Koyré y la importancia de Arquímedes

En Ciencia en Blanco y Negro se ha publicado hoy un nuevo artículo sobre Arquímedes. Ya son dos:

  1. Los clásicos que nos regalaron a Arquímedes.
  2. Arquímedes en la imprenta.

Aquí nos quedamos con una cita de Koyré, que destaca la importancia de Arquímedes en la historia de la ciencia.

 

«Son la maduración y la asimilación de la obra de Arquímedes las que sirven de base a la revolución cientí ca que se realizará en el siglo XVII». Alexandre Koyré.

 

Fuente: Wikimedia Commons.

Alexandre Koyré (1892-1964), filósofo e historiador de la ciencia francés. Fuente: Wikimedia Commons.

 

La Venus de la química

Esta entrada participa en la iniciativa #WomeninStem #Juevescientíficas

Una de las obras pictóricas más conocidas en el régimen de Napoleón I (1769-1821) es Retrato de Napoleón en su gabinete de trabajo, del francés Jaques-Louis David (1748-1825). Otras obras famosas de este pintor son Napoleón cruzando los Alpes (con cinco versiones) y La consagración de Napoleón y la coronación de Josefina.

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«Napoleón en su gabinete de trabajo», Jaques-Louis David. Museo Nacional de Arte (Washington, EEUU)

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Por qué me gusta llamar teorema de Indiana Jones al teorema de Pitágoras

Tengo que reconocer que lo que cuento abajo no es más que una frikada. Ya lo he dicho. Pero tiene su gracia. Así que, si te gustan las frikadas históricas y las matemáticas, sigue leyendo.

Dos protagonistas en esta historia

Edgar James Banks (1866-1945). Un diplomático norteamericano, anticuario y novelista. entre sus múltiples actividades, una fue la de ejercer de cónsul en Bagdad en 1898. Allí se hizo con cientos de tablillas cuneiformes babilónicas. Banks vendió gran cantidad de tablillas al periodista George Arthur Plimpton (1855-1936). Se cuenta que Edgar James Banks sirvió para inspirar el personaje de Indiana Jones.

 

Edgar James Banks” by Unknown photographer – The Photodramatist (May 1921-Apr 1922) at the Internet Archive. Licensed under Public Domain via Commons.

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Comienzo nuevo blog: «Ciencia en blanco y negro»

El pasado viernes 27 de noviembre de 2015 comencé una nueva andadura con el blog Ciencia en blanco y negro (http://eugenio.naukas.com), en la red Naukas. La primera entrada no es más que una presentación, Sobre “Ciencia en blanco y negro”. Os invito a pasar por allí y echar un ojo. Paralelamente iré subiendo algunas imágenes en fliker y algunos archivos en box.

CBN

Boole, el suegro homeópata y el monte Everest

Hoy George Boole (1815-1864) cumpliría 200 años. Sus trabajos en las matemáticas de la computación son más que conocidos y pueden consultarse en la red por múltiples lugares. Aquí queremos rendirle homenaje recordando a tres personas de su familia.


Lápida de la tumba de Boole, en Cork, Irlanda. “2010-05-26 at 18-05-02” by MarcovanhoganOwn work. Licensed under CC BY 3.0 via Commons.

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Superconductividad y mentiras piadosas

[Entrada publicada originalmente el 10 de enero de 2008 en http://www.cienciaxxi.com/2008/01/superconductividad-y-mentirijillas.html]

Acabo de leer un artículo en New York Times (When Superconductivity Became Clear (To Some)) realmente interesante.

Trata sobre cómo se resolvió el problema de la superconductividad. Ésta es una propiedad que ciertos materiales muestran a temperaturas muy bajas (el mercurio lo presenta por debajo de los -269ºC aproximadamete). Consiste en que el material ofrece resistencia nula al paso de la corriente eléctrica y otra cosita que ya explicaré algún día.

En 1908 Karmelingh Onnes (en la facultad le decíamos «el comelimones») consiguió licuar Helio, a una temperatura de unos 4K (-269ºC). Este evento fue muy importante porque dejó la puerta abierta para posteriores investigaciones sobre la conducción de la electricidad en metales a bajas temperaturas. Así que en 1911 descubrió que el mercurio presenta superconductividad a partir de la temperatura mencionada.

Y como ocurre siempre en física al aparecer un hecho nuevo, cientos de físicos intentar interpretarlo y ajustarlo a sus conocimientos previos, intentan amoldarlo a sus teorías ya establecidas. Nos dice el artículo que figuras como las de Einstein, Heisemberg y Bohr fracasaron en sus intentos.

Ya situados nos vamos a Princeton, al Institute for Advanced Study, donde Bardeen (un reputado físico que obtuvo popularidad por la invención del transistor) recluta a un desconocido Leon Cooper que acababa de obtener, en 1955, su posdoctorado. Jonh Bardeen le propuso resolver el problema de la superconductividad.

– Cooper: No sé demasiado del tema
– Bardeen: Yo te enseñaré

Y no le comentó nada de los fracasos de Einstein y compañía. Dicen que ocultar la verdad no es mentir, bueno… En este caso lo llamaremos mentirijilla piadosa, simplemente porque salió bien. Más adelante Cooper diría que olvidó mencionar la totalidad de los físicos famosos del siglo XX habían trabajado en el problema y habían fracasado. Pero, según Cooper, la omisión fue afortunada pues, en caso contrario, habría dudado en la resolución.

En menos de dos años elaboraron una teoría («dificilísima», en palabras de Cooper, y no le faltaba razón al muchacho) denominada Teoría BCS (Bardeen Cooper Schriffer). Si alguien muestra interés explicaré algo de ella los más divulgativamente posible en otra entrada.

En el 72 el Premio Nobel.

 

 

Y es que, en ocasiones, los grandes saltos conceptuales en ciencia lo han dado jóvenes científicos que no tienen la mente arraigada a una vieja tradición que les impide ver más allá. Han crecido con las nuevas teorías y las han asimilado como algo «normal». ¿No habéis visto cómo manejan los chiquillos de 10 años los móviles? No saben que hubo una época -no hace mucho, cuando ponían Mcgiver- en que no existían. Y se ríen de uno cuando les dices que cuando quedabas con algún amigo acudías al bar de la cita y los colegas iban llegando poco a poco, si tardaban pues consumías para aligerar la espera.

La tortura del bebedor avaricioso

La «Odisea» es un libro maravilloso que ha sido fuente de inspiración para una incontable cantidad de generaciones. Situémonos en el Canto XI, Odiseo visita la morada de Hades, se trata del «Descenso a los infiernos» y se cuentan varios horrores. Se habla, por ejemplo, de la tortura de Tántalo:

 

También vi a Tántalo, que soportaba pesados dolores, en pie dentro del lago; éste llegaba a su mentón, pero se le veía siempre sediento y no podía tomar agua para beber, pues cuantas veces se inclinaba el anciano para hacerlo, otras tantas desaparecía el agua absorbida y a sus pies aparecía negra la tierra, pues una divinidad la secaba. También había altos árboles que dejaban caer su fruto desde lo alto -perales, manzanos de hermoso fruto, dulces higueras y verdeantes olivos-, pero cuando el anciano intentaba asirlas con sus manos, el viento las impulsaba hacia las oscuras nubes.

 

Este mito lo comenta Thomas Ewbank en su Descriptive and Historical Account of Hydraulic and Other Machines for raisin water, un tratado de 1857. Y lo saca a colación de la conocida como «copa de de Tántalo», aunque recibe a veces el nominativo copa de Pitágoras porque también hay una leyenda alrededor de su invención. Una curiosidad que nos cuenta Thomas Ewbank su libro arriba citado es que el vocablo «tantalize» (atormentar) proviene de Tántalo. En otra referencia interesante encuentro que se atribuye la descripción del dispositivo a Herón de Alejandría, algo bastante verosímil, dada la condición de ingeniero del heleno. Se trata de The Philosofical Transactions and Collections, una compilación publicada en Londres en 1734 por John Eames y John Martyn.

The Philosofical Transactions and Collections (1734), página 165.

Primero veamos en qué consiste el dispositivo y luego hablemos de Pitágoras y de qué relación tiene con el mito de Tántalo. En la literatura actual encuentro algunas veces copa de Arquímedes, pero no hay referencias antiguas a esta forma de llamarlo. La copa de Tántalo obliga al comensal que la usa a rellenarla solo hasta cierta altura, si supera dicho nivel la copa se vacía por un orificio practicado para tal efecto. De hecho, en este tipo de copas se ha construido un conducto preparado para que actúe como sifón bajo una condición, si se sobrepasa ese un nivel concreto. En la siguiente secuencia de imágenes se puede ver cómo funciona y su estructura.

 

Créditos: Wikipedia.

 

En A el vaso está vacío. A medida que se va rellenando el vaso, como puede verse en B, el conducto también se llena, dejando aire en la zona en U del conducto. Pero si se supera el nivel (situación C) por encima del propio conducto habrá expulsado todo el aire y la presión atmosférica hará de las suyas por mediación de la superficie del líquido, haciendo que se siga derramando toda el agua (D). Se puede construir fácilmente una copa de Tántalo con la parte superior de una botella de plástico y con una cañita curvada, de las de zumos individuales. Me he permitido construir una, ahí os dejo dos imágenes, además de un vídeo.

 

 


Como decía, en la literatura antigua no he conseguido encontrar referencias nominativas a esta copa, es más que dudoso que el propio Pitágoras fuera el primero en fabricarla. En la isla de Samos, según leo en wikipedia (no he podido confirmarlo), venden la copa a modo de souvenirs con la inscripción: «La tradición dice que Pitágoras, durante las obras de abastecimiento de aguas de Samos sobre el 530 a. C., moderó el consumo de alcohol de los trabajadores inventando la “copa justa”. Cuando el vino sobrepasa la línea, la copa se vacía por completo, por lo que se castiga la codicia». Los trabajadores sufren la tortura de Tántalos, a medida que más quieren beber, menos beben. Es evidente que los seres humanos tendemos a exagerar los logros de nuestros compatriotas y, sobre todo, sacar provecho de los turistas. Eso sí, tengo claro que si voy a Samos me traigo una.

En conclusión, la avaricia vacía el vaso.

El transistor y el esperma de los científicos

El transistor

Tal vez conozcas a William Bradford Shockley (1910-1989) como el inventor del transistor. Aunque este dato debería ser matizado. Shockley estuvo buscando un sustituto para los tubos de vacío, en concreto su idea era dar con un amplificador de silicio. Pero tras un par de años se cansó y dejó la investigación en las manos de John Bardeen y Walter Houser Brattain. Fue en diciembre de 1947 cuando Bardeen y Brattain dieron con el transistor bipolar.

Este diagrama me ha recordado a mis tiempos de estudiante. El funcionamiento interno de un transistor se explica mediante mecánica cuántica y es realmente hermoso. Fuente: http://goo.gl/E68rCW

El esperma

Lo que quizás no conozcas sea el vuelco que Shockley dio a su intereses intelectuales en los últimos años de su vida. Comenzó a interesarse por cuestiones de raza, inteligencia y eugenesia (movimiento filosófico social que defiende la manipulación humana para la mejora genética del ser humano). Calificó sus nuevas ideas como lo más importante que había hecho en toda su carrera, expresando que su objetivo no era más que «la aplicación del ingenio científico a la solución de los problemas humanos». Era un convencido al respecto, pero no es muy popular ir por los programas de televisión diciendo que se produce un efecto disgénico (véase disgenesia) al aumentar la tasa de reproducción de los menos inteligentes. A continuación podemos ver un vídeo de 1974 donde Shockley defiende su controvertido punto de vista sobre la mejora del ser humano, la raza aria de científicos.


No quiso quedarse Shockley en una simple provocación, no sabemos si intencionada. Donó su semen a un banco de esperma de genios, el Repositorio de Elección Germinal. Los medios de comunicación hablaban de este banco como el banco de esperma de los Premios Nobel, aunque Shockley fue el único que admitió que lo había donado. El banco de esperma tan solo estuvo abierto desde el año 1980 (fundado por Robert Klark Graham) hasta el año 1999. Para gustos los colores, así que hubo gente que lo defendió e incluso llegaron a afirmar que había muchos genios que pensaban igual que él, pero guardaban silencio por temor al rechazo social. En este sentido podemos fijarnos en Sheldon Cooper, no hay mejor ejemplo. En el capítulo piloto de Big Bang Theory Leonard y Sheldon acuden a un banco de esperma de alto coeficiente intelectual, lo cual es un claro guiño al Repositorio. Puedes verlo a continuación.


Nota pedante: Shockley, Bardeen y Brattain recibieron el Premio Nobel de Física en el año 1956, por «sus investigaciones sobre conductores y su descubrimiento del efecto del transistor».

 

Cómo construir un péndulo de Foucault con una quesera

El homenaje

Hoy Google dedica un Doodle interactivo al 194º aniversario del nacimiento de Jean Bernard Léon Foucault (18 de septiembre de 1819).

 

El experimento

Como sabéis, Foucault es conocido por la extraordinaria demostración del giro de la Tierra mediante un majestuoso péndulo de 67 metros de largo y 28 kg colgado en la bóveda del Panteón de París. El experimento es bello por su sencillez: el plano de oscilación del péndulo se mantiene constante, como la Tierra gira debajo y nosotros con ella, nos parece que el péndulo cambia de dirección poco a poco. De hecho, el péndulo original de Foucault oscilaba durante seis horas y se desviaba 11º por hora. Un estilete iba dejando una marca en un suelo cubierto de arena, para mostrar cómo giraba. Por desgracia el péndulo se dañó en 2010, pero en el mismo Panteón se exhibe una copia.

Réplica del péndulo de Foucault en Paris. Fuente: Wikipedia. http://goo.gl/sMiESV

La quesera y el cambio de referencia

No todo el mundo puede tener un techo de 67 metros de largo, así que hay que buscar formas de hacer el experimento de un modo más casero. La idea es sencilla: un cambio de referencia. Es decir, en vez de montarte en la Tierra, móntate en el péndulo. Dicho de otra manera, puedes mirar la estación desde el andén o desde el tren. Para ello hay que construir un modelo a escala: un péndulo sobre una plataforma giratoria. Tuve un grupo de alumnas que lo hizo hace varios años y usaron como plataforma una quesera, algo tan original que nunca se me olvidó.


Por la red se pueden encontrar descripciones detalladas, por ejemplo en el sitio iesperemaria.com puedes leer las instrucciones y una ilustración que lo dice todo:

Al hacer oscilar el péndulo y girar la plataforma (quesera), se observa que el plano de oscilación del péndulo no varía. Fuente: iesperemaria.com

Ahora un vídeo, imagina que eres Mafalda…


 

 

La tumba

Este verano tuve la inmensa suerte de pasar por el Cementerio de Montmartre (sin quedarme) en París, lógicamente fui a buscar la tumba de Foucault. Murió de esclerosis múltiple el 11 de febrero de 1868.

Topsy AC/DC, la elefanta electrocutada

Topsy era una elefanta de casi treinta años que había sido la protagonista de la muerte de algunas personas. Fue esta la razón por la que los propietarios del circo de Coney Island al que pertenecía decidieron darle fin a su vida. Aprovechando la coyuntura, se ofreció Edison, que andaba en una lucha intelectual con Tesla. Mientras que el norteamericano apoyaba la corriente continua, Tesla abogaba por la alterna. Edison, ni corto ni perezoso, le aplicó una corriente alterna de 6 600 voltios a Topsy, la cual cayó fulminada en menos de un minuto. La corriente alterna que llega a tu casa es de 220 voltios.

No quedó el asunto en una anécdota para contar en los libros, el inventor norteamericano grabó una cinta-documental, Electrocuting an Elephant, el 4 de enero de 1903, para demostrarle al mundo los peligros de la corriente alterna. Puedes verla a continuación.

Nota curiosa

En la versión española de Topsy de Wikipedia se habla de Tesla. En la inglesa, no aparece. Aunque siendo justos, dice «Edison used the film in his campaign against Westinghouse and AC technology».