En este episodio final de Física Mente, Darío Pérez conversa con Claudia Reyes y Viviana Clavería sobre el trabajo de Michèle Artigue y cómo la didáctica evolucionó de intuiciones pedagógicas hacia una disciplina con marcos teóricos más sólidos, explorando las tensiones inherentes en la educación científica contemporánea. La conversación examina la distinción entre pedagogía y didáctica. Mientras la pedagogía agrupa a profesores de diferentes disciplinas bajo enfoques generales, la didáctica parte del reconocimiento de que cada campo del conocimiento tiene su propia epistemología y estructura. Esta diferenciación emerge en los años sesenta durante la carrera espacial, cuando Francia reformó la enseñanza matemática y estableció los primeros IREM tras el mayo francés de 1968, periodo en que los docentes de matemáticas exigieron formación pedagógica específica para su disciplina. Michèle Artigue, matemática de la École Normale Supérieure, desarrolló la ingeniería didáctica inspirándose en metodologías de la ingeniería. Su protocolo de cuatro fases incluye análisis a priori basado en la epistemología disciplinar, diseño de actividades fundamentadas teóricamente, experimentación en el aula, y análisis a posteriori que contrasta hipótesis con resultados observados. Este marco buscaba dotar a la investigación educativa de mayor rigor metodológico. Las invitadas discuten el desafío actual de la educación interdisciplinaria en Chile, donde desde 2015 el Ministerio propone integrar la enseñanza científica. Surge aquí una tensión que el trabajo de Artigue ayuda a identificar: cómo conciliar la interdisciplinariedad con las especificidades cognitivas de cada disciplina. Viviana emplea analogías deportivas para ilustrar estas diferencias, mientras Claudia señala limitaciones prácticas del sistema: sobrecarga docente, grupos numerosos y formación didáctica limitada. El episodio plantea preguntas sobre el equilibrio entre especialización disciplinar e integración del conocimiento. El trabajo de Artigue sugiere que la educación científica efectiva requiere respetar las particularidades epistemológicas de cada campo mientras se buscan conexiones auténticas entre disciplinas, un desafío que va más allá de las tendencias pedagógicas y toca cuestiones fundamentales sobre la organización y transmisión del conocimiento.Apoyado por ANID, Chile (ANILLO ATE220022) y el Instituto de Física de la PUCV.
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Howard C. Berg y la locomoción bacteriana
En este fascinante episodio, Darío Pérez y sus invitadas, las profesoras del Instituto de Física (PUCV) Viviana Clavería y Claudia Reyes, nos invitan a descubrir el legado científico de Howard C. Berg, un pionero en la intersección entre física y biología que revolucionó nuestra comprensión del movimiento bacteriano y cuya obra sigue inspirando a científicos de diversas disciplinas.El podcast comienza con una intrigante premisa: en el mundo microscópico de las bacterias, nuestras intuiciones sobre el movimiento fallan por completo. A través de una narrativa accesible pero rigurosa, la conversación explora cómo Berg descubrió que las bacterias viven en un régimen de bajo número de Reynolds (10-5), donde las fuerzas viscosas dominan completamente sobre las inerciales, creando un universo físico radicalmente diferente al nuestro. Los invitados discuten la revolucionaria investigación de Berg sobre la quimiotaxis bacteriana, revelando cómo Escherichia coli alterna entre "carreras" en línea recta y "tumbos" aleatorios para navegar eficazmente hacia entornos favorables. Particularmente fascinante es la explicación de cómo estos movimientos aparentemente aleatorios, que Berg caracterizó matemáticamente en su obra "Random Walks in Biology", logran producir un comportamiento dirigido. La conversación concluye explorando el profundo impacto interdisciplinario del trabajo de Berg, que ha influido en campos tan diversos como la microbiología, la biofísica y el diseño de algoritmos computacionales, demostrando cómo su visión de que "los problemas más interesantes suelen encontrarse en las fronteras entre disciplinas" sigue siendo fundamental para la ciencia contemporánea.
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Pierre-Gilles de Gennes: El Nobel desconocido
En este fascinante episodio, Darío Pérez y sus invitados nos invitan a descubrir el legado científico de Pierre-Gilles de Gennes, ganador del Premio Nobel de Física en 1991 y uno de los científicos más versátiles pero menos conocidos de nuestra época.El podcast comienza con una intrigante pregunta: ¿Qué tienen en común un televisor LCD, el detergente, la sangre, la pintura y la arena? La respuesta nos lleva a explorar el concepto de "materia blanda" (soft matter), término acuñado por de Gennes para describir aquellos materiales que no encajan perfectamente en las categorías tradicionales de sólido o líquido.A través de una narrativa accesible pero rigurosa, la conversación explora cómo de Gennes revolucionó nuestra comprensión de los cristales líquidos, polímeros y coloides, explicando fenómenos cotidianos desde una perspectiva física innovadora. Los invitados discuten cómo estos materiales exhiben un fascinante equilibrio entre orden y desorden a diferentes escalas, permitiéndoles comportarse con características tanto de sólidos como de líquidos.El podcast traza una línea histórica desde las observaciones del movimiento browniano en 1827 hasta el trabajo pionero de de Gennes en los años 70, revelando cómo la comprensión de la materia blanda ha revolucionado campos tan diversos como la medicina, la tecnología de pantallas, y los materiales biológicos. Particularmente interesante es la discusión sobre cómo nuestro propio cuerpo está formado por diferentes tipos de polímeros cuyo comportamiento puede entenderse mediante los principios desarrollados por de Gennes.La conversación concluye explorando el legado humano de este científico excepcional, quien tras recibir el Nobel dedicó gran parte de su tiempo a la divulgación científica entre estudiantes de secundaria. Como destaca Darío Pérez, de Gennes no solo transformó nuestra comprensión fundamental de la materia, sino que también ejemplificó el ideal del científico renacentista moderno, capaz de cruzar fronteras disciplinarias y comunicar ideas complejas con claridad y pasión.Este episodio representa una valiosa introducción al fascinante mundo de la física de la materia blanda y al brillante científico que la desarrolló, ofreciendo una perspectiva única sobre cómo los fenómenos físicos fundamentales dan forma a nuestra experiencia cotidiana.
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Juan Maldacena y el Principio Holográfico
El trabajo de Juan Maldacena sobre el principio holográfico representa una revolución en la física teórica contemporánea al proponer una equivalencia entre teorías aparentemente distintas. La física moderna se desarrolla a partir de dos pilares fundamentales: la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad, cuya unificación ha sido uno de los grandes desafíos teóricos. Un descubrimiento crucial fue que los agujeros negros poseen entropía (Bekenstein-Hawking) proporcional al área de su horizonte de eventos, no a su volumen, sugiriendo que toda la información de un sistema tridimensional podría estar codificada en su superficie, dando origen al principio holográfico. Maldacena, físico teórico argentino y profesor en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, formuló en 1997 la correspondencia AdS/CFT, estableciendo una equivalencia entre una teoría de cuerdas en un espacio-tiempo curvo Anti-de Sitter de 5 dimensiones y una teoría cuántica de campos con simetría conforme en 4 dimensiones. Esta dualidad conecta fundamentalmente la gravitación y la mecánica cuántica, proponiendo que las partículas elementales no son puntuales sino pequeñas cuerdas unidimensionales vibrantes cuyos diferentes modos de vibración corresponden a diferentes partículas, unificando así todas las interacciones fundamentales. Las aplicaciones de la dualidad AdS/CFT son diversas y profundas, desde el estudio del plasma de quarks y gluones (un estado de la materia producido en aceleradores de partículas que se comporta como un fluido) hasta el análisis de la anisotropía del fondo cósmico de microondas, donde Maldacena utilizó herramientas de teoría de cuerdas para calcular funciones de correlación en modelos inflacionarios del universo. Estos conceptos teóricos aparentemente abstractos han logrado importantes aplicaciones en la comprensión de fenómenos físicos reales, desde la física de partículas hasta la cosmología, representando un avance crucial hacia una teoría unificada de la gravitación cuántica.
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Fred Hoyle y la Panspermia
Este episodio explora la fascinante intersección entre la visión revolucionaria de Fred Hoyle sobre los orígenes de la vida y el desarrollo de la astronomía moderna. A través de una narrativa que entrelaza la historia de la ciencia con las transformaciones culturales de la década de 1970, examinamos cómo la hipótesis de la panspermia desafió nuestra comprensión terrestre-céntrica de la vida.
El trabajo de Hoyle y su estudiante Chandra Wickramasinghe emerge en un momento crucial: cuando la astronomía infrarroja comenzaba a revelar la rica química del medio interestelar. Sus investigaciones sobre los elementos CHON (Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno) en el espacio no solo aportaron datos fundamentales sobre la composibilidad de la vida, sino que también cuestionaron profundamente nuestras narrativas sobre el origen terrestre de la vida.
A través de la lente histórica, analizamos cómo la evolución de nuestra comprensión del cosmos ha oscilado entre el antropocentrismo premoderno y el pesimismo científico contemporáneo. El episodio destaca cómo las propuestas de Hoyle, aunque controvertidas, abrieron nuevos caminos para entender nuestra conexión fundamental con el cosmos, recordándonos que la distinción entre lo "terrestre" y lo "espacial" es, en última instancia, una construcción artificial de nuestra perspectiva limitada.
La discusión técnica sobre la química interestelar y la supervivencia de esporas en el espacio se entreteje con reflexiones más amplias sobre nuestro lugar en el universo, ofreciendo una perspectiva única sobre cómo la ciencia moderna continúa desafiando y expandiendo nuestra comprensión de los orígenes de la vida.
En Fisica|Mente exploramos las intersecciones íntimas entre el desarrollo científico y las motivaciones personales que impulsan a quienes construyen nuestro entendimiento del universo físico. A través de diálogos con investigadores y archivos históricos, revelamos cómo cada generación científica navega entre sus limitaciones técnicas y sus ambiciones intelectuales. Darío Pérez (Profesor Titular PUCV) e invitados hablan de las pasiones y desencantos que sustentan la física moderna, desde la astronomía hasta la biofísica, construyendo puentes entre el pasado y el presente de la ciencia.
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