En educación se denomina
cambio conceptual al cambio de cosmovisión que experimentan los estudiantes cuando aprenden un nuevo contenido científico sobre algún fenómeno que echa por tierra las ideas previas que tenían sobre ese fenómeno. Un ejemplo sencillo lo tenemos cuando enseñamos a los alumnos que no se pueden separar los polos de un imán. Si partimos un imán en dos trozos, el resultado no es dos monopolos magnéticos separados, sino dos nuevos imanes, cada uno de ellos con su polo norte y su polo sur. Este hecho, que les parece "mágico" a los estudiantes cuando tienen una visión del imán como si fuera una especie de dipolo eléctrico, se vuelve natural cuando los estudiantes aprenden que las líneas de campo magnético son cerradas. El polo sur no es más que la parte del imán por donde entran las líneas. Si partimos el imán, hay una nueva zona por donde entran las líneas, con lo que podemos decir que se ha "creado" un nuevo polo sur. Y lo mismo podemos decir del nuevo polo norte, es una nueva zona por donde salen las líneas de campo. Una vez el estudiante ha experimentado ese cambio conceptual que le lleva a ver al imán como un conjunto de líneas de campo cerradas, las propiedades de éstos se entienden mucho mejor.
Este cambio conceptual es algo que tienen que experimentar los alumnos por ellos mismos. Es un paso que no pueden dar los profesores por ellos. Este es el motivo por el que, en muchas de las metodologías constructivistas que los profesores ponemos en práctica en la escuela, la acción de los profesores pasa fundamentalmente por provocar en los alumnos
conflictos cognitivos que les generen motivación intrínseca. Resolviendo esos conflictos cognitivos es como los estudiantes experimentan el cambio conceptual que les lleva a aprender ese nuevo contenido científico.
Como señalaron los historiadores de la ciencia A. Koyré y T. Kuhn, el mismo desarrollo histórico de loa ciencia está lleno de cambios conceptuales profundos que experimentaron los científicos. Se trata de las revoluciones científicas que, en la terminología kuhniana, implican
cambios de paradigmas que redefinen de nuevo lo que se considera científico y lo que no.
Un ejemplo clásico lo podemos encontrar en el paso de la física aristotélica a la mecánica newtoniana. Para los aristotélicos, que creían que un cuerpo pesado se desplazaba, por su propia naturaleza, de una posición superior a una más baja hasta llegar a un estado de reposo natural, un cuerpo que se balanceaba simplemente estaba cayendo con dificultad. Desde este punto de vista, de los infinitos experimentos que se pueden hacer con un péndulo, a uno se le ocurre medir, por ejemplo, el tiempo que éste tarda en pararse. Dado que sabemos hoy que este tiempo depende del rozamiento que experimente el péndulo, difícilmente podemos obtener una ley física interesante de este dato. Galileo, por otra parte, al observar el cuerpo que se balanceaba, vio un movimiento periódico, un cuerpo que casi lograba repetir el mismo movimiento, una y otra vez. Este cambio conceptual hace que a uno se le ocurra medir el periodo del péndulo, que, sabemos hoy en día, está relacionado con la intensidad del campo gravitatorio en el lugar donde se encuentra el péndulo. Gracias a este nuevo punto de vista, Galileo observó también otras propiedades del péndulo y construyó muchas de las partes más importantes y revolucionarias de su nueva mecánica. Por tanto, es a Galileo a quien hay que atribuir el mérito de conseguir este original cambio de visión. Pero nótese que este mérito no se manifiesta en este caso como observación más exacta u objetiva del cuerpo que se balancea. En cuanto a la capacidad descriptiva se puede decir que la percepción aristotélica tenía la misma exactitud. El mérito de Galileo en este caso radica en ser capaz de mirar al péndulo como nadie lo había visto antes.
Sin embargo, estos cambios de paradigmas no son exactamente iguales a los cambios conceptuales que experimentan los estudiantes cuando aprenden ciencia. En primer lugar, en muchos casos la revolución científica ocurre muchas veces sin que muchos científicos e intelectuales experimenten el cambio conceptual. Un ejemplo clásico es el de los astrónomos geocentristas que murieron sin aceptar el uso del telescopio como instrumento útil para la astronomía, instrumento cuyo uso se acabó imponiendo porque los jóvenes abrazaron el uso de esta nueva tecnología. En segundo lugar, porque en el desarrollo real de la ciencia no hay siempre una figura clara de autoridad, como ocurre en el aula con el profesor, que orienta las actividades con el objetivo de llegar a ese cambio conceptual. Para que el nuevo paradigma triunfe entre la comunidad científica son necesarias fuertes discusiones científicas que duran varios años y nuevos datos experimentales que requieren tiempo. A su vez, para que este nuevo paradigma llegue al resto del mundo intelectual y al resto de los ciudadanos hace falta una divulgación científica de calidad que raramente se da.
En este artículo vamos a analizar cómo fue el cambio de paradigma de la física newtoniana a la
física relativista, estudiando el impacto que tuvo sobre el pensamiento tanto el surgimiento de la Teoría Especial de la Relatividad (TER), en 1905, como la Teoría General de la Relatividad (TGR), en 1915. Sin embargo, para ello es importante dar primero algunas pinceladas sobre cómo fue el proceso de difusión de estas dos teorías, ya que éste condicionó las distintas opiniones y comentarios que sobre ellas se hicieron. Debido a la primera guerra mundial (1914-1918), la difusión de la relatividad especial, sobre todo entre los no-científicos, se vio retrasada, coincidiendo con la difusión de la relatividad general, de forma que las dos teorías se discutieron prácticamente al mismo tiempo.
