Premio a la ciencia de código abierto

La física tenía dos almas, la de aquellos que se decantaban por la teórica y la de los que preferían la experimentación. Pero hay una tercera vía, la física computacional, la que se apoya en la potencia de los ordenadores para comprobar los fundamentos de una hipótesis. Ahora, la revista Sciencey la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS) han reconocido el esfuerzo de varios científicos, uno de ellos español, por ofrecer una plataforma de aprendizaje de los fundamentos físicos basada en código abierto.

El premio reconoce la innovación en la enseñanza de las disciplinas científicas. En estaocasión, el galardón ha sido para el proyecto Open SourcePhysics (OSP, Física de Código Abierto). Su web principal aloja herramientas de modelado por ordenador, simulaciones y hasta manuales. El modelado informático permite simular fenómenos del mundo real y que los estudiantes consigan aprehender los conceptos de la física moderna, ya compleja de por sí.

El modelado informático permite simular fenómenos del mundo real

"En las facultades, después de varios días de clases teóricas, las respuestas a las preguntas de los profesores, incluso las de los que aprueban, son devastadoras", dice el decano de la Facultad de Matemáticas de la Universidad de Murcia y uno de los creadores de OSP, Francisco Esquembre. La razón de estoes que, como explican en el ensayo que publica hoy la revista Science, los que aprenden los conceptos de la física por medio de imágenes estáticas pueden llegar a construirse modelos mentales incorrectos o incompletos que entorpecen su comprensión de los conceptos de la física.

La física computacional permite ver en tiempo real y en movimiento los resultados de un planteamiento teórico. En el planteamiento de un problema tipo un objeto de masa X que se desplaza a la velocidad Y con un rozamiento..., "los estudiantes van a la caza de la fórmula, pero no tienen ni idea de lo que han hecho conceptualmente", expli-ca Esquembre. Con el modelado por ordenador, se produce un aprendizaje de tipo manipulativo que, "sin tanta fórmula, tiene un mayor rendimiento", añade Esquembre.

Además, los modelos que ofrece OSP permiten experimentar con fenómenos físicos que son muy complicados de estudiar. Unos, como la evolución de las galaxias, necesitan de la potencia de los ordenadores para acelerar la línea de tiempo y ver cómo se produce esa evolución. Otros, como el diseño de motores, son extremadamente caros. Con la física computacional, ya no hace falta, por ejemplo, construir túneles de viento para probar la aerodinámica de un coche o un avión.

Todos los modelos pueden ser revisados y modificados

"La modelización por ordenador se ha convertido en la tercera vía para el avance de la ciencia", defiende Esquem-bre. De las tres herramientas fundamentales que ofrece OSP a los profesores y estudiantes de física, tanto de segundo grado como universitarios, una es Tracker, para el análisis y modelado en vídeo, que permite crear modelos basados en las leyes de la física y comparar su comportamiento con el de los objetos reales. La segunda es una plataforma para crear comunidades digitales y la tercera, la creada por Esquembre, es Easy Java Simulations (EJS). Lo de Easy (fácil, en inglés) es toda una declaración de intenciones. "Permite a un profesor estándar abrir uno de los modelos o crear uno nuevo como los que escribía en la pizarra", asegura Esquembre.

Con EJS, los estudiantes de física pueden manipular los elementos de un modelo, experimentar con los efectos de esas manipulaciones y conocer de primera mano la física y sus leyes. "Los estudiantes pueden calentar y enfriar un material y luego podemos preguntarles cosas como ¿a qué temperatura se derrite?", escribe el profesor Wolfgang Christian, autor de la idea de OSP. "Tendrán un feedback visual de la simulación y podrán tomar decisiones sobre los conceptos básicos", añade. La física computacional está permitiendo esta forma de aprendizaje interactivo.

Las 500 simulaciones que ofrece OSP, descargadas ya en 50.000 ocasiones, se ofrecen con su código. Todos los modelos pueden ser revisados para detectar un posible error y modificados libremente para crear nuevos modelos. "Es una filosofía de intercambio de conocimiento, provenimos de la educación pública y toca revertir en la sociedad lo que nos ha dado", argumenta el matemático. Así, el que quiera puede ir más allá en la investigación. Aunque su herramienta está pensada para la física, otros campos como los de la biología, la química y hasta la economía pueden aprovecharse también de la idea.

Es el caso de AutomatL@bs .La mayor red de laboratorios remotos usa el EJS de Esquembre como lenguaje de referencia. Esta iniciativa, en la que participan siete universidades españolas, está permitiendo algo que parecía imposible no hace mucho: que un estudiante de ingeniería pueda usar el laboratorio desde casa. De hecho, "se trata de la mayor experiencia en laboratorios remotos", asegura el profesor de la UNED y coordinador de AutomatL@abs, Sebastián Dormido.

Internet y la informática son las herramientas básicas de este proceso de virtualización de la ciencia. Pero ya antes se modelaba. "La ciencia trata de modelar la realidad y, con ese modelo, conocerla mejor", opina Dormido. "En la ciencia avanzamos usando una combinación de conocimiento profundo, intui-ción y modelado", añade.

Hay un último elemento que la tecnología ha colocado en la ecuación. Las herramientas como OSP o el AutomatL@bs, por definición, exigen la colaboración entre los participantes. Y esa colaboración es, tanto para Esquembre como para Dormido, fuente de nuevo conocimiento.