FÍSICA I FILOSOFIA - xtec.cat · 5.7 La teoria del Big Bang ... intel.lectual que només és...

FSICA

I

FILOSOFIA

Autora: Josefa Castell i Cid

Supervisor: Xavier Roqu Rodrguez

Curs 2008/09

1

Portada: LA PARADOXA DEL GAT DE SCHRDINGER

Illustraci d'Agust Sousa

2

INDEXPg.

Informe.............................................................................................................................................11

Resum....................................................................................................................................11

Introducci............................................................................................................................12

Marc teric............................................................................................................................14

Mtode...................................................................................................................................15

Resultats...............................................................................................................................20

Discussi...............................................................................................................................23

Proposta d'utilitzaci dels materials...........................................................................................24

Materials...........................................................................................................................................33

1 PART: L'UNIVERS

1. L'home sempre ha intentat comprendre l'Univers...............................................................35

2. La modstia que genera la Cosmologia..................................................................................36

3. Explicacions tradicionals sobre l'origen de l'Univers..........................................................37

3.1 La creaci de l'Univers..................................................................................................37

3.1.1 El Gnesi...........................................................................................................37

3.1.2 El gegant P'an Ku.............................................................................................39

3.2 L'eternitat de l'Univers: el Budisme............................................................................41

4. Concepcions cosmolgiques a travs de la Histria d'Occident.......................................42

4.1 Plat................................................................................................................................42

3

Pg.

4.2 Aristtil...........................................................................................................................44

4.3 Els alexandrins...............................................................................................................45

4.4 Ptolomeu.........................................................................................................................46

4.5 Revoluci cientfica......................................................................................................48

4.5.1 Coprnic..........................................................................................................48

4.5.1.1 Precedent platnic de la hiptesi copernicana ......................................48

4.5.1.2 El model copernic....................................................................................50

4.5.2 Giordano Bruno..............................................................................................52

4.5.3 Galileu..............................................................................................................53

4.5.3.1 Les descobertes de Galileu..........................................................................53

4.5.3.2 El procs contra Galileu.............................................................................54

4.5.4 La decadncia del model geocntric............................................................56

4.5.5 Llenguatge geocntric....................................................................................57

4.5.6 La cautela de Descartes..................................................................................58

4.5.7 La fora d'un prejudici clssic.......................................................................59

4.5.8 La descoberta de la segona llei de Kepler...................................................61

4.5.9 Newton.............................................................................................................62

4.5.9.1 La fora gravitatria.................................................................................62

4.5.9.2 Paradoxes de la teoria newtoniana de l'Univers......................................64

4.5.9.2.1 La Paradoxa de Bentley...................................................................65

4.5.9.2.2 La Paradoxa d'Olbers......................................................................66

4.6 Kant i la infinitud de l'Univers...................................................................................67

4.7 El problema del determinisme.....................................................................................68

4.7.1 El determinisme de la mecnica clssica.....................................................68

4.7.2 Representa el determinisme una amenaa per a la llibertat humana?...70

5. La imatge actual de l'Univers...................................................................................................75

5.1 Com ens ho fem avui en dia per veure l'Univers?....................................................75

5.2 El satl.lit WMAP.........................................................................................................76

4

Pg.

5.3 Matria fosca i energia fosca.......................................................................................79

5.4 Les estrelles.....................................................................................................................80

5.4.1 Vida de les estrelles........................................................................................81

5.4.1.1 Naixement de les estrelles.........................................................................81

5.4.1.2 Mort de les estrelles..................................................................................81

5.4.2 Els pulsars........................................................................................................82

5.5 Experiment que mostra qu s la gravetat amb un objecte sobre

una planxa de goma.................................................................................................83

5.6 I si l'objecte s molt dens..............................................................................................84

5.7 La teoria del Big Bang...................................................................................................85

5.7.1 Introducci ..................................................................................................85

5.7.2 Model cosmolgic d'Einstein........................................................................86

5.7.3 La idea del Big Bang.......................................................................................87

5.7.4 Model de Hoyle de la formaci dels elements .......................................89

5.7.5 Radiaci de fons..............................................................................................90

5.7.6 I abans del Big Bang?.....................................................................................92

5.8 Reflexi: la naturalesa de les teories cientfiques.....................................................94

5.9 La inflaci de l'Univers.................................................................................................95

5.10 El multivers..................................................................................................................96

5.11 La teoria M...................................................................................................................97

5.12 El final de l'Univers.....................................................................................................98

5.12.1 Tau zero, novel.la sobre el dest de l'Univers.............................................98

5.12.2 La hiptesi del Big freeze.......................................................................100

5.12.3 La hiptesi del Big cruncho la gran implosi del final de

l'Univers.......................................................................................................100

5.12.4 La hiptesi de l'Univers oscil.lant.............................................................101

5.13 La desitjada teoria que expliqui tot l'Univers......................................................101

5.14 El model estndard....................................................................................................102

5.14.1 La unificaci de les forces fonamentals...................................................102

5

Pg.

5.14.2 Les ltimes partcules de l'Univers..........................................................104

5.14.3 El bos de Higgs..........................................................................................107

5.14.4 Els acceleradors...........................................................................................108

5.14.5 Reconstrucci de l'origen de l'Univers....................................................110

5.14.6 Ms enll del model estndard.................................................................113

5.15 Investiga pel teu compte...........................................................................................114

5.15.1 Preguntes sobre l'Univers..........................................................................114

5.15.2 Preguntes sobre l'exploraci de l'espai....................................................115

5.15.3 Respostes possibles.....................................................................................116

2 PART: LA TEORIA DE LA RELATIVITAT

1.Teoria de la relativitat especial

1.1 Les transformacions de les coordenades..................................................................123

1.2 Suma relativista de velocitats...................................................................................125

1.3 Conseqncies de la relativitat.................................................................................127

1.3.1 L'exemple de la xiqueta que juga dins del vag.......................................127

1.3.2 El viatger del temps......................................................................................128

1.3.3 Quant dura un segon?..................................................................................128

1.4 Principis de la relativitat especial .......................................................................129

1.5 L'ter..............................................................................................................................132

1.6 La paradoxa dels bessons ......................................................................................134

1.7 Els muons......................................................................................................................139

1.8 Explora pel teu compte...............................................................................................140

1.8.1 Estem quiets?.................................................................................................140

1.8.2 La velocitat de la llum..................................................................................140

1.8.3 La mquina del temps..................................................................................140

1.9 La teoria de la relativitat i els filsofs

1.9.1 La relativitat i els filsofs..........................................................................143

6

Pg.

1.9.2 Influncies filosfiques de la teoria de la relativitat................................146

2.Teoria de la relativitat general................................................................................................149

2.1 Per qu va sorgir la teoria de la relativitat general?............................................149

2.2 Experiment senzill sobre la fora gravitatria.......................................................151

2.3 Forats negres.................................................................................................................152

2.4 Forats de cuc.................................................................................................................153

2.5 La paradoxa de l'avi i el principi de la causalitat.................................................154

3.La popularitat d'Einstein .....................................................................................................155

3PART: LA MECNICA QUNTICA

1. Teoria quntica de la llum......................................................................................................159

1.1 Paral.lelisme entre Planck i Kepler .....................................................................160

1.2 Les frmules de Planck ..........................................................................................162

1.3 La descoberta de la frmula d'emissi de Planck .............................................164

1.4 La hiptesi quntica ..............................................................................................166

2. El model quntic tamb es pot aplicar a la matria...........................................................168

2.1 La naturalesa ondulatria de la matria................................................................168

2.2 Teoria de Scrdinger....................................................................................................172

2.3 Teoria de Heisenberg...................................................................................................175

2.4 Qu representa la funci d'ona?................................................................................176

Pg.

3. Principis de la mecnica quntica.........................................................................................177

7

3.1 Postulats fonamentals................................................................................................177

3.2 Teorema de la compatibilitat d'observables...........................................................179

3.3 Principi d'indeterminaci de Heisenberg ............................................................181

4. La interpretaci subjectivista de la mecnica quntica.....................................................183

4.1 El punt de vista subjectivista de Heisenberg..........................................................183

4.2 Comparaci entre el subjectivisme de la mecnica quntica i el de

la psicologia.................................................................................................................183

4.3 Les prediccions de la mecnica quntica ............................................................185

4.4 Heisenberg i Aristtil..................................................................................................186

5. La difcil interpretaci de la mecnica quntica.................................................................188

5.1 Versi simplificada dels postulats fonamentals....................................................188

5.2 El problema d'interpretar la mecnica quntica....................................................189

5.3 Metafsica de la quntica: la superposici..............................................................190

5.4 Un problema d'inconsistncia en l'estructura de la mecnica quntica.............192

5.5 El problema de la mesura...........................................................................................193

5.6 La paradoxa del gat de Schrdinger ....................................................................194

5.7 La proposta de Wigner................................................................................................198

5.8 La frontera entre el mn clssic i el mn quntic...................................................201

6. Les interpretacions everettianes............................................................................................202

6.1 L'exemple tpic de l'espn............................................................................................202

6.2 La proposta d'Everett..................................................................................................203

6.3 La interpretaci dels mltiples mons.......................................................................204

6.4 La interpretaci de les mltiples ments...................................................................205

6.5 La interpretaci de les mltiples histries..............................................................206

Pg.

7. La interpretaci dels mltiples mons....................................................................................206

8

7.1 Precedents histrics: fa molt temps que hom pensa que hi ha molts mons........206

7.2 La teoria de la pluralitat dels mons de D.Lewis....................................................208

7.3 Problemes de la interpretaci dels mltiples mons...............................................211

7.3.1 El problema de la base preferida................................................................211

7.3.2 La teoria de la decoherncia........................................................................212

7.3.3 El problema de la identitat personal..........................................................213

7.3.4 El problema metafsic de la persistncia del jo: sc sempre

la mateixa persona?...............................................................................................214

7.3.5 Unes preguntes per pensar sobre la identitat personal: qui sc jo?......217

7.3.6 El problema de la probabilitat....................................................................219

7.3.7 La proposta de Deutsch i de Wallace........................................................219

7.3.8 El problema dels dos punts de vista..........................................................220

7.3.9 El problema de la infinitud de ramificacions: cal un Principi

d'Indiferncia a la Ramificaci?...........................................................................221

7.3.10 Hi ha encara molt per fer en l'elaboraci de la teoria

dels mltiples mons..............................................................................................225

7.4 Els mltiples mons no sn noms una fantasia: la teoria

cosmolgica dels universos paral.lels............................................................................228

7.4.1 Els quatre nivells...........................................................................................228

7.4.2 Crtiques a la teoria dels universos paral.lels...........................................232

8. L'article EPR...............................................................................................................................234

8.1 La computaci quntica.............................................................................................234

8.2 Entrellaament i teletransport .............................................................................235

8.3 Els lmits de la computaci quntica.......................................................................237

8.4 L'article EPR, precedent del teletransport...............................................................239

8.5 La paradoxa EPR segons Hugues..............................................................................242

8.6 Lectura de l'article EPR..............................................................................................243

Pg.

8.7. Versi de D. Albert de l'article EPR: la localitat..................................................248

9

9. La proposta de Bohm...............................................................................................................251

9.1 Les teories de variables ocultes.................................................................................251

9.2 La teoria de Bohm ...................................................................................................252

9.3 Silenci al voltant de la proposta de Bohm..............................................................256

9.4 Circumstncies personals de Bohm..........................................................................256

10. Mecnica quntica i viatges al passat.................................................................................257

Referncies.....................................................................................................................................259

Agraments.....................................................................................................................................264

10

INFORME

RESUMAls professors ens costa que el nostre alumnat s'interessi per matries com la Fsica i la

Filosofia. Noies i nois se senten ms atrets per activitats ms amenes i excitants, que fora

de l'aula troben per tot arreu. Com fer que se sentin motivats per temes que en principi

semblen tan abstractes?

Aquest treball t la finalitat d'ajudar el professorat a fer que noies i nois s'interessin per la

Fsica i la Filosofia a travs de la recerca i la reflexi crtica d'alguns dels captols ms

apassionants de la cincia fsica.

Aix, l'objectiu concret d'aquest treball s presentar a ensenyants i estudiants diferents

materials que mostrin els esforos que han realitzat i estan realitzant fsics i filsofs per fer

avanar el coneixement hum, a travs de temes com la Revoluci cientfica, el model

estndard, la teoria de la relativitat i la mecnica quntica. Aquests temes han estat triats pel

seu inters i per les seves implicacions filosfiques. A ms, alguns textos es troben en la

seva llengua original, l'angls, perqu els nostres alumnes apliquin els seus coneixements

de llengua anglesa a una temtica cientfica i filosfica i, d'aquesta manera, s'acostumin a

llegir i a expressar les seves idees en l'idioma ms internacional actualment.

Per aconseguir aquest objectiu, he buscat en llibres i pgines web que fan divulgaci de

fsica i cosmologia i en articles de revistes que estan dedicats als problemes de la

fonamentaci conceptual d'una teoria actual, la mecnica quntica, he visitat exposicions

de divulgaci cientfica a Ginebra, Berna i Florncia i he anat als museus de la cincia de

Barcelona, Terrassa, Londres i Oxford; en aquests institucions he pogut admirar el treball

de sntesi i de comunicaci que hom realitza per arribar al visitant. A ms a ms, tamb m

he entrevistat amb investigadors del camp de la fsica experimental i de la fsica terica i

m'he reunit peridicament amb filsofs de la fsica.

El resultat de la recerca ha estat descobrir la gran quantitat de temes interessants que han

debatut i, sobretot , ara estan debatent fsics i filsofs de tot el mn. Els materials que ara

11

presento he intentat que siguin un reflex d'aquesta situaci i estan seleccionats amb

l'objectiu que alumnes, professores i professors s'hi atansin i, d'alguna manera, hi

participin.

He arribat a la conclusi que el progrs en cincia i en filosofia s fruit d'un gran esfor

intel.lectual que noms s possible en un clima especial que tamb es pot aconseguir en

els nostres instituts, perqu aquest ambient de recerca surt d'uns trets que tenen les noies i

els nois de les nostres aules, com sn: curiositat per conixer fets nous, inquietud per

entendre'ls, anhel d'aventura, esperit crtic, desig de discutir les idees que no siguin clares.

I nosaltres, com a ensenyants, tenim la possibilitat de fomentar aquest esperit de recerca

entre el nostre alumnat.

Finalment, aquest treball podria servir tamb a tothom que estigus interessat en els

debats que avui dia mantenen fsics i filsofs, com ara les preguntes que planteja el model

estndard sobre els ltims constituents de la matria i la proposta de la interpretaci dels

mltiples mons en la mecnica quntica.

INTRODUCCIVolent millorar la motivaci dels nostres alumnes per matries abstractes com la Fsica i la

Filosofia, he realitzat aquesta recerca amb l'objectiu de trobar materials i estratgies que

ajudin els professors i els estudiants a entendre millor la imatge del mn que ofereix la

Fsica actual i a fer-ne una reflexi crtica.

Aquesta investigaci va sorgir del desig de comprendre i ajudar a comprendre com es fa la

fsica, de l'anhel d'anar ms enll del conjunt de resultats establerts i sistematitzats que s

el que tradicionalment presenten els llibres de text Cal dir, no obstant aix, que aquests

ho fan aix perqu la seva funci bsica s presentar amb claredat els continguts

fonamentals, per cada dia ofereixen ms recursos didctics per motivar l' alumnat.

Desitjava aprofundir, sota una perspectiva filosfica, en l'aventura que constitueix el

desenvolupament de la Fsica. Volia mostrar com la recerca cientfica apareix per resoldre

problemes, sovint problemes conceptuals, de quina manera fa hiptesis per donar soluci

a aquests problemes i desprs intenta verificar-les o refutar-les. Quan la hiptesi s

verificada llavors constitueix un xit, sovint, per, aviat aquesta hiptesi genera un altre

12

problema que tamb s'ha de resoldre. I aquesta s la manera com va avanant el

coneixement hum. Volia que noies i nois captessin el carcter aventurer que tamb

presenten la Fsica i la Filosofia, perqu pensava que aix els podia motivar cap a aquestes

assignatures .

De vegades sn els filsofs els que veuen els problemes que presenta la cincia, els que

s'adonen dels seus punts febles, que poden aparixer com a paradoxes intellectualment

escandaloses. De vegades, els cientfics, per crear les seves hiptesis, busquen idees per tot

arreu i poden trobar-les en el camp del que, convencionalment, es diu Filosofia. D'altres

vegades, la influncia s ms subtil, per innegable, perqu el contacte amb uns

determinats filsofs pot haver deixat psit en l'inconscient dels cientfics. El mateix

Einstein deia que llegia Hume i Mach. Heisenberg usava nocions que recorden a Aristtil.

Per aquesta connexi entre Fsica i Filosofia no s percebuda pel nostre alumnat, que les

veuen com dues matries totalment diferents i allunyades. Per aix volia fer que

s'adonessin d'aquest lligam.

El meu treball ha partit de la convicci que la filosofia i la cincia han sorgit de l'afany

d'entendre el mn que sempre ha tingut l'sser hum, un afany universal i etern, previ a

l'especialitzaci actual. Per satisfer aquest desig, les persones hem utilitzat totes les nostres

possibilitats, tant la capacitat especulativa de la que bsicament sorgeix la Filosofia, com

la capacitat observadora de la que bsicament surten les cincies empriques.

La cincia ha tingut molts entrebancs per sempre ha perdurat a travs del temps; aix ha

estat possible grcies al fet que l'anhel de conixer no s'ha apagat mai i ha estat, per a

moltes persones, un deler obsessiu. El progrs cientfic no ha estat lineal ni continu; la

cincia ha donat moltes voltes i tamb ha reculat moltes vegades. Sovint els cientfics han

patit a conseqncia de les seves idees, perqu han estat ignorats, marginats, menyspreats

o atacats. Seria bo que el nostres alumnes valoressin els esforos d'aquests investigadors; i

aquest s un objectiu que es pot aconseguir fent que ells s'engresquin a fer recerca pel seu

compte. s que el mateix esperit de recerca que mou els investigadors el poden sentir les

noies i els nois dels nostres instituts. Ells poden veure problemes, buscar solucions, portar-

les a classe, discutir-les, arribar a conclusions sempre provisionals , fer-ne informes. En

definitiva, el nostre alumnat tamb pot participar de l'esperit de recerca que anima la

13

cincia i la fa progressar.

De tot aix ha sorgit aquest treball que, com veieu, era en principi molt ambicis en els

seus objectius i molt ampli en els seus continguts.

MARC TERICEn primer lloc, quan vaig comenar a pensar en el que volia fer, em vaig inspirar en el

treball que porta per ttol Un enfocament interactiu de la historia de la fsica realitzat per Marta

Prez i Lpez i supervisat pel Dr. Albert Bramon; fou confeccionat durant el curs 2006/07

grcies a una llicncia retribuda de modalitat B3; presenta un material didctic interactiu

que desenvolupa els continguts ms significatius de la historia contextualitzada de la

Fsica i de les seves aplicacions tecnolgiques; i tamb ofereix , en el seu conjunt, una visi

ms humanista que aquella a qu estem acostumats. Quan vaig conixer el treball de

Marta Prez de seguida em va semblar molt interessant, perqu era rigors i motivador a

la vegada.

En segon lloc, el treball de divulgaci realitzat pel CERN ha estat tamb un marc de

referncia a lhora de comunicar les descobertes que anava fent. He conegut la tasca del

CERN a travs del seu web, de les exposicions de Ginebra i de les jornades de difusi a la

UB i a la UAB; en tots aquests llocs he admirat la manera senzilla i clara com sofereix als

joves i al pblic en general les ltimes descobertes cientfiques.

En tercer lloc, el web presentat per lInstituto de Astrofsica de Canarias lany 2005, amb

motiu del centenari de la publicaci del fams article dEinstein, s un altre exemple

modlic de com presentar als estudiants de lEnsenyament Secundari una teoria cientfica

tan complicada com s la teoria de la relativitat. Malgrat la dificultat del tema, el material

didctic que shi presenta resulta clar i suggeridor.

Finalment, lltima part daquest treball, la part dedicada a la mecnica quntica, ha estat

realitzada dins del marc del treball de recerca del programa de doctorat en filosofia de la

fsica que he estat realitzant al Departament de Filosofia de la UAB durant els cursos

2007/08 i 2008/09. En aquest camp, el marc en qu he treballat s el dels autors en llengua

anglesa que, des dels estudis de la fsica i/o de la filosofia, estan investigant els problemes

de la fonamentaci de la teoria quntica en general i, de manera especial, el problema de la

14

mesura. Els primers mesos de lany 2009 em vaig centrar ms en les propostes

everettianes, que van sorgir per solucionar aquest problema, concretament em vaig

dedicar a la interpretaci dels mltiples mons. Aquesta interpretaci, que en principi

resulta sorprenent, s cada vegada ms acceptada per fsics i filsofs; aix a Oxford i en

alguns departaments universitaris americans sest convertint en una concepci molt

popular. El tema que ms he investigat s la proposta que ofereixen D.Deutsch i

D.Wallace per solventar el greu problema que t la interpretaci dels mltiples mons a

lhora dexplicar ls del concepte de probabilitat; aquest problema es pot resumir en una

pregunta bsica: la mecnica quntica s probabilstica, com es pot fer aix compatible

amb el determinisme de la interpretaci everettiana?

Un altre problema que t la interpretaci dels mltiples mons s la dificultat que presenta

per al nostre sentit com el fet dacceptar la seva metafsica inslita, segons la qual el mn

real es ramifica en diversos mons, que tamb sn reals. D.Deutsch espera, daqu uns

anys, poder fer aportacions al tema en el camp de la computaci quntica.

Daltra banda, la idea dels mltiples mons la trobem tamb en la filosofa del segle XX,

concretament en D.Lewis, en cosmlegs actuals com M.Tegmark i en fsics terics que

estan en actiu, com M.Kaku.

El treball de totes aquestes persones constitueix una mostra de com fsica i filosofia estan,

avui, ntimament unides. Delimitar els problemes, pensar solucions que siguin coherents

amb la resta de coneixements acceptats com a vlids i contrastar aquestes solucions amb la

realitat emprica s el cam que cientfics i filsofs segueixen per avanar. s tamb una

estratgia til per ensenyar a les noies i els nois de les nostres aules a afrontar tots els

problemes, tant els cientfics com els quotidians. I, evidentment , una bona manera de

treballar a laula. s, en definitiva, aquesta la idea general sota la qual est realitzat aquest

treball.

MTODEObjectiu: Explorar com aconseguir que els alumnes de lEnsenyament Secundari

reflexionin sobre temes que pertanyen, a la vegada, al camp de la Fsica i la Filosofia.

Participants: Mhe reunit peridicament amb tres investigadors de filosofia de la fsica i he

15

entrevistat dos investigadors fsics. Els primers sn del Departament de Filosofia de la

UAB i els segons de la Facultat de Cincies de la UAB. Uns i altres mhan perms conixer

xits i problemes de la fsica actual.

Instruments:

1)Anlisi de material audiovisual:

El material que he trobat s interessant per nhe trobat poc que fos actual

2)Anlisi del material del web:

Les pgines que ms he utilitzat sn la del CERN i la de lInstituto de Astrofsica de

Canarias, que mhan perms conixer un bon estil de fer divulgaci cientfica.

He consultat tamb la Stanford Encyclopedia of Philosophy per introduir-me en el treball

dels filsofs actuals.

3)Anlisi de textos:

He utilitzat llibres de divulgaci cientfica que sn actuals, clars i engrescadors, com els de

M.Kaku , S. Hawking i J.Gribbin. Nhe utilitzat daltres que sn ms antics per tamb

sn clars i motivadors, com els de G. Gamow, C.Sagan i I.Assimov.

He usat llibres de filosofia de la quntica, que m'han introdut als problemes conceptuals

que presenta aquesta teoria, per que he hagut d'estudiar a poc a poc, per la seva

complexitat.

He llegit tamb articles de revistes relacionats amb la temtica que investigava. Duna

banda, he llegit articles ms generals de Fsica i Cosmologia en Investigacin y ciencia i , de

laltra, he llegit articles ms especfics de filosofia de la quntica en revistes de recerca,

especialment en Studies in History and Philosophy of Modern Physics i British Journal for the

Philosophy of Science; daquests articles nhe hagut de deixar molts al marge per la seva

dificultat.

4)Reunions :

Els dubtes i les idees suggerides per la lectura dels textos els he comentat peridicament

amb tres filsofs de la fsica que mexplicaven qu en pensaven i em donaven noves idees

i nou material que em pogus ajudar en la meva recerca.

5)Entrevistes:

He mantingut entrevistes amb dos fsics, que mhan aclarit molts dubtes.

16

6)Visites:

Els museus de la ciencia i les exposicions de divulgaci cientfica han estat una font

contnua dinspiraci sobre com portar a laula la reflexi filosfica sobre la fsica.

Procediments:

Del material que he consultat, de les conferncies a qu he assistit, de les visites que he

realitzat i de les reunions i entrevistes que he mantingut, sempre he pres apunts que,

posteriorment, he completat i elaborat.

En elaborar aquestes notes he reflexionat sobre elles i aix mha perms decidir si

contenien idees que podien ser interessants per als meus alumnes. Si era aix, llavors

buscava la manera darribar a ells: o buscant un text, o confeccionant-ne un o pensant una

activitat de recerca o de reflexi.

Respecte al procediment que seguem en les reunions, en primer lloc, linvestigador amb

ms experincia buscava un article que proposava als altres; aquests el llegem

individualment i apuntvem els dubtes que se'ns plantejaven; en segon lloc, a la reuni

anvem passant pgina per pgina larticle objecte destudi i cadasc exposava els punts

foscos i/o les critiques que veia i els altres explicaven qu en pensaven. Finalment es

decidia un altre article per llegir per al proper dia, procurant que aquest nou article dons

llum als problemas que presentava lanterior.

Desprs dhaver acotat el tema de qu volia tractar, vaig redactar les idees que havia

descobert a travs de les lectures, la reflexi personal i els dilegs, i vaig passar lescrit als

meus companys, que en van fer la crtica. Vaig revisar el meu escrit segons els seus

suggeriments. Formen part daquest escrit els apartats que, en el treball que ara presento,

estan dedicats a lorigen i als problemas de la interpretaci dels mltiples mons.

Respecte al procediment per preparar les entrevistes, en primer lloc, identificava

clarament tot all que volia saber i manotava, de forma molt simple, les preguntes clau.

Durant lentrevista apuntava molt poc, noms alguna paraula essencial. En acabar, de

seguida, quan podia, escrivia el que ms mhavia interessat de tot el que mhavia dit el

cientfic entrevistat.

Aquests han estat els procediments que he seguit perqu sn aquells que, dins de les

17

meves possibilitats, mhan perms aprofitar millor els recursos de qu he disposat durant

el curs 2008/09. El lema era sempre anotar tot all que, venint duna font o altra, fos

interessant per a la meva recerca. Posteriorment ho pensava i reelaborava amb l'objectiu

que presents algun inters per al nostre alumnat.

Desenvolupament cronolgic de la investigaci

La meva recerca, que ha estat bsicament de tipus exploratori, s'ha desenvolupat

cronolgicament de la forma segent.

Juliol 2008-setembre 2008

Al juliol vaig visitar Milet, Efes i Samos, llocs on van viure alguns dels que considerem els

primers filsofs d'Occident. El fet de passejar entre les runes dels edificis, dels carrers i de

les places on ells havien estat enraonant, el fet de contemplar un paisatge molt semblant al

que ells havien contemplat que, per cert, com tamb s mediterrani, s calcat al nostre,

el fet de navegar sota un sol radiant pel seu mar tranquil d'un color blau intens i,

especialment, les converses amb l'amiga filsofa que m'acompanyava em van refermar en

el meu objectiu inicial d'explorar com avui dia nosaltres responem a les mateixes

preguntes que es feien aquells filsofs.Quan ens protegem del sol abrasador del migdia

sota un porxo de pedra o sota una vella carrasca de Milet i ens imaginvem Tales i

Anaximandre parlant all mateix de qu era l'arkh d'on tot havia sortit, tamb ens venia

a la ment la imatge dels nostres alumnes fent-nos preguntes tan delicades com qu hi

havia abans del Big Bang. La curiositat s la mateixa ara que fa 2600 anys. Per les

respostes no sn les mateixes. Hi han hagut un munt d'intents de respondre a les velles

preguntes de sempre. Unes respostes s'han acumulat sobre les altres. I el resultat de qu

ara disposem s summament complex. No obstant aix, voldria, sense ser especialista,

arribar-hi i ajudar a fer que els meus alumnes tamb hi arribessin. Voldria, amb un

llenguatge assequible, contribuir a estimular aquesta sana curiositat natural, de la qual van

sorgir la filosofia i la cincia.

I, en arribar, em vaig posar a explorar la filosofia de la fsica de segle XX, especialment el

treball de K. R. Popper, que sovint respon a les mateixes inquietuds dels filsofs

presocrtics, per des de la perspectiva de la cincia actual.

18

Setembre 2008-desembre 2008

Al setembre vaig comenar a fer recerca al web, on vaig descobrir treballs molt didctics

com el del CERN i el del Instituto de Astrofsica de Canries, recursos generals molt

complets i actualitzats com la Stanford Encyclopedia of Philosophy i revistes especialitzades

com Mind,Philosophy of Science,Compass, Synthese, Studies in History and Philosophy of

Modern Physics i British Journal for the Philosophy of Science.

D'altra banda, tamb vaig continuar fent recerca bibliogrfica, centrant-me en la filosofia

actual de la mecnica quntica, perqu aquesta s la teoria fsica fonamental que millor

explica el comportament de les partcules microscpiques que constitueixen el mn. Els

autors que ms idees em van revelar foren R.I.I. Hugues i D. Z.Albert. El primer va

escriure un manual de filosofia de la quntica que s completssim, perqu tracta de forma

exhaustiva gaireb tots els problemes que t plantejats aquesta teoria i les diverses

solucions que se'ls van donar durant el segle XX. El segon, en canvi, es dedica a menys

temes, planteja problemes com el de la superposici i el de la mesura, per els tracta amb

ms extensi.

Durant aquest perode tamb vaig assistir al VIII Congrs Internacional d'Ontologia

celebrat a Barcelona i a diverses activitats de la Setmana de la Cincia, entre elles les

destinades a donar a conixer la recerca que s'est realitzant en el CERN. Tamb vaig fer

un viatge a Sussa; vaig anar a Ginebra a visitar el CERN i a Berna a visitar la casa museu

d'Einstein. Les dues visites em van semblar molt adequades per al nostre alumnat. Cal

tenir en compte que si, al CERN, es vol assistir a sessions en castell i es vol gaudir d'una

visita guiada s'ha de demanar amb molts dies d'antelaci a travs del web. De totes

formes, l'exposici permanent tamb s molt interessant. D'altra banda, el pis on va viure

Einstein s molt senzill; t unes il.lustracions i uns textos molt didctics.(Per l'idioma en

qu estan escrits penso que pot ser una dificultat per alguns estudiants).

Gener 2009-maig 2009

Durant aquest perode vaig continuar la recerca bibliogrfica, llegint llibres i articles i

seleccionant fragments i em vaig entrevistar amb una professora de l'IFAEde la UAB

per tractar del Model Estandrd i amb un professor del Departament de Fsica Terica

19

tamb de la UAB per tractar de mecnica quntica. Tamb vaig participar, habitualment

amb una freqncia quinzenal, en sessions de treball d'un grup de discussi amb filsofs

de la cincia del departament de Filosofia de la UAB sobre el problema de la probabilitat

en la interpretaci quntica dels mltiples mons.

Vaig fer un viatge a Anglaterra, a Londres vaig visitar el Museu de la Cincia, que s

amplssim i est dissenyat per divulgar la cincia en general als xiquets i als adolescents i

a Oxford vaig visitar el museu de la cincia, que s molt ms petit per t una secci molt

elaborada que est dedicada als aparells d'observaci astronmica a travs de la histria.

Tamb vaig assistir al curs Anlisi de 10 textos clssics i contemporanis que va

organitzar el Grup de Filosofia de l'IEC (Institut d'Estudis Catalans); s'hi van tractar temes

de metafsica i filosofia de la cincia, que estaven relacionats amb l'objecte de la meva

recerca.

Finalment, vaig comenar a redactar les principals idees que havia descobert i a lligar el

material que havia seleccionat sobre Fsica i Filosofia.

Juny 2009-setembre 2009

Durant aquest perode vaig visitar una exposici dedicada a Galileu en el Palazzo Strozzi

de la ciutat de Florncia i, sobretot, em vaig dedicar a confeccionar el treball i a redactar la

memria.

RESULTATSLa idea principal que resumeix els descobriments realitzats durant aquest perode

dinvestigaci s que existeixen recursos que poden motivar els nostres alumnes cap a la

recerca de coneixements i cap a la reflexi crtica sobre ells. Sn recursos que apel.len a la

curiositat natural dels joves, al seu gust per laventura i la recerca, a la seva imaginaci per

crear hiptesis, a la seva capacitat per raonar conseqncies de les hiptesis i al desig per

discutir-ho, per criticar-ho, tot especialment tot el que prov de l'autoritat establerta.

Materials presentats

Els recursos que presento sn, bsicament, textos que he triat o he confeccionat per

linters que, crec, t el tema que tracten i /o per la seva repercussi. Els textos sn de

20

diferent dificultat i es poden treballar individualment o en grup, a casa o a laula. Molts

textos contenen qestions i activitats de recerca. Algunes de les qestions i de les activitats

de recerca tenen una soluci proposada; sn les que porten un asterisc *. La soluci

suggerida generalment es troba a la pgina segent.

Un objectiu essencial de leducaci s aconseguir que lalumne comprengui la informaci

escrita, que s la manera habitual de transmetre coneixements. Mes comprendre un text

requereix esfor, especialment un text cientfic. Les qestions estn posades per ajudar

lalumne a comprendrel, ja que sn una manera senzilla dorientar la seva atenci per fer,

en primer lloc, que es fixi en unes idees clau i, en segon lloc, que clarifiqui els seus

pensaments en buscar les paraules adequades per respondre.

Hi ha, bsicament, dos tipus de qestions. Les del primer tipus estan plantejades perqu

lalumne entengui el que diu el text i les del segon tipus estan plantejades perqu lalumne

vagi ms enll del text. A la seva vegada, les del primer tipus poden complir tres funcions:

i)Identificar: sn preguntes en qu els alumnes han de trobar algunes idees que es troben

explcitament en el text.

ii)Relacionar: sn preguntes en qu els alumnes han de connectar dues o ms idees que en

el text es troben separades.

iii)Sintetitzar: sn preguntes en qu els alumnes han de seleccionar i resumir idees que es

troben en el text, tant de forma implcita com explcita.

Daltra banda, les qestions del segon tipus, les que van ms enll del text, requereixen

que els alumnes reflexionin perqu activin coneixements previs o perqu apliquin el que

diu el text a una situaci diferent.

Els textos en angls estan posats perqu els alumnes apliquin els coneixements que

adquireixen a la clase de llengua anglesa, perqu vagint assumint que la llengua cientfica

internacional s langls, perqu sacostumen a llegir informaci cientfica en aquesta

llengua i, si s posible, hi expressen les seves prpies idees, encara que sigui duna forma

senzilla. Cal que es preparin per a etapes superiors dels seus estudis en qu necessitaran

un cert domini de la llengua anglesa.

Tamb hi ha proposades unes activitats de recerca i de reflexi. Sen poden fer moltes ms

21

a partir dels textos. La idea s aprofitar i alimentar el desig de pensar solucions als

problemes i de buscar informaci que senten molts joves, perqu aquesta avidesa per

trobar noves idees s la llavor de lesperit de recerca, don neix el progrs hum.

Tamb hi ha uns senzills experiments que es poden fer a laula per mostrar qu s la fora

gravitatria si lespai s flexible com una malla elstica i per mostrar com es forma un forat

negre.

Finalment, seria interessant que totes les activitats, s a dir, els textos, les respostes a les

qestions, la reflexi i la recerca es posessin en com i ajudessin a crear un ambient de

debat com si es tracts dun grup de discussi entre investigadors adults. Si la classe s

un grup massa nombrs perqu tots els alumnes puguin parlar es pot fer el debat en grups

ms reduts. Ells aprendran, sho passaran b i sestaran preparant per a un futur en qu el

treball en equip i el dileg sn cada vegada ms necessaris.

Proposta general dutilitzaci dels materials a laula

La 1 part del meu treball, dedicada a lUnivers, cont, a la seva vegada, dues parts, una

part introductria que s de carcter histric i una altra que presenta la imatge del cosmos

que ens ofereix la cincia actual. En lnies generals, la part histrica, que tracta de diferents

visions del cosmos que hi ha hagut en el passat, es pot usar en la matria de Cincies per al

mn contemporani i en les de Filosofia de Batxillerat, aix com en activitats dampliaci a

Cincies Naturals de lESO. La part de la imatge actual de l'Univers es pot usar a Cincies

per al mn contemporani i a Cincies Naturals de lESO, tenint en compte que hi ha textos

molt assequibles, per nhi ha de ms complexos.

La 2part , la dedicada a la teoria de la relativitat, es pot usar com a activitat dampliaci a

Cincies per al mn contemporani, es correspon al programa de Fsica de Batxillerat i

tamb t textos que poden ser motiu de reflexi a classe de Filosofia.

Per acabar, la 3part, dedicada a la mecnica quntica, s la ms complexa; es poden usar

els seus textos com a activitats dampliaci en les assignatures de Cincies per al mn

contemporani, Filosofia i Fsica. No obstant aix, hi ha una activitat que s molt senzilla ,

la de les qestions per pensar i dialogar sobre la identitat personal; es pot realitzar a tots

els nivells de lEnsenyament Secundari.

22

La totalitat del treball, especialmente, per, lltima part, est dirigida tamb a totes

aquelles persones que estiguin interessades a conixer les implicacions filosfiques de la

Fsica actual.

DISCUSSI DELS RESULTATSTota la recerca ha resultat molt gratificant perqu m'ha perms anar descobrint

contnuament diferents aportacions que s'han fet i actualment s'estan fent en el camp

interdisciplinar de la Fsica i la Filosofia. En conseqncia, un objectiu d'aquest treball ha

estat transmetre a la comunitat educativa una mostra d'aquesta cooperaci.

Tamb penso que en posteriors investigacions s'hauria de continuar en aquesta lnia,

buscant ms recursos didctics per motivar l'alumnat, com poden ser recursos intermdia.

23

PROPOSTA D'UTILITZACI DELS MATERIALS

1PART:L'UNIVERS

1. L'home sempre ha

intentat comprendre

l'Univers

Cincies per al mn contemporani 1r Batxillerat

2. La modstia que genera la

cosmologia

Cincies per al mn contemporani 1r Batxillerat

3. Explicacions tradicionals

sobre l'origen de l'Univers

Cincies per al mn contemporani 1r Batxillerat (L'Univers)

Cincies de la Naturalesa 1r ESO (L'Univers)Filosofia i ciutadania 1r Batxillerat (Saber mtic)

4.1 PlatH de la Filosofia 2n Batxillerat

(Plat)

4.2 Aristtil

H de la Filosofia 2n Batxillerat

(Aristtil)

Filosofia i ciutadania

1r Batxillerat (Saber cientfic)Cincies per al mn

contemporani 1r Batxillerat

(L'Univers)

4.3 Els alexandrins

H de la Filosofia (Cincia

antiga)

Cincies del mn contemporani

(L'Univers)4.4 Ptolomeu H de la Filosofia (Cincia

24

medieval)Cincies del mn contemporani

(L'Univers)

Fsica i Qumica 4t ESO (L'Univers)

4.5.1.1 Precedent platnic de

la hiptesi copernicana

H de la Filosofia (Plat;

Revoluci cientfica)

4.5.1.2 El model copernic

H de la Filosofia (Revoluci

cientfica)Cincies per al mn


(L'Univers)

Fsica i Qumica 4tESO (L'Univers)

Fsica 2n Batxillerat

4.5.2 Giordano Bruno

H de la Filosofia (Revoluci

cientfica)Cincies per al mn


(L'Univers)

4.5.3 Galileu

Hde la Filosofia 2n Batxillerat

(Revoluci cientfica)Cincies per al mn


(L'Univers)

Fsica i Qumica (L'Univers)

Fsica 1r Batxillerat (Cinemtica)

4.5.4 La decadncia del

model geocntric




25

(L'Univers)4.5.5 Llenguatge geocntric H de la Filosofia 2n Batxillerat



(L'Univers)

4.5.6 La cautela de DescartesH de la Filosofia 2n Batxillerat

(Descartes)

4.5.7 La fora d'un prejudici

clssic




(L'Univers)

4.5.8 La descoberta de la 2

llei de Kepler

Cincies per al mn


(L'Univers)

Fsica i Qumica 4t ESO

(L'Univers)

Fsica 2n Batxillerat (Interacci gravitatria)

4.5.9.1 La fora gravitatria

Cincies per al mn


(L'Univers)


(L'Univers)

Fsica 2n Batxillerat (Interacci gravitatria)

4.5.9.2 Paradoxes de la teoria

newtoniana de l'Univers

Cincies per al mn


(L'Univers)


1r Batxillerat (Les paradoxes)

26

4.6 Kant i la infinitud de

l'Univers

Cincies per al mn


(L'Univers)


(Kant)

4.7 El problema del

determinisme


1r Batxillerat

(El determinisme a

Metafsica)

5.1 Com ens ho fem avui en

dia per veure l'Univers?

Cincies per al mn


(L'Univers)

Cincies de la Naturalesa

1r ESO (L'Univers)


(L'Univers)

5.2 El satl.lit WMAP

Cincies per al mn


(L'Univers)Cincies de la Naturalesa

1r ESO (L'Univers)


(L'Univers)

5.3 Matria fosca i energia

fosca

Cincies per al mn


(L'Univers)


1r ESO (L'Univers)


(L'Univers)5.4 Les estrelles Cincies de la Naturalesa

27

1r ESO (L'Univers)Cincies per al mn


(L'Univers)


(L'Univers)

5.5 Experiment que mostra

qu s la gravetat amb un

objecte sobre una planxa de

goma.

Cincies per al mn


(L'Univers)


1r ESO (L'Univers)


(L'Univers)

5.6 I si l'objecte s molt

dens...

Cincies per al mn


(L'Univers)


1r ESO (L'Univers)


(L'Univers)

5.7 La teoria del Big Bang

Cincies per al mn


(L'Univers)


1r ESO (ampliaci)


(L'Univers)5.8 Reflexi: la naturalesa

de les teories cientfiques

Cincies per al mn


(Comprensi cientfica)


28

1r Batxillerat (Saber cientfic)

5.9 La inflaci de l'Univers

Cincies per al mn


(L'Univers)


1r ESO (L'Univers)


(L'Univers)

5.10 El multivers

Cincies per al mn


(l'Univers)


(L'Univers)

5.11 La teoria M

Cincies per al mn


(-ampliaci- L'Univers)

5.12 El final de l'Univers

Cincies per al mn


(L'Univers)


(L'Univers)

5.13 La desitjada teoria que

explique tot l'Univers

Cincies per al mn


(Comprensi cientfica)Filosofia i ciutadania

1r Batxillerat (Saber cientfic)

5.14 El model estndard




( Partcules elementals ) 5.15 Investiga pel teu Cincies per al mn

29

compte


(L'Univers)


1r ESO (L'Univers)

2 PART:LA TEORIA DE LA RELATIVITAT

1.Teoria de la relativitat

especial

Fsica 1r Batxillerat

(Cinemtica)


(Cinemtica)Cincies per al mn



1.6 Paradoxa dels bessonsFsica 2n BatxilleratLlengua anglesa

1.9 La teoria de la relativitat

i els filsofs


(Els sofistes; La filosofia

contempornia)Llengua anglesa

2.Teoria de la relativitat

general

Cincies per al mn


(-ampliaci- L'Univers)2.5 La paradoxa de l'avi i el

principi de la causalitat


(Hume)

3.La popularitat d'Einstein

Cincies per al mn



Filosofia i ciutadania 1r

Batxillerat (-ampliaci- Saber

cientfic)

3 PART:LA MECNICA QUNTICA

1. Teoria quntica de la

llum

Fsica 1r Batxillerat

(-ampliaci- La llum)

Fsica 2n Batxillerat (La llum)

30

Llengua anglesa

2. El model quntic tamb

es pot aplicar a la matria

Fsica 2n Batxillerat (Teories sobre la matria; Mecnica quntica)Cincies per al mn


(-ampliaci- L'Univers)Llengua anglesa

3. Principis de la mecnica

quntica

Fsica 2n Batxillerat (Mecnica quntica)

4. La interpretaci

subjectivista de la mecnica

quntica.


1r Batxillerat (-ampliaci-

Metafsica)

5. La difcil interpretaci de

la mecnica quntica



Fsica 2n Batxillerat (-ampliaci- Mecnica quntica)Filosofia i ciutadania


Metafsica)

6. Les interpretacions

everettianes

Fsica 2n Batxillerat (-ampliaci- Mecnica quntica)



MetafsicaCincies per al mn


(-ampliaci- L'Univers)7. La interpretaci dels

mltiples mons



Metafsica)

31

Cincies per al mn


(-ampliaci- L'Univers)7.4 Els mltiples mons no

sn noms una fantasia: la

teoria cosmolgica dels

universos paral.lels

Cincies per al mn


(L'Univers)

8. L'article EPR

Cincies per al mn


(-ampliaci- Tecnologia de la

informaci)

Fsica 2n Batxillerat (-ampliaci-Mecnica quntica)Filosofia i ciutadania


Metafsica)

9. La proposta de Bohm

Cincies per al mn



Fsica 2n Batxillerat (-ampliaci-Mecnica quntica)

10. Mecnica quntica i

viatges al passat.

Cincies per al mn


(L'Univers)Filosofia i ciutadania

1r Batxillerat (Metafsica)

32

L'experincia ms bonica que podem tenir s la del

misteri . s l'emoci fonamental que es troba

al fons de l'autntic art i de l'autntica cincia.

Aquell que no ho sap i no pot ja fer-se preguntes,

no pot ja meravellar-se; s com si estigus mort i amb

els ulls tapats.

Albert Einstein

Com tantes vegades, una cita d'Einstein resulta perfecta per expressar els sentiments que

sent l'amant de la cincia i de l'art, activitats que, per ell, sempre sn sublims.

D'altra banda, la figura mtica d'Einstein sovint va associada a les qualitats de la infantesa i

de la joventut: la senzillesa, la claredat, la sinceritat, l'atreviment, l'agudesa...Aix, els

nostres alumnes veuen molts misteris que volen entendre, es fan preguntes que semblen

ser senzilles perqu les formulen de manera molt simple; per que, en el fons, sn molt

dures; sn les mateixes preguntes interrogants eterns que han fet nixer la cincia i

que fan que cada dia, a poc a poc, vagi progressant. Aquestes qestions sn encara moltes

de les que intenten respondre, en universitats i centres de recerca, els cientfics i filsofs

ms brillants.

A ms a ms, com diu Einstein, meravellar-se s bo; sense aquesta emoci, que fa plantejar

atrevides preguntes, no hi hauria respostes, i, per tant, no hi hauria tampoc progrs. I els

que senten ms admiraci sn els nens i els joves. Els professors ho observem a classe de

quan en quan, quan tractem un tema que aconseguim que interessi als nostres alumnes;

llavors nombroses preguntes surten espontniament, se'ns plouen damunt nostre, no

33

podem ni sabem contestar-les totes i a moltes d'elles encara ni els millors investigadors

han trobat resposta. I llavors ens adonem, meravellats, que a la l'aula tenim el mateix

ambient, respirem la mateixa atmosfera, sentim el mateix caliu que a la plaa de l'antiga

colnia grega de Milet fa, aproximadament, vint-i-set segles. Les persones seguim desitjant

conixer l'Univers, els misteris del qual ens continuen provocant perplexitat i admiraci.

Intentem conixer el cosmos amb tot el que tenim, amb totes les nostres possibilitats; aix,

en primer lloc, observem el mn amb els nostres sentits; el que no podem percebre

directament ho intentem descobrir amb aparells que inventem (per exemple,telescopis i

microscopis); el que no podem experimentar de cap manera ho intentem captar pensant,

amb l'ajut de la nostra intel.ligncia; d'aquesta manera va nixer la filosofia, la cincia i la

tecnologia; d'aquesta manera tamb segueixen naixent cada dia noves idees filosfiques,

noves propostes cientfiques i nous invents tecnolgics.

M'agradaria que el treball que aqu presento contribus, d'alguna manera i alguna vegada,

a mantenir a les nostres aules l'admiraci, natural i espontnia, que els joves senten per

l'Univers i a fomentar la motivaci per intentar comprendre'l . Com diu l'adagi popular, la

curiositat s la mare de la cincia.

Les activitats que proposo voldria que fossin recursos que l' ensenyant utilitzs en el

moment que considers oport, com a complements de les seves classes. Hi ha textos ms

fcils i n'hi ha de ms difcils, n'hi ha que els pot usar tot el grup i n'hi ha que estan

adreats als alumnes que tenen ms motivaci o ms base de coneixements. Hi ha

activitats per fer a l'aula i n'hi ha per fer a casa. El que interessa s fomentar la curiositat ,

animar a fer treball de recerca i alimentar l'esperit creatiu; tot aix s bo per a la millora

del nivell acadmic, per al progrs de la societat i, sobretot, el que s ms important, per a

la satisfacci i el creixement personals dels nostres alumnes.

34

1 PART: L'UNIVERS

1. L'HOME SEMPRE HA INTENTAT COMPRENDRE L'UNIVERS

s aquest un tema apassionant per diversos motius. En primer lloc, respon a la curiositat

humana ms autntica, natural i genuna, ja que tothom en algun moment de la nostra

vida ens hem preguntat d'on ha sortit aquest mn en qu vivim, especialment ens ho hem

preguntat en la nostra infantesa i en la nostra adolescncia; si desprs, en fer-nos adults,

no hi hem pensat tant no s perqu hagussim trobat una resposta segura a les nostres

preguntes sin perqu ens hem conformat i acostumat a la nostra ignorncia. En segon

lloc, pensar en les possibles respostes a preguntes com l'origen de l'Univers estimula la

nostra imaginaci perqu ens fa pensar en conceptes totalment nous, completament

diferentes als que estem avesats. En tercer lloc, la visi de la immensitat del cosmos i

l'audcia i grandiositat de les propostes que s'han fet per explicar-lo genera un sentiment

d'admiraci que resta importncia a les preocupacions quotidianes que, en la perspectiva

de la vastitud de l'univers, semblen insignificants. En quart lloc, a la majoria de les

persones la tasca d'anar descobrint els misteris de l'Univers els provoca un entusiasme

especial que els produeix una gran satisfacci; potser per aix l'astronomia s una de les

branques de la cincia que t ms aficionats i el treball d'aquests ha estat i s molt til;

aix, al llarg de la histria hi han hagut i actualmente tamb hi han moltes persones que,

noms per gust personal, han passat hores i hores mirant al telescopi intentant desvelar

els misteris del cel. Ptolomeu, que sentia una gran passi pels seus estudis, va

escriure:"Quan segueixo a plaer l' atapeda multitud de les estrelles en el seu cam circular, els

meus peus deixen de tocar el terra". Contemplar i, d'alguna manera, comprendre el cel

nocturn pot resultar emocionant perqu fa oblidar el mn terrestre, amb els seus

problemes i deficincies, i fa fixar-se en el mn celestial, que sembla perfecte . Per qu

sembla perfecte? potser perqu els cossos sn brillants, i potser perqu tenen moviments

35

regulars. Per qu s emocionant? potser perqu es troben en una immensitat de la que no

sabem gaireb res i quan fem una petita descoberta ens quedem admirats, quasi esglaiats:

distncies, dimensions, temperatures, quantitats, que es troben molt lluny de les

distncies, dimensions, temperatures, quantitats humanes. A ms a ms, saber on estem

situats s des de sempre una necessitat humana; de la mateixa manera que volem saber on

estem localitzats, s a dir, en quin nombre del carrer est la nostra casa, en quin barri de la

ciutat est situat el nostre carrer, en quin pas est situada la nostra ciutat, tamb volem

saber en quin lloc de l'Univers es troba el nostre planeta.

2. LA MODSTIA QUE GENERA LA COSMOLOGIA

Si totes les cincies provoquen un sentiment d'humilitat a qui les contempla , a qui veu tot

el cam que encara tenen davant per recrrer, la cosmologia encara ho fa ms, per la

grandiositat del seu objectiu.

Sembla impossible que s'hagi aconseguit tot el que s'ha assolit. Com s'ha pogut arribar a

conixer tot el que ara se sap? Pel treball de milers d'hores d'observaci del cel que han fet

milers de persones de tots els temps, pel valor de moltes persones de tot arreu que s'han

atrevit a pensar, elaborar i comunicar audaces hiptesis que, moltes vegades, han estat

incompreses, criticades, atacades, ridiculitzades, refutades i, alguna vegada, han tingut

xit i han obtingut reconeixement pblic. Com es podr arribar a conixer el que ara ens

agradaria saber? Per l'esfor que nombroses persones estan fent i continuaran fent en un

futur, pels fruits que donar aquesta meravellosa cadena humana que construeix la

cincia .

Aquesta visi de la petitesa del treball individual, de l'aportaci d'una sola persona,

davant de la tasca ingent que t la cosmologia ja la va mostrar, al segle I, Sneca, que

escrigu:

"Arribar una poca en qu una recerca diligent i prolongada treur a la llum coses que avui estan

amagades. La vida d'una sola persona, encara que estigus tota ella dedicada al cel, seria insuficient

per investigar una matria tan vasta... Per tant, aquest coneixement noms es podr desenvolupar

36

al llarg d'edats successives. Arribar una poca en qu els nostres descendents se sorprendran del

fet que ignorssem coses que per ells sn tan clares... Moltes sn les descobertes reservades per a les

poques futures, quan s'hagi esborrat el record que nosaltres deixarem. El nostre univers seria una

cosa molt limitada si no ofers a cada poca alguna cosa per investigar... La naturalesa no revela els

seus misteris d'una vegada per sempre".

Qestions naturals, llibre 7 (citat per C. Sagan a la introducci de Cosmos)

3. EXPLICACIONS TRADICIONALS SOBRE L'ORIGEN DE L'UNIVERS

Segons Michio Kaku (2008) la cosmologia s l'estudi de l'univers com un tot, incloent el

seu naixement i potser el seu final. s tan vella com la cultura humana, per, segons

Manuel Sanrom (2007) noms fa un centenar d'anys que s una disciplina cientfica, des

que Einstein, al 1917, va establir la teoria general de la relativitat.

Sn mtiques les primeres respostes que trobem en la cultura humana a la pregunta D'on

va sorgir l'univers?Si mirem les grans mitologies tradicionals en veiem dos tipus:

La 1, basada en un moment nic en qu Du cre l'univers, i la 2, basada en la idea que

l'Univers sempre va existir i sempre existir.

3.1 LA CREACI DE L'UNIVERS

Segons la 1 tradici, l'univers va iniciar la seva existncia amb una creaci a partir del no

res. En sn exemples els mites segents:

3.1.1 El Gnesi

La visi que ms coneixem, perqu vivim i formem part de la cultura cristiana, s la del

37

Gnesi, de l'Antic Testament de la Bblia. Aquest text sagrat comena aix:

Al principi, Du cre el cel i la terra. La terra era catica i desolada, les tenebres cobrien l'oce i

l'esperit de Du batia les ales sobre l'aigua.

Du digu:"Que hi hagi llum". I hi hagu llum. Du vei que la llum era bona, i separ la llum de

les tenebres. Du anomen la llum dia, i les tenebres, nit. Hi hagu un vespre i un mat i fou el dia

primer.

Du digu:"Que hi hagi un firmament entremig de les aiges, per separar unes aiges de les

altres". I fou aix. Du va fer,doncs, el firmament, que separa l'aigua de sota el firmament i la de

dalt del firmament, i Du vei que estava b. Du anomen el firmament cel. Hi hagu un vespre i

un mat i fou el dia segon.

Du digu:"Que les aiges de sota el cel s'apleguin en un sol indret i que aparegui el continent". I

fou aix. Du anomen el continent terra, i les aiges reunides, mars. I Du vei que estava b.

Du digu: "Que la terra produeixi vegetaci: herba que doni llavors i arbres fruiters de tota mena,

que facin fruit i llavor a la terra". I fou aix. La terra produ la vegetaci: herba que dna llavor de

tota mena, i arbres de tota mena que fan fruit i llavor. I Du vei que estava b. Hi hagu un vespre

i un mat, i fou el dia tercer.

I Du digu:"Que hi hagi llums al firmament del cel per a separar el dia i la nit, que assenyalin les

festivitats, els dies i els anys, i des del firmament del cel il.luminin la terra". I fou aix.

Du va fer, doncs, els dos grans focus de llum: un de ms gran, que fos sobir del dia ,un de ms

petit, que fos sobir de la nit, i les estrelles. Du els col.loc al firmament del cel perqu

il.luminessin la terra, perqu fossin sobirans del dia i de la nit, i separessin la llum i les tenebres. I

Du vei que estava b. Hi hagu un vespre i un mat, i fou el dia quart.

La Bblia. Versi dels monjos de Montserrat (1975).Editorial Casal i Vall

No obstant, com veiem en les primeres paraules del Gnesi all no es diu explcitament que

Du cres el cel i la terra del no-res. La idea de la creaci a partir del no-res fou introduda

pel pensador cristi Tertul.li de Cartago (155-230) i fou consolidada per un altre

pensador, Agust d'Hipona (354-430), un dels pares de l'Esglsia que ms influncia ha

exercit; la idea de la creaci de l'Univers a partir del no-res havia estat absent de totes les

cosmogonies fins aquell moment pero fou incorporada al pensament cristi en l'poca en

38

qu l'emperador Teodosi va convertir el cristianisme en la religi oficial de l'Imperi rom.

3.1.2 El gegant P'an Ku

Segons la mitologia xinesa, al principi de tot, l'Univers no era sin com una mena de

massa informe de matria catica. No hi havia ni dia ni nit, ni cel ni terra, ni aigua ni foc,

ni estrelles ni astres de cap mena. Alguns asseguraven que l'Univers era com un ou

gegant, immens, i n'hi havia que hi afegien que amb la clara i el rovell barrejats. Per, com

els ous que coneixem, aquesta gran massa primitiva en forma d'ou devia tenir una fora

germinal poderosssima. El fet s que en va nixer el primer sser vivent que hagi existit.

Era un gegant altssim i es deia P'an Ku.

Es veu que la naixena, al gegant P'an Ku, li va exigir un esfor molt gran i va quedar

cansadssim. El cas s que es va posar a dormir tranquil.lament i s'hi va passar dormint

una colla de milers d'anys. Quan P'an Ku es va despertar, es va estirar de braos i es va

sentir la mar de relaxat, amb ganes de viure i d'esmerar les seves energies fent alguna

cosa de profit.

Desprs de pensar-hi un cert temps, va considerar que la primera cosa que havia de fer era

intentar posar una mica d'ordre en aquell caos d'on havia sortit ell mateix. Va agafar una

bona destral encara que no consta d'on la va treureva donar un cop ben donat, fort i

precs, a l'ou csmic i catic i tot el que contenia en va sortir, es va escampar i es va

dispersar: els elements ms lleugers es van enlairar i van formar el cel i els que pesaven

ms van anar cap avall i van formar la terra.

Per P'an Ku tenia temor que els elements no es tornessin a ajuntar, potser per la fora del

costum ja se sap el poder que t aquesta fora, i tamb perqu,de fet, no havien quedat

gaire separats els uns dels altres. I amb les mans va empnyer el cel ben amunt, al mateix

temps que amb els peus privava que la terra tamb s'enlairs. Tenia tanta fora, el gegant,

que cada dia els separava uns deu pams ms. S'hi va passar aix, una bona colla de

centenars d'anys i es va convertir,gaireb, en una mena de columna vivent. Fins que va

arribar un punt en qu el cel i la terra ja es tobaven ben separats l'un de l'altra i no hi havia

39

por que es tornessin a ajuntar mai ms.

Aleshores P'an Ku va deixar de fer de columna de la volta del cel i, cansat i satisfet alhora,

es va tornar a ajeure per dscansar. Per els anys no passen en va: el gegant P'an Ku s'havia

fet molt vell i ja no es va despertar mai ms d'aquell segon son, que va ser el son de la

mort. I quan aquest fet luctus es va haver produt, el cos del gegant va comenar a

experimentar tot un seguit de transformacions que van originar el mn tal com el

coneixem actualment.

De la respiraci del gegant, i del seu al, van sortir el vent que desprs es va ,

diversificar, segons el punt d'on bufava i la boira, els nvols i la calitja. De la seva veu va

sortir el tro poders i esferedor, de l'ull esquerre va sortir el sol, que il.lumina i escalfa de

dia, i del dret la pl.lida lluna, que fa claror de nit. I les cames i els braos van originar les

muntanyes i les serralades i la sang va donar lloc als rius i torrents, que omplen els estanys

i que van a parar al mar. I els pls del seu cos es van transformar en els arbres del bosc, en

els arbustos i les lianes, en les canyes i els joncs que creixen vora les rieres, i en totes les

altres plantes, incloent-hi l'herba dels prats. I els parsits que tenia per tot el cos es van

convertir en les innombrables espcies d'animals, de pl i de ploma, que encara avui

poblen la terra. I els seus ossos van formar totes les pedres, els cdols, les roques i tots els

altres minerals que es troben amagats en les entranyes de la terra. I de la seva suor prov

la rosada del mat.

(text adaptat)

Els mites de l'antiga Xina

A. Jan

Tamb trobem en la histria altres mitologies que segueixen la mateixa lnia d'explicaci:

Aix, segons la mitologia grega, l'Univers va comenar en un estat de caos; segons la

mitologia egpcia, Ra, du del Sol, va sorgir d'un ou que surava i.

En canvi, segons la mitologia maia, l'Univers neix i mor desprs de 5000 anys, per

ressuscitar una vegada i una altra

40

ACTIVITAT DE RECERCA

1) Busca l'explicaci mtica que sobre l'origen del mn oferien altres cultures.

2) Busca l'explicaci de l'origen del mn que oferien les tres cultures anteriors, s a

dir, la grega , l'egpcia i la maia.

3) Busca l'explicaci mtica que sobre l'origen de la humanitat oferien diverses

cultures.

4) Compara els mites de l'origen de l'univers a diverses cultures. Compara els mites

de l'origen de la humanitat a diverses cultures: Quins caracterstiques presenten en

com? Com s'explica que trobem elements comuns entre mites de cultures que

sembla que no tenien cap contacte? Quins elements diferents tenen?

3.2 L'ETERNITAT DE L'UNIVERS: EL BUDISME

En canvi, segons la segona tradici, la del budisme i determinades formes d'hinduisme ,

l'Univers s intemporal, sense principi ni fi. Hi ha molts nivells d'existncia, per el ms alt

s el Nirvana, que s etern i s'hi pot arribar noms a base de meditaci. En el Mahapurana

hind es troba escrit: "Si Du cre el mn, on es trobava Ell abans de la creaci? [...] Has de

saber que el mn no fou creat, com el propi temps, que no t principi ni final".


Busca fragments budistes i hinduistes que es troben en la lnia anterior de

pensament.

Com veiem, les dues tradicions mitolgiques es troben en clara contradicci: o l'Univers va

tenir un principi o no el va tenir.

No obstant, segons M. Kaku, avui dia sembla que est sorgint una soluci que s una

41

sntesi entre aquestes dues mitologies oposades. Potser, especulen els cosmlegs, el Gnesi

esdev repetidament en un oce intemporal de Nirvana. En aquesta imatge, el nostre

univers pot comparar-se a una bombolla que sura en un oce molt ms gran amb noves

bombolles que estan formant-se constantment. Segons aquesta teoria, els universos, com

bombolles que es formen en l'aigua bollint, estan en creaci contnua i es queden surant.El

nostre univers va sorgir d'un cataclisme, el Big Bang, que coexisteix en un oce etern

d'altres universos i s'estan produint contnuament big bangs, incls ara en aquests

moments, mentre estem llegint aquestes lnies. Fsics i astrnoms especulen sobre com

poden ser aquests mons paral.lels, quines lleis obeeixen, com naixen i com moren.

4. DIVERSES CONCEPCIONS COSMOLGIQUES A TRAVS DE

LA HISTRIA D'OCCIDENT

4.1 PLAT

En el fresc al.legric de la Filosofia L'escola d'Atenes el pintor Rafael ens presenta Plat

portant a les seves mans el llibre Timeu. En representar el filsof d'aquesta forma, Rafael

est, segons F. de P. Samaranch (1966), seguint la tradici, que ja prov de l'Acadmia

platnica, segons la qual el Timeu s el dileg ms representatiu del platonisme. s

aquest un llibre que t l'aspecte d'una enciclopdia, ja que sembla que contingui tots els

coneixements del seu autor; est escrit amb un estil feixuc, com si al seu autor li costs

expressar el que vol comunicar, que sembla que s tot el que sabia sobre cosmologia; per

ell mateix reconeix que t moltes llacunes i que en aquest tema tan fascinant noms es

poden fer conjectures.

Eugenio di Sardo (2009: p. 76) ho explica aix:

En el Timeu, Plat directament s'enfronta, amb una impressionant fora terica, als problemes de

l'univers, el seu origen I la seva naturalesa.

42

La primera pregunta que es planteja s la segent: Fou creat l'univers o ha existit sempre? Aquest

s un problema d'un carcter ms lgic que fsic, en el qual havien meditat les ments ms brillants

de la filosofia natural grega, entre elles Parmnides. Era una qesti de reconciliar dos elements

oposats: eternitat I canvi. Per Plat no hi havia dubtes. L'univers havia estat generat, perqu pot

ser vist I tocat I t un cos (Timeu, 28a). Si ha estat creat ha d'haver una causa, un pare, un

creador, que s difcil de definir. s un du ocult amb una tendncia innata cap a la bellesa I la

bondat, que indubtablement ha mirat, en crear, el model etern, el dels objectes perfectes, les idees,

I no el mn corruptible de les coses que naixen I moren. El demirg, no obstant, havent concls el

seu acte inicial, s'ha retirat I no apareix ms en l'escena del mn, que est animat per un moviment

continu I dirigit per unes lleis precises, no per l'espordica I subjectiva intervenci d'un creador.

Cada cosa va ser establerta des d'un principi perqu el demirg ni s lliure en les seves decisions, ni

ha creat la matria ni ha inventat el model. El demig s un artes que treu motlles de cera, fon

metalls I talla fusta I, al mateix temps, un magistrat que dicta lleis. Desitja que totes les coses

siguen bones I que res, en la mesura del possible, sigue trobat imperfecte. Aix transforma cada cosa

que viu en moviment, sense ordre ni llei, portant-la del desordre a l'ordre. No crea a partir del no

res, sin que opera en el context dels elements que ja existeixen en els quals imposa un ordre.

Contempla el mn de les idees per reproduir la seva imatge en el mn empric I les idees continuen

constituint una mena de paradigma original. Els elements en qu ell actua, amb la seva m

ordenadora, sn tres: les idees eternes, el mn empric generat a partir dels models I un tercer

element, difcil I obscur, en qu t lloc la generaci, la , un espai compost d'una matria

indefinible []

El demirg actua posant ordre en els elements d'acord a la forma I al nombre, s a dir, d'acord a

una precisa estructura geomtrica I matemtica. Aix, l'estudi d'aquestes cincies ens permet

penetrar en els misteris de l'univers, ja que la nostra ment raona en els mateixos termes que

reconeix en el gran llibre de la natura, escrit amb els mateixos carcters.

Lo Sardo, Eugenio (2009) Mites i estrelles en la Grcia clssica en Galileo. Florncia:

editat per Paolo Galluzzi, ps 75-82

43

QESTIONS

1) Explica amb les teves paraules com pensava Plat que havia estat l'origen de

l'univers

2) Quina diferncia hi ha entre la figura del demirg del Timeu platnic I la del Du

del Gnesi bblic?

3) Busca informaci sobre la teoria de les idees de Plat I mostra com la utilitza

l'autor en cada una de les al.lusions que en fa en aquest text

4.2 ARISTTIL

Malgrat que en l'poca de Cristfor Colom encara fos freqent trobar persones que creien

que la Terra era plana, el filsof grec Aristtil (384-322 a C) va desenvolupar un sistema

del mn en qu la Terra era esfrica i es trobava en reps en el centre de l'Univers, mentre

que el cel, amb tots els seus astres, s a dir, el sol, la lluna, els planetes i les estrelles,

giraven en cercle al seu voltant, perqu creia que el moviment circular era perfecte.

Un dels arguments pels que els grecs ja pensaven que la Terra era esfrica era el segent.

Si aquesta fos plana, un vaixell que s'atanss des de l'horitz apareixeria, en primer lloc,

com un punt i, a mesura que s'atanss, permetria que li vegssim cada vegada ms detalls,

com les veles i el casc. Per no s aix el que s'esdev. Quan un vaixell apareix a l'horitz,

el primer que veiem sn les seves veles i noms desprs podem observar el casc. El fet que

els seus pals, que es troben molt per sobre del casc, siguin la primera part del vaixell que

apareix a l'horitz mostra que la Terra s una esfera.

Aristtil va postular una diferncia fonamental entre els cossos celestes i els terrestres; els

segons estaven formats pels quatre elements que havia postulat Empdocles, s a dir,

terra, aigua, aire i foc i els primers estaven formats per ter, incorruptible i immutable.

D'altra banda, el Sol, la Lluna i els planetes estaven fixats cada un sobre la seva esfera

corresponent; i les estrelles es trobaven enganxades a l'ltima esfera, la que constitua el

44

lmit de l'Univers.

Per, qu hi havia ms enll de l'esfera estel.lar? Segons M. Sanrom (2007), Aristtil va

haver de recrrer a autntics malabarismes filosfics per explicar que, ms enll, no hi

havia res, per que aquest no-res no equivalia a un buit.


Busca qu va fer Aristtil per ser considerat un dels pilars fonamentals de la nostra

cultura i, en conseqncia, la seva concepci cosmolgica hagi tingut tanta

influncia.

4.3 ELS ALEXANDRINS

Segons C. Sagan a Cosmos, fou en Alexandria, la ciutat fundada per Alexandre el Magne

en la desembocadura del riu Nil, durant els sis cents anys que s'iniciaren el 300 a. de C. on

els ssers humans van emprendre l'aventura intel.lectual que ens ha portat a les vores de

l'espai. La meravella d'Alexandria era la biblioteca i el museu (se li va donar aquest nom

perqu era una instituci dedicada a les activitats que inspiren les Nou Muses gregues),

que foren el primer autntic centre de recerca on s'estudiava el "cosmos", paraula grega

que pressuposava l'ordre en qu es troba l'univers, com a oposada al "caos". En la

biblioteca i el mu

FÍSICA I FILOSOFIA - xtec.cat · 5.7 La teoria del Big Bang ... intel.lectual que només és...

Documents

Transcript of FÍSICA I FILOSOFIA - xtec.cat · 5.7 La teoria del Big Bang ... intel.lectual que només és...