El lenguaje de la qu雲mica

El lenguaje de la qu¶³mica
Jo s ¶e L u is C¶o r d o va Fr u n z ,
D e p t o . d e qu ¶ ³m ic a , U A M{ Iz t a p a la p a , t e lfa x 5 7 2 4 { 4 6 0 6 , c t s @xa n u m .u a m .m x
El orden es el descanso de la inteligencia.
Pero el desorden hace las delicias de la imaginaci¶
on.
Paul Claudel.
ve: los lenguajes qu¶³mico y cotidiano, m¶
as que basarse en correspondencias, se basan en semejanzas,
en analog¶³as y en met¶
aforas. Lo cual es m¶as cierto en los niveles b¶
asicos de la disciplina.
Dif¶³cilmente puede hacerse una re°exi¶on sobre el lenguaje sin usar un lenguaje. En este art¶³culo intento comunicar algunas semejanzas del lenguaje de la
qu¶³mica con el lenguaje cotidiano que subrayan las
semejanzas entre la investigaci¶on cient¶³¯ca y la creaci¶
on art¶³stica. As¶³mismo espero mostrar algunas de
sus limitaciones y el papel que juega la met¶
afora para superarlas.
Es obligado traer las palabras de Arthur Eddington:2
\La parte introductoria de una teor¶³a [o de
un problema] es la m¶
as dif¶³cil. Ah¶³ tenemos
que usar constantemente el cerebro; despu¶es podemos usar las matem¶
aticas".
El quehacer de quien encara por primera vez una materia cient¶³¯ca, como la de quien encara una obra de
arte va del detalle al todo, del todo al detalle, es
un avanzar por momentos tentativo y de son¶ambulo
y, en otros, un avanzar con¯ado en la intuici¶on y
la experiencia as¶³ como en el raciocinio y la seguridad de los formalismos. Pero la parte inicial, como a¯rma Eddington, requiere un uso continuo e intenso del cerebro. Y vale insistir, del cerebro, esto es, raz¶
on, imaginaci¶
on, l¶
ogica e intuici¶
on.
Aunque se remite y condiciona el uso de la met¶
afora
a las piezas de oratoria y poes¶³a su presencia en ciencias y en la misma vida diaria no puede pasarse por
alto. Los siguientes son algunos ejemplos de expresiones comunes en clases, textos y art¶³culos de
qu¶³mica:
\Subi¶
o el term¶ometro".
\El equilibrio se desplaza a la dereha".
\El electr¶
on es una part¶³cula con carga negativa".
\El mol sirve para contar el n¶
umero de part¶³culas".
Nuestra intuici¶
on no es algo est¶
atico, mejora con
la experiencia. Puede inducir a error, pero cometer errores y aprender a veri¯car los propios resultados es parte del aprendizaje el cual, mientras m¶as
instrumentos emplee (por ejemplo: dibujos, argumentos por analog¶³a, heur¶³sticos o ejemplos cotidianos), m¶
as posiblidades tiene de ser signi¯cativo para el sujeto.
Para todos nosotros es claro que decir: \sube el
term¶
ometro"signi¯ca \aumenta la temperatura"(o
\sube"la temperatura, si se pre¯ere). Si decimos
\el electr¶
on es una part¶³cula", no lo es, por cierto, como un grano de arena (>cu¶al es el color, el
contorno, la posici¶on, la forma o la textura de un
electr¶
on?). S¶³, \el mol sirve para contar el n¶
umero
de part¶³culas"pero no es un \contar"como el contar
monedas donde se establecen correspondencias entre objetos y n¶
umeros.
El uso de analog¶³as y ejemplos est¶
a respaldado no
s¶
olo por la sabidur¶³a popular (\Un buen ejemplo
ahorra mil palabras", \Un buen ejemplo hace f¶acil
lo dif¶³cil") sino tambi¶en por autoridades de la talla de Maxwell:
Los ejemplos anteriores muestran que los t¶erminos
(<incluso en qu¶³mica!) tienen un signi¯cado insinuado por el contexto; descubrirlo resulta de atender al detalle y al todo; necesitamos una lectura y
una relectura, una interpretaci¶on y una reinterpretaci¶
on. El sentido de cada t¶ermino: \subir", \desplazar", \contar", resulta de oscilar de la parte al todo, del detalle al contexto. As¶³ como en el lenguaje coloquial el signi¯cado de las palabras y el sentido de las expresiones resulta del contexto.1 En bre-
S¶
olo cuando intentamos poner en contacto la parte te¶
orica con la pr¶
actica experimentamos el pleno efecto de lo que Faraday llama inercia mental. No es s¶
olo la di¯cultad de reconocer entre los objetos concretos que tenemos delante la relaci¶
on abstracta que presentan los libros, sino el dolor perturbador de arrancar a la mente de
1 E l m ex ican o, h a
¶b il en el m an ejo d el d ob le sen tid o y d el
can tin ° eo, ap r ov ech a estu p en d am en te esta car acter ¶³stica.
2 (1882{1944)
59
f¶³sico, astr ¶
on om o, m atem ¶
atico in gl¶
es
60
ContactoS 32, 59{63 (1999)
los s¶³mbolos para llevarla a los objetos y
de ¶estos otra vez a los s¶³mbolos. Con todo, ¶este es el precio que tenemos que pagar por las nuevas ideas.
No hay m¶etodo m¶as poderoso para introducir conocimiento en la mente que presentarlo de cuantas maneras diferentes se pueda. Cuando las ideas, despu¶es de penetrar
por diferentes entradas, se re¶
unen en la ciudadela de la mente, la posici¶on que ocupan se vuelve inexpugnable.
La met¶
afora, aunque frecuente en los cursos introductorios de qu¶³mica, nunca es mencionada expl¶³citamente.
Buscando la seguridad de las matem¶aticas se omite la polivalencia de los s¶³mbolos, su caracter po¶etico e hist¶
orico.
Y es que la met¶afora no es asunto exclusivo del lenguaje; tiene estrecha relaci¶on con el pensamiento y
con la acci¶
on. La met¶afora (no s¶olo la de poetas
y cient¶³¯cos) presente en el habla cotidiana penetra todos los campos de la vida: pensamiento, lenguaje y acci¶
on.
Vale apuntar que los conceptos y categor¶³as de nuestro pensamiento no son simplemente asunto de la inteligencia. En otras palabras, nuestro \pensamiento" depende de variables que van m¶as all¶a de la inteligencia como pueden ser valores, h¶abitos, costumbres, rol, jerarqu¶³a social. Y, ni hablar, todas ellas
son variables de caracter hist¶orico y social.
Nuestro sistema conceptual, condicionado por nuestra forma de vida, estructura lo que percibimos,
c¶omo actuamos, c¶omo nos relacionamos con otras
personas y c¶
omo enfrentamos problemas. Pero nuestro sistema conceptual, as¶³ como nuestro lenguaje, no es algo de lo que seamos normalmente conscientes. Pensamos y actuamos autom¶aticamente de
acuerdo a ciertas reglas. >Cu¶ales son esas reglas? no
es muy claro, pero el lenguaje revela algo de ¶estas.
Por ejemplo: decimos que una discusi¶on \es una guerra"y muchas expresiones se basan en esa met¶
afora:
\Tus hip¶
otesis no son defendibles".
\Ese argumento es fuerte".
\Hay que atacar esa a¯rmaci¶on".
\Gan¶e la discusi¶on".
\Si usas esta estrategia lo aniquilar¶as".
\Destru¶³mos su art¶³culo".
\Su ponencia tiene puntos d¶ebiles".
No s¶
olo hablamos de las discusiones como si fueran
una guerra sino que actuamos como si lo fueran. Vemos a la persona con quien discutimos como a un adversario, como a un enemigo. As¶³, en las discusiones,
m¶
as que entender al oponente, m¶
as que llegar a conclusiones y acuerdos, se pretende acabar con el adversario.
Imaginemos una cultura donde una discusi¶
on fueran
conceptualizada como un baile. Sin duda emplear¶³an
met¶
aforas distintas y actuar¶³an, tambi¶en, de forma
distinta:
\Voy a agarrar el paso".
\Procurar¶e no pisarle los zapatos".
\Siento el ritmo".
Otro caso de met¶
afora, muy frecuente en el habla
cotidiana, es la que trata al conocimiento como un
objeto. He aqu¶³ algunos ejemplos:
\Voy a dar la clase".
\Ya vimos su¯cientes problemas".
\El libro da muchos ejemplos".
\Los estudiantes reciben la clase".
\Este desarrollo es oscuro".
\Se han presentado varios conceptos".
\Hemos ense~
nado el tema repetidamente".
Y no decimos nada nuevo al decir que los profesores
actuamos como si el conocimiento fuera realmente
un objeto: id¶entico a s¶³ mismo, independiente del
contexto y aprehensible con una sola operaci¶
on (p.ej.
la visi¶
on).
Estos problemas generalmente se omiten pues prevalece una concepci¶
on acumulativa y unidireccional
de la ense~
nanza: basta depositar los contenidos en
la mente del alumno y, mediante ejercicios y problemas, ¶este los asimila. Hoy d¶³a la investigaci¶on
educativa tiene su¯cientes evidencias para asegurar
que el aprendizaje no es una mera asimilaci¶
on sino que exige reestructuraciones por parte del sujeto. En otros t¶erminos: aprender implica construir,
destruir y re{construir conceptos. No s¶
olo se trata de aprender sino, tambi¶en, de desaprender.
Vale se~
nalar que la historia de la qu¶³mica revela esta misma evoluci¶
on de \objetos" a \objetos contextualizados" o \interacciones". Si Lucrecio buscaba \La naturaleza de las cosas", Lavoisier y Davy
buscaban \la naturaleza de los ¶
acidos" (¯nes del siglo XVIII, inicios del XIX). Fue Arrhenius (¯nes del
s.XIX) quien comenz¶
o a considerar la acidez como
una forma de comportarse. BrÄ
onsted y Lowry (inicios del s.XX) llegan a la noci¶
on de contexto: si hay
un donador hay un receptor. En todos los casos
hab¶³a que construir y destruir interpretaciones, modelos.
El lenguaje de la qu¶³mica. Jos¶e Luis C¶
ordova Frunz.
Hoy d¶³a las preguntas cient¶³¯cas no apuntan a \qu¶e
son las cosas", sino a \c¶omo se comportan en tales
circunstancias"(lo que es elaborar modelos). Sin embargo los cursos de qu¶³mica (sobre todo los cursos introductorios) todav¶³a intentan responder acerca de
\la naturaleza de los ¶acidos", \qu¶e es el prot¶
on",
\qu¶e es la energ¶³a". Preguntas ciertamente muy
v¶
alidas pero que s¶olo admiten como respuesta. . .
met¶
aforas.
Si es una de¯ciencia explicar metaf¶oricamente sin advertir al lector de ello, es de¯ciencia mayor omitir
los alcances y limitaciones de los modelos propuestos, esto es, el contexto de validez. Con ello (y la premura de los cursos) el alumno cae en generalizaciones peligrosas, cuando no equivocadas. Una de estas generalizaciones peligrosas es la de pensar que
las verdades cient¶³¯cas son verdades absolutas y de¯nitivas, inamovibles y universales.
Otra de esas generalizaciones es pensar que todo problema tiene su f¶ormula y un u
¶nico resultado. De aqu¶³
que la aproximaci¶on del alumno a los problemas sea
mecanicista, autom¶atica y algor¶³tmica; lo cual revela qu¶e tan arraigados se hallan (casi al nivel de compulsiones) habilidades que no se han organizado, modelos que no se han cuestionado, conceptos que no
se han re°exionado. Es muy frecuente que el alumno pase de largo frente al resultado, que no considere la verosimilitud del mismo, que no elabore estrategias para la resoluci¶on del problema, que no busque otras v¶³as de soluci¶on y veri¯caci¶on, etc¶etera.
<Ay!
Pero. . . regresemos al dominio del lenguaje: La esencia de la met¶afora es entender y experimentar algo
en t¶erminos de otra cosa. Un modelo cient¶³¯co es algo que creemos entender y pensamos que servir¶
a para entender lo que todav¶³a no entendemos. En estos t¶erminos un modelo es. . . una met¶afora. Y la investigaci¶
on vendr¶a a ser la creaci¶on y elaboraci¶
on de
nuevas met¶
aforas.
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conceptos con el mismo nombre o s¶³mbolo), signi¯cados contextualizados, analog¶³as. . . y met¶
aforas.
Perm¶³taseme insistir: El lenguaje es el primer esquema de representaci¶
on de la realidad. Y con esto digo que no s¶
olo organiza sino que tambi¶en oculta. La estructura elemental de sujeto, verbo y predicado, obliga a pensar en t¶erminos de agentes y causas m¶
as que de interacciones. As¶³ decimos \el n¶
ucleo
del ¶
atomo atrae a los electrones", \el agua disuelve a la sal", \el catalizador modi¯ca la energ¶³a de activaci¶
on".
Las di¯cultades y limitaciones de la causalidad aparecen, por ejemplo, al tratar los fen¶
omenos como \interacciones". Para un sujeto poco atento las a¯rmaciones: \la Tierra atrae a los objetos", \el agua disuelve a la sal"son \correctas"; hay un \agente"(la
Tierra, el agua), y una \causa". Sin embargo, en ambos caso se trata de interacciones. S¶
olo en una primera etapa de la formaci¶
on del pensamiento (o en casos particulares) puede modelarse un fen¶
omeno en
t¶erminos de \agente"y \paciente". Dicho en otros
t¶erminos: causa y efecto. Con lo anterior intentamos
mostrar que un esquema de pensamiento (la causalidad), reforzado por la estructura del lenguaje cotidiano, llega a ser un obst¶
aculo para el pensamiento cient¶³¯co.
Sin duda hay instrumentos conceptuales y teor¶³as
que han tenido y seguir¶
an teniendo gran utilidad.
Tales pueden ser los principios de conservaci¶on, de
causalidad, las concepciones binarias excluyentes
(cont¶³nuo{discont¶³nuo), los antropomor¯smos (\tendencias" a entrop¶³a m¶
axima, a energ¶³a m¶³nima), los
modelos sustancialistas (\cantidad de calor", \calor latente"), las explicaciones animistas (el electr¶on
\siente", el sistema \reacciona").
Ahora bien, tanto el alumno como el profesor (y el investigador) est¶an obligados a superar continuamente sus propios modelos de interpretaci¶on y a desarrollar nuevos instrumentos y esquemas para modelar
fen¶
omenos. Esto es semejante a la creaci¶on art¶³stica,
donde, por ejemplo el poeta, crea nuevos signi¯cados y sentidos en las palabras.
Mucho antes de la sistematizaci¶
on te¶
orica de la
qu¶³mica el hombre produjo vidrio, aleaciones, curtientes, mordentes, etc¶etera. Primero son los instrumentos y la pr¶
actica, solo despu¶es, mucho despu¶es, viene la teor¶³a. Al parecer todos los instrumentos, y entre ellos el lenguaje, primero son usados y luego son sistematizados. Primero fue el habla, luego la gram¶
atica; primero fue la m¶
usica, luego
la armon¶³a; primero fue el vidrio (y la cerveza), luego la qu¶³mica.
Y as¶³ como el poeta traduce emociones y la profunda experiencia de la vida al lenguaje cotidiano,
el cient¶³¯co aprovecha y se aventura con las caracter¶³sticas de los lenguajes: s¶³mbolos, sintaxis, correspondencia biun¶³voca, homonimia (dos nombres para el mismo concepto), homograf¶³a (mismo s¶³mbolo
escrito para distinto concepto), ambigÄ
uedades (dos
Pero los instrumentos no s¶
olo permiten producir bienes (desde hachas hasta microcomputadoras), tambi¶en in°uyen en la forma de percibir la realidad. En
otras palabras, cambian la forma de actuar sobre la
realidad y cambian la forma de percibirla. Pi¶ensese
en una escuela donde el conocimiento no fuera un objeto sino acciones, operaciones.
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ContactoS 32, 59{63 (1999)
Quiz¶
as las ubicuas categor¶³as binarias de nuestro lenguaje: alto{bajo, izquierda{derecha, hombre{mujer,
positivo{negativo, luz{oscuridad, bien{mal, etc. han
in°uido m¶
as de lo deseable en la interpretaci¶
on
cient¶³¯ca de la realidad >no tenemos cargas positivas y negativas? >¶acidos y bases? >qu¶³mica org¶
anica
e inorg¶
anica?
saci¶
on comenz¶
o con lo que cada quien entend¶³a por
\entender". Para Graef entender un fen¶
omeno es
predecir resultados. Para Einstein entender es ubicar el fen¶
omeno en una ¯losof¶³a de la Naturaleza.
Era, ciertamente, un caso de homonimia: el mismo t¶ermino para diferentes conceptos. Los modelos empleados por Graef y Einstein tambi¶en difer¶³an.
Sin duda el ideal de los lenguajes, o uno de los ideales, es que a cada s¶³mbolo corresponda un concepto, que a cada concepto corresponda un s¶³mbolo.
El lenguaje qu¶³mico, desde luego, est¶a muy lejos de
ese ideal. El signo \+"lo empleamos para las ecuaciones qu¶³micas, para la aritm¶etica y tambi¶en para las cargas el¶ectricas. S¶olo el contexto permite
descubrir los signi¯cados; cosa frecuente en el lenguaje cotidiano pero poco explicitada en el lenguaje qu¶³mico.
| Dr. Graef, cuando yo digo que el fot¶
on es una
part¶³cula no estoy diciendo que es un guijarro.
Cualquier texto, cualquier ponencia, cualquier charla emplea el lenguaje cotidiano. Lenguaje rico en signi¯cados, en interpretaciones e im¶agenes. Pero esta
es una cara de la moneda: el lenguaje, ya lo he dicho,
no s¶
olo revela, tambi¶en oculta. Un enunciado nunca revela su categor¶³a: >es conclusi¶on? >hip¶
otesis?
>postulado? >premisa indispensable? >premisa auxiliar? >observaci¶on experimental? Si toda la informaci¶
on tiene la misma importancia no hay estructura en el aprendizaje. Es el lector quien, a partir
del contexto, debe inferir la categor¶³a de los enunciados; cosa bastante dif¶³cil cuando el lector apenas se
est¶
a iniciando en la materia. Por ello Eddington a¯rmaba que en la parte introductoria de las teor¶³as debemos usar continuamente el cerebro.
Distingamos, por lo pronto, los enunciados meramente informativos de los argumentativos. Los siguientes dos ejemplos lo son de informativos; pero un sutil cambio en el enunciado gramatical cambia la informaci¶
on.
\La temperatura aument¶o 30 grados".
\La temperatura aument¶o en 30 grados".
\Las sustancias que estaban a alta temperatura reaccionaron".
\Las sustancias, que estaban a alta temperatura,
reaccionaron".
En el siguiente ejemplo una simple conjunci¶on modi¯ca el enunciado de informativo a argumentativo:
\La concentraci¶on de A aument¶o y el pH disminuy¶
o."
\La concentraci¶
on de A aument¶o porque el pH disminuy¶
o".
En 1944 Carlos Graef se encontraba como profesor
invitado en Princeton. Se le present¶o la oportunidad de iniciar con Einstein una conversaci¶on que termin¶
o en discusi¶on, la cual se mantuvo siempre, desde luego, en el terreno de la urbanidad. La conver-
| Dr. Einstein, cuando yo digo que la gravedad es
un °uido no estoy diciendo que es una Coca{Cola.
Sobra indicar que estaban usando met¶
aforas para
comunicarse.
Debemos reconocer que los objetivos y m¶etodos actuales de la ense~
nanza b¶
asica (y la no tan b¶
asica)
apuntan a la trasmisi¶
on de contenidos m¶
as que a la
experiencia de la ciencia. El resultado es un analfabetismo cient¶³¯co en la mayor parte de la poblaci¶on,
incluso la de alta escolaridad. . . incluso la de los grupos de decisi¶
on. >O se ha ense~
nado ciencia cuando
se identi¯can las verdades cient¶³¯cas con las verdades absolutas? >Se ha ense~
nado ciencia cuando prevalece la intolerancia a otras formas de modelaci¶on?
>Se ha ense~
nado ciencia cuando el argumento se basa en el desprestigio del adversario y no en el an¶alisis
de sus argumentos? >Se ha ense~
nado ciencia cuando no hay un lenguaje com¶
un entre cient¶³¯cos y no
cient¶³¯cos?
Quiz¶
as debemos insistir, como lo hac¶³a Niels Bohr,
en que \al hablar de ¶
atomos usamos el lenguaje como en la poes¶³a: no describimos hechos, creamos
im¶
agenes". S¶
olo as¶³ mostraremos el car¶
acter creativo de la qu¶³mica.
Quiz¶
as debemos insistir en que la met¶
afora es cotidiana en la qu¶³mica, y que nuestros modelos son ciertos en la medida en que no se re¯eren a la realidad. S¶
olo as¶³ ayudaremos a desmiti¯car las verdades cient¶³¯cas y la manipulaci¶
on que los pol¶³ticos hacen de ¶estas.
El inter¶es por insistir en el caracter creativo y
est¶etico de la qu¶³mica surge como oposici¶
on a la
fr¶³a racionalidad con que los textos y art¶³culos de
qu¶³mica presentan al quehacer de los qu¶³micos. Los
textos, al presentar s¶
olo las respuestas (por hoy consideradas correctas), nada dicen acerca de las preguntas de los cient¶³¯cos ni de sus tanteos y errores por hallar las respuestas. En otras palabras: presentan el producto, pero nada dicen de el proceso.
Una consecuencia grave de lo anterior es la p¶erdida
del car¶
acter creativo y est¶etico de la investigaci¶on
cient¶³¯ca. M¶
as grave cuanto m¶
as b¶
asica es la formaci¶
on del educando ya que, al considerar s¶
olo la parte
El lenguaje de la qu¶³mica. Jos¶e Luis C¶
ordova Frunz.
racional de la ciencia, queda una visi¶on parcial y deformada del quehacer cient¶³¯co.
Concluyo con la siguiente obviedad: la investigaci¶
on
y la docencia implican dominio de lenguajes: cotidiano, matem¶atico, qu¶³mico, diagram¶atico, gestual,
etc¶etera. Estos lenguajes implican orden, proporci¶
on, mesura y simetr¶³a. Pero tambi¶en implican belleza, imaginaci¶on y creatividad. Como el arte.
cs
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