Cómo explicar la relatividad a los niños

Por cierto, en su hermoso blog, ¿no podría darnos una explicación clara de los descubrimientos de Einstein, como si fuéramos niños de 12 años? ¿Por qué entonces las velocidades no suman (la del tren y la pelota que rueda allí, por ejemplo) y que es necesario poner esta constante c allí? Frente a este desafío recibido de Franck por correo electrónico, comencé desplazándome respondiéndole que era bastante difícil de explicar con palabras, que un pequeño video con animaciones me parecía más adecuado, y después de un poca investigación recomendé el siguiente (no el mejor, pero en francés) Y luego recordé esta cita atribuida a Albert: «Si no puedes explicar un concepto a un niño de seis años, es que no lo entiendes completamente», lo que me obliga a justificar mi evasión. Además del hecho de que esta oración no es de Einstein sino de Vonnegut, no pretendo, por un lado, no entender completamente la relatividad, pero sobre todo no estoy seguro de que un niño «normal» pueda entenderla incluso si los mejores divulgadores del mundo se lo explicaron. No porque el desarrollo cognitivo del niño sea insuficiente para comprender, sino porque: La relatividad no es parte de las «experiencias sensibles». Las pruebas no matemáticas de la relatividad especial son aún demasiado verbales.

Vamos a detallar esto en dos párrafos. 1. ¿Puedo tocar? Hubert Reeves dijo sobre la relatividad [1]: La reacción de una mente no preparada es normalmente: «No entiendo». De hecho, no hay nada que «entender»: aquí hay una declaración que representa un hecho verificado por la experiencia. Comenzamos desde allí; No puedes hacerlo después de razonar. Vemos el hecho, como vemos la existencia del mundo, como vemos su propia existencia. «La incredulidad de Santo Tomás» de Le Cavarage. Creo que va bien allí. Desafortunadamente, la relatividad no se ve como un hecho en la vida cotidiana: no hay experiencia que le permita visualizar un efecto relativista en su cocina o en una clase primaria.

En un costoso laboratorio universitario de física, podemos comenzar a «tocar» la relatividad a través de la experiencia, pero en una clase primaria estamos paradójicamente obligados a trabajar en un nivel superior de abstracción, basado en descripciones de experiencias hechas por d Otros, y por razonamiento, no es fácil, incluso a nivel de educación superior [2]. Mi sugerencia para un maestro que quisiera abordar una introducción a la relatividad sería tomar el desafío al revés, pidiéndoles a los estudiantes que imaginen un mundo en el que la luz iría mucho más lentamente, por ejemplo a 10 m / s (36 km / h) solamente. ¿Qué vería un corredor de 100 metros durante los 10 segundos de su carrera si mirara el tiempo colocado en la meta? Y al final, ¿qué indicaría la hora de inicio? ¿Qué pasaría si intentara quemar las nalgas del competidor frente a él con un rayo láser? Luego, la clase podría jugar un poco con «Slower Speed ​​of Light», un videojuego gratuito desarrollado por MIT en el que la luz se ralentiza a medida que encontramos objetos: Luego trate de explicar por qué cambian los colores, dibuje un paralelo con el efecto Doppler de sonido claramente perceptible cuando pase una ambulancia para presentar la idea de que la luz es una onda. Comienza a preguntarte qué pasaría si el corredor de 100 metros pudiera superar la velocidad de la luz. ¿Qué verían las cámaras? ¿Qué vería él? ¿Qué podía hacer una vez al final cuando los rayos de luz emitidos durante su carrera aún no habían llegado? 2. Cariño, reduje la fórmula El siguiente párrafo está tomado de un trabajo fundamental en física: Los cambios que ocurren en el movimiento son proporcionales a la fuerza motriz, y están en la línea recta en la que se impresionó esta fuerza. Si una fuerza produce algún movimiento, una fuerza doble de esta primera producirá un movimiento doble, y una fuerza triple un movimiento triple, ya sea que se imprimió en un solo trazo o que fue gradualmente y sucesivamente, y que este movimiento, siempre determinado del mismo lado que la fuerza generadora, se agregará al movimiento que se supone que el cuerpo ya tiene, si conspira con él; o se eliminará de él si es contrario, o se eliminará o agregará en parte, si es oblicuo; y de estos dos movimientos habrá solo uno, cuya determinación estará compuesta por los dos primeros. Entendido? Sin embargo, así es como Newton mismo declaró su segunda ley de movimiento en sus Principia Mathematica en 1687 (la traducción francesa data de 1756 [3] ) Hoy en día, resumimos esto por F = m.a Incluso el burro cuestionado sobre «efégalema» no podrá confundir sus explicaciones tanto como el gran Newton, siempre que sean correctas.

En 3 siglos, los 803 caracteres de la formulación newtoniana destinados a la élite intelectual de su tiempo se han reducido a 5 símbolos dados a todos los adolescentes del mundo o casi. Y este no es un caso único. Incluso E = m.c² es un atajo del artículo de Einstein [4] quien dijo inicialmente Si un cuerpo pierde energía L en forma de radiación, su masa disminuye en L / c2 En mi humilde opinión, la relatividad (que no se limita a E = m.c²) todavía es demasiado joven para haber sido formulada de forma suficientemente clara, coherente y compacta para ser transmitida a los niños y comprendida por ellos. Varias generaciones de maestros aún tendrán que refinar su enfoque pedagógico de la relatividad a través de libros para el público en general. [5]o incluso pruebas en animales [6] antes de que se enseñe la relatividad en la escuela secundaria, entonces tal vez en la primaria en las clases de vasos relativistas … Y con todo eso, todavía he evitado la pregunta de Franck … Estoy tentado a responderla con «Lo entenderás cuando seas grande» pero prefiero «Busca y encontrarás»