¿Es necesario comprender ecuaciones matemáticas para entender la ciencia?

A lo largo de tu vida, seguramente has escuchado una serie de metáforas populares que buscan explicar de manera sencilla las teorías de científicos como Isaac Newton, Albert Einstein y Erwin Schrödinger, por solo nombrar algunos.

Desde que hay personas para quienes el tiempo pasa más rápido hasta que existe una suerte de materia invisible que cumple como pegamento de galaxias.

Son muchas las comparaciones que se han utilizado para explicar fenómenos identificados por especialistas. Y si bien, algunos expertos plantean que pueden ser útiles para hacer más accesibles estos contenidos, otros creen que su aporte es acotado.

Así lo planteó el astrofísico Sean Carroll, autor del libro Las ideas fundamentales del universo (Arpa Editores, 2023), quien aseguró en una reciente entrevista que para comprender realmente las teorías, es necesario entender las ecuaciones matemáticas que hay detrás.

El científico, quien también ejerce como profesor de filosofía natural en la Universidad Johns Hopkins y académico del Santa Fe Institute, aseguró que la mayoría de esas metáforas se reducen a “burdas traducciones”.

Es por eso que su libro publicado este año busca explicar las matemáticas que fundamentan ideas como el tiempo, el espacio, la gravedad y los agujeros negros.

Desde su visión, los aficionados también pueden dedicar cierto tiempo a entender estas ecuaciones, lo que no solo les aportará un mayor conocimiento, sino que también les ayudará a comprender la ciencia de forma mucho más profunda que con una comparación delimitada.

“He escrito libros sin ecuaciones, en los que uso metáforas todo el tiempo, y analogías y anécdotas, y me parece que está bien”, dijo a la BBC, pero “lo que ocurre con ellas es una forma de decir: ‘Está este asunto que quizás no entiendes, yo lo voy a comparar con algo que sí’”.

Según Carroll, aquello tiene sus complicaciones, debido a que “para la persona no siempre queda claro qué parte de la metáfora es relevante”.

A modo de ejemplo, sugirió que al escuchar frases como “el espacio se expande”, podría preguntarse: “¿Cómo así? ¿La galaxia se expande? ¿Soy yo quien se expande?”.

“Entonces, te toca responder ‘no, no me refiero a eso’”, añadió el astrofísico.

“Es complejo. En física hay muchos asuntos intrigantes, pero hay otros que parecen serlo simplemente porque no sabemos explicarlos bien”, sugirió en conversación con el citado medio.

Aquello también se presta para caer en afirmaciones “poco precisas”, explicó el científico.

Una de ellas es “esa idea de que tu reloj correría más lentamente si te acercas a la velocidad de la luz”.

“Me gusta dejar claro que hay dos cosas que son ciertas de manera simultánea. Una es que si sales disparado a la velocidad de la luz y regresas, habrás experimentado menos tiempo que yo, pero a lo largo del camino tu reloj seguirá avanzando igual, un tic por segundo. Seguirá todo completamente normal. Ese tipo de cosas complejas son las que debes procesar en tu mente, y creo que las ecuaciones ayudan a entenderlas mejor”, enfatizó.

Carroll destacó que desde los descubrimientos de Isaac Newton han surgido teorías físicas que se han caracterizado por su rigurosidad y exactitud.

“Antes de eso solo conocíamos tendencias, pero no era algo cuantitativo, así que no podíamos hacer predicciones. Por esa misma razón no podíamos llevar cohetes a la Luna”, detalló.

En cambio, dijo que “con la física moderna podemos hacer predicciones cuantitativas, pero al mismo tiempo nos pone frente a situaciones que no son evidentes en la vida cotidiana”, tales como “la mecánica cuántica, el Big Bang y moverse casi a la velocidad de la luz”.

“Estos son fenómenos que están por fuera de nuestra experiencia diaria. Por eso, los científicos han aprendido a hablar de ellos en términos matemáticos. Las palabras y los ejemplos de la vida cotidiana no son suficientes para explicar los fenómenos de manera exacta, son cosas fundamentalmente diferentes”.

Dicho en otras palabras, Carroll sostiene que hablar de metáforas que aluden a teorías como, por ejemplo, la de la relatividad general, “nos da una idea de lo que es, pero la ecuación nos dice lo que realmente es” de forma precisa.

“Por eso digo que podemos leer todo lo que queramos, pero hasta que no entendamos esta ecuación, no entenderemos de verdad la teoría de Einstein”, subrayó a la BBC.

Bajo esta línea, recordó que existen patrones que permiten identificar ciertas tendencias, como por ejemplo, que si sueltas un objeto en la superficie terrestre este debería caer hacia arriba y no irse hacia arriba.

“Si no los tuviéramos, el mundo sería completamente impredecible (...) por eso son tan útiles las matemáticas, son el lenguaje que usamos para hablar de esos patrones”, recalcó refiriéndose a este ámbito en particular.

Y respecto al rechazo que algunas personas tienden a sentir hacia las matemáticas desde el colegio, dijo que “a muchas simplemente nunca se les irá ese miedo”.

“Sin embargo, de alguna manera, no se muy bien cómo, tenemos que permitirle a los alumnos que piensen en las matemáticas como algo divertido (...) son como un juego, pero las hemos convertido en algo demasiado serio, rígido, con una gran cantidad de memorización”.

Para Carroll, eso es precisamente lo que las vuelve “intimidantes” para muchos, por lo que sugirió que se debería cambiar la percepción que se tiene tanto de esta área como de otras ciencias.

“Se trata de intentar y fallar, de hacer hipótesis, equivocarse y aprender, pero las enseñamos de una forma en la que están llenas de verdades establecidas que debes memorizar. Creo que una forma de pensar orientada en el proceso sería muy valiosa para la educación”, sentenció Carroll.