegan con la percepción del espectador, transportandolo a espacios donde la luz y la materia se vuelven indistinguibles. Su trabajo hace referencia al mito de la caverna de Platón, donde los sentidos están limitados por el entorno, la cultura y la realidad que nosotros creamos. Pros Es un ejemplo de cómo pocos recursos bien aplicados pueden generar experiencias significativas. Usa luz y la manipulación de la perspectiva como medio para configurar el espacio. Sumerge al usuario en la experiencia al integrarlo al espacio. Contras Los espacios son de carácter contemplativo y sólo pueden abordar un concepto por separado. Imagen 16. Turrell, James. (s.f.). 31 Los ejemplos de sistemas de Augmented Virtuality (AV) presentados continuación superponen un mundo virtual por medio de proyecciones, sonido y juegos de luces. El impacto de cada uno de estos está evaluado con base en los recursos más apropiados para recrear una experiencia de aprendizaje sobre una temática de la física. I n s t a l a c i o n e s interactivas 43 E s t a d o A r t Imagen 17. Ikeda, Ryoji. (2014). Superposition. Sonido Ryoji Ikeda Este artista musical explora las propiedades del sonido como elementos configuradores del espacio y como referente conceptual de sus obras. La frecuencia, la amplitud y la intensidad son propiedades que siempre están en juego en las instalaciones que el artista crea. En la pieza Superposition el espectador es al mismo tiempo un operador, conductor y examinador de la experiencia. La vista, el sonido, el comportamiento humano , la aleatoriedad y las matemáticas están constantemente orquestados y no orquestados en la interacción. 32 Pros Resignifica la cotidianidad integrando espacios de uso cotidiano. Contras No hay una narrativa que involucre la participación del espectador. Los espacios son de carácter contemplativo, y sólo pueden abordar un concepto por separado. Imagen 18 . Camille Uterback. Liquid Time Series . Manipul 44 E s t a d o A r t Contras Los espacios son de carácter contemplativo y sólo pueden abordar un concepto por separado. Pros Resignifica la cotidianeidad al integrar espacios de uso cotidiano. Sumerge al usuario en la experiencia, pues conecta sus movimientos con la configuración de la instalación. Contras No hay una narrativa que involucra navegar la experiencia. Ciencia Sergey Samoletov Este espacio realiza una proyección del visitante en tiempo real, inspirada en las propiedades del mundo cuántico. Las formas son reducidas a representaciones de partículas con diferentes propiedades de color. El espacio invita a la contemplación, navegación y acercamiento del usuario a la nueva interpretación de su yo. Pros Resignifica la cotidianidad al integrar espacios de uso cotidiano. Sumerge al usuario en la experiencia al conectar sus movimientos con la configuración de la instalación. Crea un paralelo entre el mundo real y el mundo que se presenta en la interacción, desde la reinterpretación del usuario. Imagen 19. Sergey Samoletov. Quantum Spaces. Visualización en el mundo cuántico. 34 Contras No hay una narrativa que involucre la experiencia, es un espacio de contemplación para el usuario. 45 Movimiento Camille Utterback Este muro aprovecha el paso de los transeúntes para reproducir una proyección que sigue sus movimientos frente a una pantalla. El efecto que se produce en la proyección es el mismo que se de cuando se toca el agua en un recipiente. Así como las ondas se propagan sobre el agua, en la proyección los segmentos que siguen este flujo son los únicos en los que el video avanza. 33 M e t o d o l o g í a A c e r c a m i e n t o s d e l a c i e n c i a del concepto, se debe relacionar con la descripcion física formal. En base al trabajo de investigación y entrevistas se recopilan, las oportunidades e insights que van a estructurar los tres elementos clave de la experiencia, claves en el proceso de prototipado: El componente sensorial Como medio para llamar la atención del usuario. Las acciones Al vincular al usuario en la dinámica. El aspecto simbólico Elemento de aprendizaje incluido en la dinámica. La metodología de este proyecto se divide en dos contenidos. Por un lado se analiza el libro “Alice in Quantum Land”, desde la aproximación que hace el autor al interpretar los principios de la mecánica cuántica y las analogías que usa para ampliarlos. Paralelamente se mira los elementos de la narrativa, que se relacionan con los escenarios, personajes y episodios de los cuentos de Alicia de Lewis Carroll. Definidos estos factores se realiza una investigación en torno a la divulgación en física, desde un protagonista que ha trabajado las categorías de divulgación ( Inspiración, literali- dad y complementariedad). Este proceso permite realizar un filtro en torno a los contenidos y el nivel de abstracción adecuado para representar los principios. Basado al marco establecido por los conceptos, se realiza un análisis del usuario acompañados porpersonajes con y sin bases en Mecánica Cuántica. La información producto de este análisis, permite evaluar el estado que tiene el público no experto de acercamiento a la física y los medios como el público experto integrará en la divulgación de conceptos contraintuitivo. Este último me permite tener un referente, de cómo la comprensión. 48 D i n á m i c a d e a p r o x i m a c i ó n M é t o d o P e r s o n a j e s Alicia Personaje principal, emprende su viaje al sumergirse en la pantalla de su televisor. Estaba leyendo Alicia en el país de las maravillas. Mecánico Cuántico- (sombrerero) Director del Instituto de Mecánica Cuántica, acompaña a Alicia en su viaje explicándole cada uno de los fenómenos o guiándola en durante su trayecto. Mecánico Clásico Es una especie de antagonista en el viaje confrontando algunas de las experiencias de Alicia bajo los principios de la mecánica clásica. Confronta la dualidad onda partícula y confronta el enredamiento. Gato Schrödinger - Chesire P A R A L E L O E N T R E M U N D O S Este personaje remite a un experimento mental muy importante para explicar la superposición planetado por Erwin Schrödinger , además de relacionarnos con el gato chesire del cuento de alicia original. “ El paralelo es importante en el proceso de comprensión del concepto, debido a que ilustra una situación desde la perspectiva con la cual concebimos la realidad (clásica), contrastada con la visión de la cuántica”. 49 M é t o d o A c e r c a m i e n t o a ALICE IN QUANTUMLAND M é t o d o Mecánico Clásico L o c a c i o n e s Escala Atómica y escala nuclear Realidad virtual Mundo paralelo a la realidad del mundo cuántico, gobernado por partículas que nacen de la nada. Escuela de Conpenhage Hace referencia a los postulados fundamentales de la mecánica cuántica. Con un personaje emblemático en su instalación Neils Bohr. Instituto de Mecánica Cede del mecánico cuántico, la instalación cuenta con un espacio para realizar experimentos mentales que materializan el comportamiento de ese dominio. Los espacios integran personajes de relevancia histórica , además de ser contenedores eventos históricos en la estructuración de la teoría cuántica. Rescatan el aspecto místico de los cuentos de Alicia en estos espacios. Imagen 20 . Lewis Carrol. Alicia a través del espejo. 50 M é t o d o 5 1 R e f e r e n t e s Alicia en el país de las maravillas Alicia a través del espejo EL DESCENSO EN LA MADRIGUERA: Alicia se encoge tomando la botella con la etiqueta, suceden cosas que parecen irreales. Empieza su viaje al seguir al conejo blanco. 1 EN UN MAR DE LÁGRIMAS: Utiliza el abanico para encogerse. Alicia interactúa con los personajes del mundo. 2 EL CONSEJO DE LA ORUGA: Alicia duda sobre su realidad y quien es. El cuerpo de Alicia se distorsiona, así que aprende a regular su tamaño. 5 UNA MERIENDA DE LOCOS: Alicia participa en la fiesta de té. El sombrerero utiliza un lenguaje de adivinanzas. El tiempo para el sombrerero es diferente. 7 EL CROQUET DE LA REINA Chesire puede aparecer y desaparecerse de los escenarios. Todo es un caos en el reino. 9 LA CASA DEL ESPEJO: Alicia utiliza el espejo como portal al nuevo mundo, donde las cosas se ven invertidas. El poema del Galimatazo. 1 INSECTOS DEL ESPEJO: El cuento es un juego de ajedrez, donde acción se traduce como un movimiento de las fichas. 3 TWEEDLEDUM y TWEEDLEDEE : Aparición de los hermanos gemelos. Las palabras de uno, complementan las palabras del otro. 4 SACUDIR: Alicia derrota a la reina roja, donde termina el sueño y el mundo imaginario se desvanece. 10 ¿QUIÉN LO HA SOÑADO? Alicia cree que todo ha sido un sueño, al mismo tiempo piensa que todo pudo ser producto de la mente del rey rojo. 12 IN IC IO V IA JE N A R R A T IV A V IA JE F ÍN V IA JE P E R S O N A JE S V IA JE M é t o d o 5 2 con la explicación del autor EN EL PAÍS DE LOS CUANTOS: Espín, Relación de de Heisenberg - posición vs velocidad., principio de exclusión de Pauli, tunelamiento. 1 EL BANCO HEISENBERG: Relación de Heisenberg, energía vs tiempo. 2 EL INSTITUTO DE MECÁNICA: Mecánica clásica vs mecánica cuántica, dualidad onda partícula, gato de Schródinger. 3 LA ESCUELA DE COPENHAGUE: Superposición de estados , interpretación de Copenhague y el problema de la medida. 4 “ Desde la ampliación de los contenidos del libro, se escogierón temas que tuvieran una carga conceptual, contraintuitiva a la descripcion de la física clásica. A partir de esto se realizó una descripción del contenido físico acompañado de la metáfora que usa el autor para representarlo.” T e m á t i c a s M é t o d o LA ACADEMIA FERMI-BOSE: Fermiones y bosones, principio de exclusión de Pauli, estados estacionarios, valencia, fotones. 5 REALIDAD VIRTUAL: Niveles de energía en el átomo, partículas reales vs virtuales, antipartículas. 6 ÁTOMOS EN EL VACÍO: Modelo atómico, pozos de potencial, enlaces átomicos. 7 EL CASTILLO RUTHERFORD: Barrera coulombiana, núcleo atómico, bosones y piones, estabilidad del átomo, radioactividad. 8 LA MASCARADA DE LAS PARTÍCULAS: Propiedades de las partículas subatómicas y sus interacciones. 9 EL PARQUE DE ATRACCIONES DE LA FÍSICA EXPERIMENTAL: Enredamiento cuántico y aceleradores de partículas. 10 Dualidad Onda partícula Las materia en el mundo cuántico pueden describirse como una onda o una partícula. Por ende, pueden interferir y propagarse como tales, cuando son como ondas. Así mismo, como partículas es como estas pueden interactuar con la demás materia. Enredamiento Cuántico Existen partículas que pueden estar tan correlacionadas, que sin importar la separación espacial entre ellas, la manipulación de una sola afecta inmediatamente el estado de la otra. 3 4 Principio de incertidumbre de Heisenberg En en el mundo cuántico hay un grupo de pares magnitudes físicas que no pueden definirse simultáneamente con precisión (complementariedad). Estas variables estan relacionadas por una desigualdad . Tunelamiento Debido al principio de incertidumbre, la posición de una partícula no puede definirse exactamente. En ocasiones cuando la partícula se encuentra cerca de una barrera, existe la probabilidad de que pueda atravesarla sin tener la energía necesaria para pasar encima de esta. 1 2 5 3 F ÍN V IA JE P E R S O N A JE S V IA JE M é t o d o Principio de incertidumbre de Heisenberg Tunelaminto e 1 2 Incertidumbre posición - momento Los electrones se describen como figuras sin forma definida que se mueven rápidamente. Alicia creyendo que no las podía ver debido a su velocidad, les pidió que se movieran más lento, como resultado las partículas parecían ensancharse ocupando más espacio. (Imagen19) Decaimiento Alfa Explicación de los procesos radiactivos en la emisión alfa. En esta situación Alicia viaja al núcleo de los átomos inestables representado por una torre, en ocasiones pares de protones y neutrones se separaban del núcleo, golpeando constantemente contra las paredes de la torre. En base al efecto túnel existe la posibilidad de que estas partículas atravesaran la torre, para navegar libremente por el espacio. (Imagen21) Incertidumbre energía - tiempo Cuando Alicia visita al agente inmobiliario, este le da un casco que le permite ver las partículas virtuales. En esta situación, el vacío es un espacio de continua creación y aniquilación de partículas y antipartículas, en sí se puede crear materia de la nada. (Imagen20) Imagen 19 . Alicia y los electrones Imagen 20 . Alicia observa el vacio con el casco Imagen 21 . Alicia observa el vacio con el casco 5 4 M é t o d o Dualidad onda - partícula Enredamiento Cuántico 3 4 Alicia toma varios caminos Para llegar al institutode mecánica cuántica y a la escuela de Copenhague, Alicia se enfrenta a diferentes caminos. Aprovechando sus propiedades de onda, recorre ambos simultáneamente dado a que existe la misma probabilidad de que se encuentre en cada trayectoria. En el momento que es medida se colapsa la superposición y solo queda en uno de los caminos (estado). (Imagen22). VIaje de los fotones Lanzan un par de fotones por dos cañones opuestos a los extremos del mundo cuántico. Cada árbitro , muy parecidos entre ellos, miden el estado de los fotones para comprobar la correlación entre estos. Los observadores mandan su medición y verifican que el estado de un fotón afecta inmediatamente al otro , al punto de llamarse un estado enredado. (Imagen23). Imagen 22 . Alicia viaja por el bosque, con la opción de tomar por varios caminos a la vez. Imagen 23 . Hermanos gemelos son una metáfora del enredamiento cuántico. 5 5 M é t o d o 9 Personaje en divulgación Dr Manuel Forero Astrofísico universidad de los Andes Profesor de planta de la Universidad de los Andes, ha trabajado en el área de astronomía haciendo énfasis en la elaboración de modelos computacionales en campos de observación y modelamiento de sistemas de galaxias. Paralelamente ha desarrollado proyectos de divulgación de física, relacionados con la comprensión del universo dada desde la astrofísica. Desde su experiencia en su vocación de físico, ve en el conocimiento algo que debe estar en continuo flujo. Público experto y no experto en áreas de la física, tiene derecho de acceder a nuevas perspectivas o formas de interpretar su realidad, contenida en los conceptos de la ciencia. Su trabajo se ha aproximado desde los tres niveles de divulgación. “ El arte no impone un conocimiento, solo genera diferentes formas de interpretar las cosas” Inspiración Trabajo colaborativo con artistas en el proyecto Fluid Skies, un medio de exploración desde la materialidad fluida del cosmos, el arte, la historia y la ciencia. Imagen 22 . Yunchul Kim. Effulge (2014) . Esta obra recrea el movimiento del cielo a partir de un ferrofluido controlado por un campo magnético A c e r c a m i e n t o d e s d e los actores 5 6 M é t o d o Dualidad onda - partícula Enredamiento Cuántico 5 7 El trabajo de Jaime, ha explorado la manera como la apropiación del conocimiento, genera diferentes formas de concebir la realidad. La física para él, debe transgredir las barreras de su propia área e integrarse en otras disciplinas. Con el fin de realizar una aproximación constructiva en un público no experto, los principios de la mecánica cuántica desde la perspectiva de Jaime, deben delimitarse a un cierto grupo de conceptos que sean relevantes, empezando por estudiar lo contenido en la interpretación de Copenhague. Complementariedad Participación en PechaKucha Night, donde entre diseñadores, artistas, arquitectos realizan presentaciones de 20 imágenes, hablando de los trabajos y proyectos personales de un modo amigable, con público no experto en el área Literalidad Rol como profesor de física computacional, enfocado en aproximar tópicos de astrofísica desde la modelación computacional. Divulgación con un alto contenido académico, dirigido a un público experto en el área. Imagen 23 . Pechakucha Night (2012) . “ ... delimitarse a un cierto grupo de conceptos que sean relevantes, empezando por estudiar lo contenido en la interpretación de Copenhague.” M é t o d o “ El arte no impone un conocimiento, solo genera diferentes formas de interpretar las cosas” 5 8 Conocedores del área Sergio Charpak Estudiante de Física e Ing de sistemas Los temas de física, me interesan porque ambicionan, intentan llegar más allá de lo conocido. Descubren nuevos aspectos del universo, planteando nuevos retos para nuestro entendimiento. Cuando tengo dudas sobre estos temas, uso internet como principal y en segundo lugar foros de problemas donde solucionan dudas de manera eficiente. Cuando tengo más tiempo, consulto libros impresos ya que la sensación al consultarlos es muy agradable. Actores vistos desde los contenidos de la mecánica cuántica Desde los usuarios con y sin nociones de física, se realizaron una serie de preguntas con el fin de evaluar el estado de la física y de la Mecánica cuánti- ca desde ambas perspectivas. El trabajo en el grupo de los expertos indaga en los medios adecuados para divulgar conocimiento contra-intuitivo y el trabajo desde el público no experto, realiza una evaluación entre el grado de interés y la claridad estos usuarios se han aproximado a la física. “ Explicaría mecánica cuántica haciendo un paralelo entre la carga científica y el contenido místico de los fenómenos ” Imagen 24 . Sergio Charpak. (2012). M é t o d o 59 Imagen 25 . Liliana Ramos. (2012). He discutido estos temas en dos contextos. El primero, con amigos y amigas ajenos a la física. Estas discusiones son interesantes, ya que se abordan de manera muy ingenua preguntas fundamentales de nuestro entendimiento del universo. A veces resulta todo un reto lograr transmitir algo de este conocimiento, por la complejidad y la manera en la que se ha aprendido a lo largo de la carrera. El segundo es un contexto más familiar. He tenido la suerte de crecer en un ambiente científico. En dicho ambiente discutir sobre los temas de física es diferente ya que las personas involucradas saben algo del tema. Estas discusiones son muy constructivas porque siempre termino aprendiendo algo nuevo. Liliana Ramos Física y estudiante de antropología Me interesa como la física explica el funcionamiento del mundo. Cuando tengo dudas entorno a uno de estos temas, dependiendo el grado de profundidad del tema acudo a los libros académicos o a los videos del MIT. Estos últimos son muy buenos explicando mecánica cuántica y relatividad. No me gusta discutir estos temas con mis colegas, a veces me siento un poco insegura hablando acerca de problemas o de conceptos con mis colegas. De vez en cuando uno siempre se enfrenta a ese ejercicio divulgativo, hablando de física con familiares y con amigos, aunque no me gusta mucho hacerlo Visión de la mecánica cuántica Es la física que explica el comportamiento de la materia a escala pequeñas, donde se dan fenómenos extraños y contraintuitivos. Para un público sin bases en física, el acercamiento a la mecánica cuántica se puede realizar desde las analogías. Experimentos mentales como el gato de schrodinger o la doble rendija, dan una idea de cómo se comportan el mundo a esta escala. “ Explicaría mecánica cuántica haciendo un paralelo entre la carga científica y el contenido místico de los fenómenos ” M é t o d o 60 Visión de la mecánica cuántica Es la física que explica el comportamiento de la materia a escala pequeñas, donde se dan fenómenos extraños y contraintuitivos. Para un público sin bases en física, el acercamiento a la mecánica cuántica se puede realizar desde las analogías. Experimentos mentales como el gato de schrodinger o la doble rendija, dan una idea de cómo se comportan el mundo a esta escala. Juan Godoy Físico e Ing. Mecánico Me interesa la física, porque me apasiona entender el universo, esa fue mi principal motivación para estudiar la carrera. Por lo general cuando tengo alguna duda consulto libros, principalmente los que se puedan descargar gratis de Internet. Principalmente dentro del área, en las clases, cuando realizamos ejercicios en paralelo con colegas o en la clase con el profesor. En pocas ocasiones lo discuto fuera de la academia, de vez en cuando amigos me consultan sobre algunos temas pero siempre es dificil encontrar la forma de meterlos en el contexto. Imagen 26 . Juan Godoy. (2014). “ No podemos saber a ciencia cierta lo que pasa, es jugar con las probabilidades ” Visión dela mecánica cuántica Es la teoría que explica el comportamiento de sistemas físicos a escala pequeña, donde el la descripcion de las propiedades de las cosas. A nivel cuántico, no se puede saber a ciencia cierta el comportamiento preciso de las cosas, podemos solo conocer las probabilidades de que algo va a ocurrir. Es como lanzar unos dados o jugar cartas M é t o d o Visión de la mecánica cuántica La mecánica cuántica, creo que es una rama que estudia la interacción de las fuerzas en un espacio. No puedo imaginar cómo se comporta ni como podría entenderla. “ Es importante que cada concepto, tenga una analogía con un componente tangible” “ A veces se tocan esos temas y yo consulto a mis amigos físicos para que me expliquen” No conocedores del área Natalia Mahecha Politóloga e historiadora Me interesan ciertos temas de física , de química y de ciencias a pesar de no haberlas estudiado, tuve buenas experiencias previas en el colegio. Cuando tengo dudas en torno a tópicos relacionados con física, hago uso de wikipedia como fuente de consulta. En general en mis círculos sociales no tocamos temas relacionados con física, tal vez por desconocimiento o porque nos interesan temas más relacionados con nuestras áreas de estudio. Imagen 27 . Natalia Mahecha Arango. (2014). Camila Dangond Estudiante derecho Me interesa la física, porque me parece que da explicaciones a cosas que siempre me pregunto, pero que no tengo la habilidad para entender por mi misma. Fenómenos de la vida cotidiana, el dia, las estrellas, el sol, son situaciones simples que siempre me generan dudas de cómo funcionan. Cuando tengo dudas con respecto a algunos temas, siempre acudo a mis amigos físicos. Ellos se arman de mucha paciencia, para que yo les entienda o pueda aparentar entenderlos. Las charlas son bien amenas, lejos de los cuadriculado que puede ser el ambiente académico. 6 1 M é t o d o Imagen 28 . Camila Dangond. (2015). Visión de la mecánica cuántica Para mi la mecánica cuántica, son como un grupo de ecuaciones super complicadas, creo que explican algo sobre la energía. Santiago Guio Estudiante diseño Me interesa la física desde la manera como configura tu forma de pensar. Puede coger un fenómeno muy sencillo y extrapolar todas las implicaciones y conexiones que explican su funcionamiento. Usualmente consulto internet, videos documentales o le pregunto a amigos físico, cuando tengo dudas sobre algún tema en específico. Muchas de las conversaciones no son premeditadas, en general son temas que salen espontáneamente. Opino que esa carga de informalidad, me da una mayor libertad a la hora para opinar sobre estos temas. Imagen 29 . Santiago Guio. (2014). “ Me siento más cómodo abordando conversaciones de física, cuando nacen espontáneamente de una situación ajena a estos temas” Visión de la mecánica cuántica Para mi la mecánica cuántica, describe el comportamiento de algo, que no se comporta como uno lo espera. Siempre que intento abordar estos temas, una pregunta mía se convierten en 20 más, dejándome peor de lo que estaba al principio. 6 2 Estado del Arte Insights “ Soportar la experiencia con una narrativa , que involucre al usuario con una misión (acciones, emociones, contenido) ”. “ Pensar en las diferentes cargas emocionales en la expericia, mapear puntos de giro relevantes ”. Oportunidades “ Jugar con la percepción como mecanismo para la construcción de nuevas realidades.Proponer medios para ilustrar contenidos conceptuales, para explorar contextos ajenos a la realidad”. “La inmersión del usuario dentro de un espacio tridimensional, lo lleva a percibir una realidad alterada con la posibilidad de jugar con el punto de vista del visitante.” Análisis del libro Insights “ Realizar un paralelo donde cada concepto, tenga un análogo de su operación con actividades de la vida cotidiana” “Tener un componente que refleje la naturaleza del concepto, mientras se acompaña la experiencia” Oportunidades “Explorar el uso de medios no convencionales, como herramienta de divulgación”. “Aprovechar personajes y elementos que tengan una empatía con el público, como herramienta de primera aproximación” . 63 M é t o d o Oportunidades e insights “ Ver como el conocimiento tiene mayor alcance, cuando el grado de abstracción apela a una visión del mundo familiar al usuario.” Entrevista desde los expertos Insights “ El arte no impone un conocimiento, solo genera diferentes formas de interpretar las cosas”. Ver como el conocimiento tiene mayor alcance, cuando el grado de abstracción apela a una visión del mundo familiar al usuario. Oportunidades Revelar las implicaciones de un fenómeno muy sencillo extrapolarldolo en diferentes contextos, para explicar su funcionamiento. Entrevista desde los no expertos Insights “ Me siento más cómodo abordando conversaciones de física, cuando nacen espontáneamente de una situación ajena a estos temas”. Dinámicas de aprendizaje que hagan participativo al usuario, dentro de contextos fuera de lo académico . “ Es importante que cada concepto, tenga una analogía con un componente tangible”. Oportunidades Llevar la divulgación a otros espacios, donde el usuario pueda cuestionarse y discutir en torno al funcionamiento de las cosas. Abordar el contenido de misticismo detrás de la mecánica cuántica, como medio para crear un mayor impacto en el usuaria, al confrontar su percepción de la realidad. M é t o d o 6 4 “ Construcción de los conceptos con un seguimiento de los componentes sensoriales.” D e s a r r o l l o L a n a r r a t i v a d e l a c i e n c i a C o n c e p t u a l i z a c i ó n D e s a r r o l l o Etapa de selección de los contenidos sobre los cuales va a girar la interacción. Tomando como referente los tópicos tratados en el libro Alice in QuantumLand cruzado con la interpretación de Copenhague. Los elementos metafóricos vistos en las acciones de los personajes del cuento de Robert Gilmore, son acompañadas con el componente emocional ligado a esta visión del mundo. A partir de estos puntos de convergencia, se van construir los constituyentes del contenido y de la narrativa que dan introducción a los principios de la MQ. Principio de incertidumbre en la posición Principio de incertidumbre en la energía Dualidad onda partícula Superposición de estados EJES CONCEPTUALES Interpretación de Copenhague Generar una descripción de la MQ fuera del formalismo matemático y cercano a la comprensión del público general. Alice in Quantumland Generar una descripción del comportatiento de la MQ en un público sin bases conceptuales. Curaduría de los conceptos La variedad de contenidos presentados en el libro, se reduce a 2 conceptos principales presentados por la Interpretación de Copenhague, estos van a ser claves como una primera aproximación a la mecánica cuántica. “ Como parte de la pieza interactiva, es preferible abordar los tópicos de mayor impacto y que al mismo tiempo sean un eje del contenido académico.” + 68 D e s a r r o l l o P r i n c i p i o d e i n c e r t i d u m b r e Relación posición y velocidad Distorsión de mi imagen cuando no hay movimiento. Ver el espacio unicamente cuando me muevo. Distorsión de mi imagen cuando no hay movimiento. Componente Alicia in quantumland Los electrones se describen como figuras sin forma definida que se mueven rápidamente. Alicia creyendo que no las podía ver debido a su velocidad les pidió que se movieran mas lento, como resultado las partículas parecían ensancharse en función de la relación del principo de incertidumbre. Aspecto Pragmático Aspecto Emotivo Incertidumbre al no anticiparse a las acciones. Frustración al no operar según lo intuitivo. Imagen 30 . Glicht Art. Distorsión de la imagen en movimeinto
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