9.2: Luna plana de Aristóteles

Hay una teoría antigua —atribuida a veces a Aristóteles— que contabilizaba las fases lunares de una manera diferente a la que hacemos hoy. Esta teoría sostenía que la Luna era de hecho plana (o tal vez abultada en un lado más bien como el escudo de un guerrero). Un lado de la Luna era blanco plateado, el otro lado era negro, y fue la órbita de esta Luna medio negra, mitad blanca alrededor de la Tierra lo que provocó las fases lunares.

¿Por qué dijeron que la Luna estaba plana? Es muy difícil, si no imposible, ver realmente la forma esférica de la Luna. Si miras una pelota a la altura del brazo, o incluso al otro lado de la habitación, hay muchas pistas sutiles de sombreado y sombra que nos permiten ver que la pelota es de hecho redonda. ¡Esto no es cierto de la Luna! La Luna Llena se ve perfectamente plana — al igual que la gente en la época de Aristóteles, ¡afirmamos ver lo que nos enseñan a ver!

Si esto te parece una tontería, déjame recordarte que el error más común entre los adultos sobre las fases lunares es que creen que la sombra de la Tierra que cae sobre la Luna de alguna manera causa o crea las fases lunares. ¡A lo mejor ese compañero Aristóteles no era tan tonto como aparece a primera vista! En cualquier caso, probemos la teoría de Aristóteles como lo hizo Galileo y veamos qué pasa.

Estándares Académicos

Prácticas de Ciencia e Ingeniería

• Desarrollo y uso de modelos.
• Planeación y realización de investigaciones.
• Analizar e interpretar datos.
• Construyendo explicaciones.
• Argumento desde la evidencia.

Conceptos transversales

• Patrones en la naturaleza.
• Causa y efecto.
• Sistemas y modelos de sistemas.

Estándares científicos de próxima generación

• Sistemas espaciales (K-5, 6-8, 9-12).
• Estructura y función (K-5, 6-8, 9-12).
• Ondas y radiación electromagnética (6-8, 9-12).
• El sistema Tierra-Luna (6-8, 9-12).
• Gravitación y órbitas (6-8, 9-12).

Para el Educador

Datos que necesitas saber

1. La Luna en realidad es redonda, no plana. (Bien, ¡ya lo sabías!)
2. Un modelo hace predicciones — registramos estas predicciones y las probamos contra lo que vemos en la Naturaleza. ¡Los buenos modelos hacen predicciones precisas!

Docencia y Pedagogía

Esta actividad enseña mucho más sobre el proceso de la ciencia como actividad cultural que sobre la Luna. Hoy no hay controversia sobre cómo funcionan las fases de la Luna, qué tan lejos está la Luna, o cómo se forma la Luna — ¡pero esto no siempre fue cierto!

Tenemos áreas de la ciencia hoy en día que tienen poderosas controversias que se arremolinan sobre ellas. Teorías sobre el cambio climático global, cómo (¡y si!) el trabajo de vacunas, la evolución de las especies y la vida en otros planetas son solo algunos de estos que los estudiantes pueden haber visto en las noticias.

Cuando los alumnos ven a un grupo de adultos gritando que “¡la ciencia está asentada!” , o “¡96% de los científicos están de acuerdo con nuestra teoría!” en un lado del tema. Por otro lado, hay quienes insisten con la misma vehemencia en que la teoría imperante está equivocada; el clima nunca cambia, las especies no evolucionan, y las vacunas causan autismo pero en realidad no protegen a las personas de las enfermedades.

Muchos estudiantes (¡y adultos!) encuentran estos argumentos muy desconcertantes. He tenido cientos de estudiantes y adultos que se me acercan como científico y me preguntan: “¿Cuál de estos es verdad?” , o incluso más al grano, “¿Cómo sabemos cuál de estas ideas es la correcta?”

La ciencia no se trata de votos o encuestas por supuesto, y la gente no decide qué teoría es válida. Los verdaderos científicos utilizan experimentos y datos para decidir estas cosas, ¡y no se puede discutir con la Naturaleza! Aun así, a veces los resultados experimentales no nos quedan claros; más a menudo, simplemente no sabemos interpretar y entender lo que nos está diciendo el experimento.

Nunca menos, a veces sí obtenemos resultados definitivos; experimentos poderosos pueden mostrarnos que una teoría está claramente equivocada. En este punto, por muy aficionados que seamos de una idea o teoría en particular, es el momento de descartarla a favor de ideas más precisas y poderosas. Enseñar a los estudiantes cómo decidimos entre teorías, manteniendo una y dejando a un lado la otra, es una poderosa lección sobre la ciencia que blinda a los niños contra futuros conceptos erróneos y manipulación.

Resultados de los estudiantes

¿Qué descubrirán tus alumnos?

• ¡Los datos de un experimento no siempre apoyan nuestra hipótesis! Esta es una idea importante. Los maestros casi siempre hacen que los alumnos realicen experimentos que funcionan. ¿Por qué perderías un valioso tiempo de clase haciendo un experimento que sabías que fracasaría?

La razón por la que necesitamos hacer una actividad como esta ocasionalmente es que los experimentos fallan. No todas las hipótesis son correctas, y se prueban muchas más hipótesis incorrectas que las correctas. Todo científico de buena reputación lo sabe, pero muy pocos estudiantes lo saben.

• La Luna no es plana. (En serio — ¡eso es lo que estábamos probando con esta actividad!)

¿Qué aprenderán tus alumnos sobre la ciencia?

• Tus alumnos aprenderán que las teorías son falibles, creaciones humanas que están sujetas a error y mala interpretación. Con demasiada frecuencia vemos teorías sostenidas como evasorias e infalibles en los medios de comunicación y en las aulas. Los estudiantes necesitan saber que las teorías siempre están abiertas a la pregunta y la indagación.
• Las teorías son beneficiosas sólo cuando hacen predicciones definitivas y comprobables. Una teoría que no hace predicciones comprobables en absoluto es científicamente inútil.
• Si una teoría hace predicciones que se demuestra que son falsas, entonces esa teoría debe ser revisada o descartada. No hay lugar para el sentimiento, el deseo o la corrección política en la ciencia — debemos ser humildes ante los hechos.

Realización de la Actividad

Materiales

1. Un modelo de planeta de ping-pong de la Tierra, el Sol y la Luna (Ver Actividad #19)
2. Tres fichas de póquer, una blanca, dos negras. (Puedes pintar estos los colores necesarios si no tienes los del color correcto. Las monedas pintadas también pueden ser sustituidas.)
3. Epoxi, pegamento caliente o súper pegamento

Construyendo el modelo de luna plana

1. Pegue una ficha de póquer negra y otra blanca cara a cara. Esto servirá como la Luna en blanco y negro de Aristóteles.
2. [Profesor] Epoxy o pegue el doble chip del paso #1 en el borde en el segundo chip negro como se muestra a continuación. Presenté una mancha plana en el borde para facilitar el pegado. Puedes usar pegamento caliente o epoxi para esto, he descubierto que el pegamento de silicona no es lo suficientemente fuerte para esta aplicación de borde, y el superpegamento necesita más superficie para agarrarse de manera efectiva. Independientemente del pegamento que use, asegúrese de mantener las virutas de borde en su lugar hasta que el pegamento esté completamente endurecido.

Explorando el modelo de luna plana

1. Ahora es el momento de probar una versión de la Actividad #23 (Modelando Fases Lunares) usando la Luna plana de Aristóteles en lugar de una redonda. Que los alumnos jueguen con este modelo, y pídales que vean si pueden sacar de él algo que se parezca a las fases lunares familiares.
2. Por más que lo intenten, no podrán hacerlo con éxito. No hay ninguna posición que funcione y nos muestre las conocidas fases gibosa, trimestre y media luna. La Luna plana con una cara blanca y una cara negra entra en conflicto con todo lo que sabemos sobre el Sol iluminando planetas y creando día y noche.
3. Debido a que este modelo de la Luna plana no nos muestra lo que vemos en la Naturaleza, debemos rechazar este modelo. El modelo puede ser interesante, pero queda claro que la Naturaleza no funciona de esta manera, por lo que nuestro modelo es inútil para nosotros como científicos.

Preguntas de Discusión

1. ¿Qué muestra esta actividad sobre la teoría de Aristóteles?
   • Respuesta: Las ideas de Aristóteles sobre las fases lunares eran incorrectas. Su teoría no hacía predicciones correctas y no apoyaba ni explicaba los hechos que ya conocíamos.
2. ¿Por qué nosotros, como científicos, decidimos mantener una teoría y desechar otra?
   • Respuesta Cuando una teoría no puede explicar nuevos hechos, debe ser modificada para dar cuenta de la nueva información. Cuando la nueva información demuestra de manera concluyente que las predicciones hechas por la vieja teoría estaban equivocadas, entonces esa teoría es incorrecta. Debe modificarse sustancialmente, o descartarse todos juntos en favor de una nueva teoría que funcione mejor.
3. ¿Qué sucede cuando tenemos dos modelos diferentes que hacen predicciones similares? ¿Cómo decidimos entre ellos?
   • Respuesta A veces nos enteramos de que lo que pensábamos que eran dos modelos diferentes son en realidad iguales cuando los miramos de otra manera. Otras veces, simplemente no sabemos lo suficiente de los modelos para diseñar un experimento que decidiera qué modelo es verdadero y cuál no. Este tipo de desacuerdo a menudo indica que no sabemos lo suficiente sobre el tema y que necesitamos seguir estudiando y aprendiendo más sobre el Universo antes de poder decidir entre nuestras teorías competidoras.

Materiales Suplementarios

Profundizando

Si bien puede parecer extraño poner a los estudiantes a probar un experimento que es bastante inviable y condenado al fracaso, esta actividad sí sirve para un propósito importante. La idea de Aristóteles de una Luna plana simplemente se aceptó basándose en el gran nombre del pensador y se dejó sin probar durante siglos. Estos no probados (¡e incorrectos!) ¡las ideas se enseñaron en colegios, se escribieron en libros y se aceptaron sin lugar a dudas durante casi dos mil años! Fue Nicolás Copérnico quien desarrolló el primer modelo heliocéntrico moderno del sistema solar, pero nunca promovió sus ideas durante su vida y de hecho frenó la publicación de su obra hasta casi su día de muerte.

Galileo fue cortado de una tela completamente diferente. Se maravilló de la teoría centrada en el Sol de Copérnico, y se dispuso a probarla. Galileo no solo inventó el telescopio astronómico moderno, sino que, por sí solo, recopiló los datos experimentales necesarios para demostrar que las ideas de Copérnico eran correctas. Galileo desarrolló muchas actividades simples muy parecidas a las de este libro y escribió sobre ellas en un lenguaje sencillo para que la gente común pudiera probar estos experimentos por sí misma y ver que las teorías de Copérnico sobre cómo funcionaba el sistema solar eran superiores a las de Aristóteles. Galileo luchó por la aceptación de estas ideas y se mantuvo firme, negándose a rendirse ante la aterradora oposición.

La lucha de Galileo por la verdad científica le costó su trabajo, su fortuna, e incluso lo llevó a la cárcel por el resto de su vida, pero nunca abandonó la verdad. La terquedad de Galileo nos liberó de la tiranía de las ideas falsas y puso en marcha la era científica moderna. Cada vez que pedimos datos, y no creencia ciega, nosotros también nos mantenemos firmes y apoyamos la verdad. Cuando los datos lo exigen, Galileo nos enseñó que debemos abandonar viejas ideas establecidas para poder seguir adelante. No desechamos teorías porque son impopulares o incómodas, no las aceptamos porque nuestros maestros o líderes cívicos nos dicen que lo hagamos. Nos mantenemos firmes y apoyamos la verdad, respaldados por datos científicos sólidos y experimentos exitosos.

Puede que ya hayas adivinado que Galileo es algo así como un héroe mío, espero que se convierta en uno para ti y para tus alumnos también. Adelante, encuentra una foto del viejo caballero y cuélgala en tu salón de clases. Mejor aún, ¡pídales a los niños que hagan sus propios cuadros de Galileo y escriban un poco sobre lo que hizo y lo que le debemos por su terca postura y determinación de proteger y promover la verdad científica!

Seguimiento

A veces los profesores se sienten incómodos acerca de enseñar temas científicamente polémicos y optan por evitarlos —otras veces los profesores presentan estos temas como si no fueran polémicos en absoluto; aquí me viene a la mente la frase “La ciencia está asentada”.

Creo que ambos modelos pedagógicos le hacen un flaco favor al alumno. Cuando evitamos temas polémicos todos juntos, enseñamos a los estudiantes a pensar en temas polémicos como desagradables y a evitarlos cuando sea posible. También hay una corriente subyacente de falta de respeto, una afirmación implícita de que el estudiante no es capaz de tratar o comprender los temas que nos ocupa.

Por otro lado, cuando proclamamos rotundamente que no hay controversia, que los científicos conocen la Verdad, mentemos implícitamente sobre la naturaleza de la ciencia. En la época de Copérnico y Galileo, el 99% de la población educada estuvo de acuerdo en que el Sol giraba alrededor de la Tierra que era en sí mismo el centro del cosmos. Galileo fue descartado como una manivela peligrosa —hoy Galileo también es venerado como uno de los mayores héroes de la historia científica.

Podemos enseñar temas polémicos. Podemos enseñarles, si nada más, como ejemplo de cómo funciona la ciencia, cómo los hombres y las mujeres se desafían las ideas de los demás, y luchan por obtener una mejor comprensión de la Naturaleza. Podemos enseñar que la ciencia nunca es 100% segura, y que ninguna idea está por encima de la crítica o el desafío. Einstein se hizo famoso en 1905 porque fue el primer científico en 250 años en desafiar las ideas de Newton sobre la gravedad. Cien años después, los científicos todavía están ocupados en diseñar y llevar a cabo experimentos para probar (¡o desmentir!) Las ideas y predicciones de Einstein.