El rincón de la Ciencia I.S.S.N.: 1579-1149

nº 36 (junio-2006)

Formas no verbales en la comunicación científica (RC-91)


J. A. Martínez Pons  (IES Las lagunas, Rivas Vaciamadrid)


En el principio era la Palabra y la Palabra estaba en Dios y la Palabra era Dios....

Evangelio según San Juan, (1-1)

INTRODUCCIÓN

Toda comunicación implica la existencia de un código o unos códigos que deben ser conocidos por emisor y receptor, estos códigos pueden ser de tipo y modo diversos pero al final acabarán siempre traducidos a ideas y, en consecuencia, a palabras o viceversa. Siempre cabrá preguntarse si fue antes el código o la actividad, es decir, si es realmente la actividad la que crea el código o el código viene creado por la actividad (Sapiri y Worfe). La ciencia, tiene sus propios códigos y el lenguaje científico es una especie de dialecto del lenguaje corriente.

También el mundo de la ciencia es por definición comunicación. El científico avanza porque se apoya en los progresos de quienes le han precedido, como dijo Newton: "Si he visto más lejos que los demás hombres ha sido porque he sabido subirme en hombros de Gigantes"

No es de extrañar que en todas las épocas haya existido una especie de lengua franca en el mundo de la cultura. En la antigua Roma era el griego, (Graecia capta, ferum victore cepit)  al que sucedió el latín y en esa lengua escribieron, se comunicaron y sostuvieron agrias disputas, Newton y Leibniz. Al latín siguió el francés. El alemán fue por un breve tiempo, al menos la lengua de la física y hoy día la lengua franca es el inglés.

Como en todas las actividades de la vida, el lenguaje oral o escrito adquiere peculiaridades específicas, son los tecnicismos, construidos generalmente a partir de las lenguas clásicas, latín y griego. Hay también palabras que en el lenguaje hablado tienen un sentido y en el científico otro, ejemplos podrían ser "trabajo" y "energía".

Parece que con una lengua común de comunicación muchos problemas están resueltos, sin embargo existen muchos conceptos que el lenguaje vulgar, no importa en qué idioma, no es capaz de expresar con propiedad, con claridad o sin ambigüedades.

El simple lenguaje requiere pues el apoyo de otras formas de expresión.

ECUACIONES, GRÁFICOS Y DIAGRAMAS

Desde Galileo, la ciencia, especialmente la física y la química, se han "matematizado", la obra cumbre de Newton era precisamente "Principios matemáticos de la Filosofía Natural", toda una declaración. La forma de expresión matemática, con su carácter simbólico ha pasado a ser básica en el lenguaje de comunicación científica, ya que la universalidad, precisión y concisión del lenguaje matemático no podrá ser igualado por ninguna otra forma de expresión, pero la matemática es una ciencia exacta y su lenguaje es un lenguaje exacto. Las ciencias experimentales no son exactas. Así y todo, la fórmula matemática de un ley física es la forma más clara de expresar esta ley.

Por ejemplo la ley de gravitación universal dice que dos masas puntuales se atraen con una fuerza que es directamente proporcional al producto de estas masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa, si escribimos

no sólo se cuantifica el valor de la fuerza de atracción sino que además se da su dirección y sentido y puede ser interpretada por la inmensa mayoría de lectores, independientemente del idioma concreto en que se escriba. Hemos reducido un conjunto de conceptos a una simple "fórmula" matemática más rica que las simples palabras y que además posee carácter "predictivo".Con ella se puede calcular, predecir, lo que va a suceder. La fórmula gana mucha más expresividad si viene acompañada de un gráfico en que se esquematizaran las variables a que se refiere

Ley de la gravitación universal

Así entramos en las formas más comunes de expresión simbólica en la física, y en la mayoría de ciencias experimentales: La expresión matemática y el gráfico.

Hay que resaltar que la expresión matemática representa un modelo, no necesariamente la realidad del fenómeno que se pretende describir, y que desde luego, aunque su carácter predictivo es innegable, no hay olvidar que "calcular no es comprender".

La utilización de gráficos y esquemas para la materialización y explicación de las ideas es consustancial a toda comunicación científica.

TABLAS Y PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

En las ciencias experimentales es fundamental la presentación de los resultados de forma clara. Una primera forma es la tabla de datos, pero la forma gráfica da una visión de conjunto, a veces trueque de una pérdida de detalle, vemos el bosque pero perdemos el detalle de árbol.

La forma gráfica proporciona no sólo una idea de los resultados, sino de las tendencias generales de los mismos Vayan unos ejemplos, en apariencia triviales, pero ilustrativos

Resultados de dos experimentos: quemado de un líquido y evanescencia de la cerveza, la gráfica da una idea clara del proceso

En la figura se muestra el resultado de sendos experimentos. Sin necesidad de mayores explicaciones se observa claramente como ambos procesos son "muy regulares" , que el primero es "lineal", en tanto que el segundo tiene otra tendencia.

Otras veces las cosas son diferentes y la dependencia existe pero no es tan sencilla. No se obtienen rectas, pero si otro tipo de curvas que indican una correlación entre ambas variables. Las gráfica de la figura sugiere una periodicidad en lo fundamental, obsérvese la línea roja.

En la gráfica de la izquierda se aprecia la periodicidad global de las temperaturas, por encima de las variaciones locales la gráfica de las derecha la pone de manifiesto con un algoritmo matemático

Esta periodicidad se confirma con algún método de análisis matemático, como el de Fourier

Los gráficos no se utilizan sólo para representar y tratar datos, también son de gran utilidad para el simple cálculo, son los llamados ábacos o nomógrafos. Estos se suelen utilizar para efectuar cálculos rápidos. El cálculo gráfico ofrece la facilidad de manejo contrapesada con una pérdida de precisión. Los gráficos con su potencia informativa son de uso común en casi todas las disciplinas y no sólo en las científicas, su uso es especialmente frecuente para presentar datos estadísticos. En este sentido hay que recordar la facilidad de manipulación a través de los propios gráficos, simplemente con un cambio de escala que favorezca o minimice las diferencias.

Duración de los meses del año, un simple cambo de escala y origen hace que febrero parezca mucho más corto que los restantes meses

SÍMBOLOS QUÍMICOS Y FÓRMULAS

Seguir hablando de gráficos podría hacerse eterno por lo que pasemos a otra forma de comunicación muy corriente en la ciencia: El mundo de los símbolos.

En el mundo de la química, la formulación y nomenclatura suelen ser el primer obstáculo con el que los estudiantes tropiezan al iniciarse en el estudio de la química y ciencias afines, sin embargo son el lenguaje básico de esta ciencia. Desde que Dalton la estableció y después de largas vicisitudes, la teoría atómica está aceptada por todo el mundo científico.

Hoy día sabemos que la materia está constituida por un centenar de elementos simples que a su vez se combinan de acuerdo con una reglas de proporción definida, para dar las moléculas, dicho sea, simplificando muchísimo. Sin embargo la idea de unos constitutivos elementales de la materia viene desde muy antiguo. Por un lado los átomos de Leucipo y Demócrito por otro los cuatro elementos típicos cuyo carácter de constitutivo de la materia fue aceptado sin discusión por más de mil setecientos años.

Los precursores de la química moderna, los alquimistas, acostumbraban utilizar símbolos representativos de las sustancias que manipulaban. Muchos de estos símbolos derivaban de la astrología, "ciencia" emparentada con la "ciencia" de los alquimistas

Establecer un lenguaje simbólico para las especies químicas es sencillo, es suficiente con establecer una simbología para los distintos elementos simples y por combinación de estos símbolos, de acuerdo con una reglas, se simbolizarán los compuestos. Hoy se han eliminado los símbolos ideográficos y se ha optado por asignar a cada elemento un símbolo formado por una ó dos ( en algún caso 3) letras del alfabeto latino

 

 

 

 

 

 

 

 

Símbolos medievales Como puede observarse junto al “Fuego” o el “Agua” aparecen el vinagre, el alcohol de vino, el antimonio o el jabón.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Símbolos de Dalton

Los átomos se combinan en moléculas. A la notación en forma simbólica de la molécula se la denomina fórmula. Existen distintas "fórmulas" cada una de las cuales contiene una carga de información diferente. La fórmula más sencilla es la fórmula empírica, en ella se dice las clases de átomos que constituyen la molécula y la proporción en que se encuentran, más información da la "fórmula molecular", que representa exactamente el número de átomos de cada especie que forman la molécula. Así la fórmula empírica del butano sería C2 H5 es decir que el butano está formado por carbono e hidrógeno en proporción de átomos 2:5, sin embargo su fórmula molecular es C4H10 es decir, que en realidad la molécula de butano está formada exactamente por cuatro átomos de carbono y diez de hidrógeno.

Distintas formas depresentar una fórmula.

La distribución de los átomos en de la molécula no es arbitraria sino que confiere a las moléculas una determinada geometría. Esta estructura espacial de las moléculas muchas veces es determinante de sus propiedades. Aunque muchas moléculas presentan una estructura tridimensional, muchas veces es suficiente con una representación plana de esta estructura, es lo que en lenguaje técnico se llama "fórmula desarrollada plana". La más completa representación de la molécula es el modelo molecular una suerte de maqueta en la que los átomos se representan mediante esferas de color normalizado, blanco para el hidrógeno, negro para el carbono, rojo para el oxígeno etc. y los enlaces mediante varillas. De este modo se consigue la mejor representación espacial de las moléculas. Su principal problema es lo laborioso de la construcción de las moléculas un tanto complicadas y la dificultad de su manipulación. Algunos modelos moleculares, como algunas reproducciones de fragmentos de ADN entran dentro del campo de la obra de arte o al menos de artesanía exquisita. Valgan como ejemplo el "atomium" de Bruselas que no es sino una forma estilizada de una imaginaria molécula.

Modelos moleculares de la desoxiribosa, izquierda, y del ADN derecha. En el modelo simplificado se resalta la estructura

¿Arte o Ciencia?

PICTOGRAMAS Y COLORES

A veces no es preciso conocer la fórmula del producto químico que se manipula, sino su grado de seguridad, como inmediata información respecto a las precauciones mínimas que tomar por ello se utilizan unos pictogramas normalizados que advierten de la peligrosidad inmediata de la sustancia. Los colores de la etiqueta de los productos químicos también se usan para indicar el grado de calidad de un reactivo

Los pictogramas no son muy comunes en la comunicación científica, aunque si en la divulgación. También es común que se incluya en los aparatos algún pictograma indicativo de posibles descargas eléctricas o de la posición óptima en que debe situarse para su uso. Otras veces los colores proporcionan una información visual muy clara. Ya desde antiguo los mapas geográficos se colorean con diferentes colores para resaltar los límites de los diferentes países o regiones. El coloreado de mapas ha dado origen a problemas topológicos muy curiosos, como ¿Cuál es el mínimo número de colores para que en un mapa no haya dos regiones contiguas coloreadas por el mismo color? ( Se puede demostrar que cuatro). Hoy y gracias al ordenador, es de uso común en muchas disciplinas colorear con un falso color diferentes regiones de acuerdo con el intervalo de valores de determinadas variables, como temperatura, presión , grado de forestación, distribución de densidad, valor del exponente de Lyapunov, etc. obteniéndose unos gráficos que en general unen una gran belleza con una información muy consistente.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pictogramas de peligro utilizados en los laboratorios

 

LOS SÍMBOLOS EN LA FÍSICA Y EN OTRAS CIENCIAS

En toda ciencia cuantitativa medir es un proceso imprescindible. Para medir se compara una magnitud desconocida con una conocida de la misma especie, esta magnitud comocida y aceptada por convenio es la unidad. Aunque existe una tendencia a unificar las unidades, todavía coexisten muchas unidades "para medir lo mismo" incluso dentro del mundo científico y tecnológico. Por ejemplo los instrumentos de los aviones de fabricación occidental, vienen en unidades inglesas. En España se conserva un fósil, el ancho de las vías del la red nacional de ferrocarriles es de "seis pies castellanos": 1,645 m. Con todo, en el mundo científico es casi norma general redactar los trabajos en Sistema Internacional, basado en el sistema métrico decimal. En este sentido las unidades de las diferentes magnitudes también tienen su nombre y sobre todo su símbolo. Este es un símbolo, no una abreviatura y como tal, no se pluraliza, ni admite el punto final y es lamentable que esta norma no se respete.

Tanto la Real Academia Española (RAE) como los principales libros de estilo recomiendan que se utilicen los símbolos sólo en tablas y en títulos, debiéndose usar la palabra completa en los restantes casos, sin embargo lo común en los textos científicos es que siempre se prefiera el símbolo al nombre, por lo que aquél tiene de "simbólico" y general. Lo que no parece en ningún caso admisible es la abreviatura arbitraria.

Aunque se ha hablado casi en exclusiva de las ciencias físico- matemáticas, también otras ciencias hacen abundante uso de lenguaje simbólico e iconográfico, por ejemplo, la geología.

Mapa meteorológico en “Falso color” Corte geológico con tramas normalizadas.

¿HABLAN O ESCUCHAN LOS INTRUMENTOS?

Evidentemente queda por hablar de otras formas de comunicación, las del instrumento con el observador. Físicos y químicos miden con instrumentos que son su forma de contacto con la realidad (¿objetiva?). Los instrumentos tiene su lenguaje. Decía don Julio Palacios que en el fondo todo se reducía a medir ángulos o longitudes. Es decir, cualquier instrumento acaba comunicándose con el operador mediante una aguja que gira sobre una esfera graduada y mide un ángulo, valga de ejemplo un reloj tradicional, o mediante una escala graduada, mide una longitud, por ejemplo en un termómetro. Suponemos que esta longitud o este ángulo guardan una relación directa con la magnitud que miden y así recibimos la información, son pues instrumentos "analógicos". Hoy día la electrónica a introducido un nuevo parámetro, una diferencia de potencial, susceptible de ser digitalizada y de traducir el mensaje en forma de un guarismo digital.

¿SE PUEDE MEDIR LA INFORMACIÓN?

La cuantificación de la información que un mensaje, en física señal, transporta es un tema muy interesante y en este sentido son de destacar los estudios de Claude Shanon y Warren Weaver quienes allá por 1949 sentaron las bases matemáticas de la teoría de la comunicación, inspirándose en el concepto termodinámico de entropía, acuñando, entre otras la llamada función de información.

Para terminar es bueno resaltar el hecho que si se abre al azar cualquier libro de ciencias u hojean cualquier revista, rara es la página en la que no encuentren, gráficos, símbolos, fórmulas o ecuaciones. Pero también un símbolo es el testimonio del pacto de Dios con la humanidad, el arco iris: luz, (o fuego) agua, aire sobre una hermosa Tierra y volvemos otra vez a los elementos de la escuela de Atenas.

Símbolo del Pacto de Dios con el hombre, el Arco Iris es todo un tratado de física ( Fotografía de Carlos Martínez Pons) En suma fuego, agua, aire y tierra.