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De donde vienen las leyes de la física

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  • Divulgación De donde vienen las leyes de la física

    Un físico, Victor Stenger, escribió un libro llamado " The Comprehensible Cosmos: Where Do the Laws of Physics Come From" (que no he leído), pero la idea principal del libro (creo que) es esta:

    "¿De dónde salen las leyes de la física? La idea más común es que tuvieron que proceder de fuera del universo, pero eso no es un hecho demostrable. Nada impide que las leyes de la física hayan salido del propio universo.

    Los físicos inventan modelos matemáticos para describir sus observaciones del mundo. Esos modelos contienen una serie de principios generales que tradicionalmente se han llamado «leyes» a causa de la creencia general de que se trata de normas que rigen el universo igual que los países se rigen por leyes civiles. Sin embargo, como demostré en mi anterior libro, The Comprehensible Cosmos, las leyes más fundamentales de la física no son restricciones al comportamiento de la materia, sino restricciones a cómo pueden describir los físicos ese comportamiento.

    Para que un principio natural escrito por nosotros sea objetivo y universal, tiene que estar formulado de una manera que no dependa del punto de vista de ningún observador particular. El principio debe ser válido para todos los puntos de vista, y en todos los «marcos de referencia». Así, por ejemplo, ninguna ley objetiva puede depender de un momento especial en el tiempo o de una posición especial en el espacio que pueda ser elegida por un observador privilegiado.

    Supongamos que formulo una ley que afirma que todos los objetos se mueven de forma natural hacia mí. No sería muy objetivo, pero es lo que se pensaba antiguamente, que la Tierra era el centro del universo, y que el movimiento natural de los cuerpos era hacia la Tierra. La revolución copernicana demostró que no era así. Fue el primer paso en la comprensión gradual por los científicos de que sus leyes no podían depender del marco de referencia.

    En 1918, la matemática Emmy Noether demostró que las leyes físicas más importantes —la conservación de la energía, el momento lineal y el momento angular— aparecen automáticamente en cualquier modelo que no elija un momento especial en el tiempo, una posición especial en el espacio ni una dirección especial en el espacio. Más tarde se observó que la teoría de la relatividad especial de Einstein se deduce por sí sola si no elegimos ninguna dirección especial en el espacio-tiempo cuatridimensional.

    Estas propiedades del espacio-tiempo reciben el nombre de simetrías. Por ejemplo, la simetría rotacional de una esfera es el resultado de que la esfera no elija ninguna dirección particular en el espacio. Las cuatro simetrías del espacio-tiempo descritas más arriba no son más que las simetrías naturales de un universo sin materia, es decir, un vacío. Son como deberían ser si el universo hubiese aparecido a partir de un estado inicial en que no hubiera materia, es decir, de la nada.

    Otras leyes de la física, como la conservación de la carga eléctrica y las diversas leyes de fuerzas, nacen de la generalización de las simetrías espaciotemporales en los espacios abstractos que usan los físicos en sus modelos matemáticos. Esta generalización recibe el nombre de invariancia gauge, vinculada a un principio al que yo me refiero más descriptivamente como invariancia del punto de vista. Para ser objetivas y universales, las formulaciones matemáticas de estos modelos deben cumplir este requisito. Sorprendentemente, una vez cumplido, la mayoría de las grandes leyes de la física aparecen de modo natural. En cuanto a las que no resultan obvias de manera inmediata, se pueden ver surgir plausiblemente a través de un proceso conocido como violación espontánea de la simetría.

    ¿De dónde salen las leyes de la física, entonces? ¡Pues de nada! La mayoría son afirmaciones compuestas por los seres humanos, y se deducen de las simetrías del vacío del que nació espontáneamente el universo.

    (...)

    La verdad es que no es una idea muy extendida. Normalmente creemos que las leyes de la física forman parte de la estructura del universo; pero ahora voy yo y digo que las tres grandes leyes de conservación no forman parte de ninguna estructura, sino que se derivan de la propia falta de estructura del momento inicial."

    ¿Qué opinan? ¿Las leyes de la física se deducen de la falta de estructura del universo en su momento inicial?

  • #2
    Re: De donde vienen las leyes de la física

    Todo indica que las leyes físicas provienen de Europa. Después el mundo entero buscó aplicaciones y produjo tecnología. Chiste tonto, que tomado en serio nos mete de narices en la médula epistemológica. Bajando a tierra podemos considerar objetivas y naturales las conductas que humanos y el resto de los animales hacemos en la misma forma... y esto admite también discusión, pero la omitiremos porque la ciencia es más discutible. El mundo lleva muchas décadas viendo a los niños jugar con esa masa blanda y sintética que viene en colores varios. En mi país la denominan plastilina. Si los adultos decidiesen formular una teoría para el manejo de la plastilina desarrollarían una ciencia exacta, que cumpliría criterios de repetibilidad y de verificación independiente del individuo participante. ¿Sabes qué ocurriría? Los primeros enunciados serían agrupados en un cuerpo de doctrina denominado plastilinología. Y no lo dudes. Según la plastilinología serían imposibles muchísimas operaciones y construcciones que los niños hacen todos los días. Algún plastilinólogo lúcido y desprejuiciado llegaría un día trayendo la noticia de haber observado a los niños haciendo lo que se supone imposible. El dato empírico es más poderoso que las hipótesis del cuerpo de doctrina. La necesidad de reformular la plastilinología se haría evidente. Alguna o algunas hipótesis y/o leyes habría que cambiar. Poco a poco revisarían todos los ingredientes de la plastilinología y encontrarían el modo de corregirla minimizando los cambios, para renovarla y adecuarla sin transformarla en otra ciencia demasiado distinta. La reforma concordaría con la realidad de los niños mucho mejor que el cuerpo de doctrina antiguo, sin pretensión de acuerdo perfecto. Los plastilinólogos aprenderían a decir que la plastilinología nunca será perfecta, aunque sí perfectible. ¿Qué origen y qué fundamento tienen las leyes de la plastilinología? Tienen origen en el modo de pensar humano y fundamento observacional. Cuidado. Origen en una parte muy restringida del modo de pensar humano, que es el pensamiento adulto, abstracto, rigurosamente adherido a reglas preestablecidas, etc. La física no es un modelo de la realidad. Es un instrumento que permite al adulto lograr el mejor acuerdo posible entre sus intentos y lo que la realidad permite. Todos los instrumentos tienen origen en el pensamiento humano y aplicación limitada en la realidad.
    Última edición por chap; 16/02/2014, 02:20:13.

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    • #3
      Re: De donde vienen las leyes de la física

      Las leyes de la física, en mi opinión no están en el universo. En todo caso lo que se suele producir como novedad es que el universo (el mundo físico) suele sorprendernos con violaciones flagrantes de lo que hasta ese momento considerábamos como leyes inmutables. Realmente las leyes físicas, y las matemáticas también (aunque ese es otro mundo), están en nuestra mente. Claro que nuestra mente forma parte del mundo físico pero debemos aceptar que las ideas no tienen realidad física sino que son procesos mentales que describen tan solo una parte de los distintos estados (con seguridad muchísimos) que puede adoptar nuestra mente. Es un tema muy complejo, pero también es claro, al menos para mí, que lo que da entidad a la física es nuestra manera de ver el mundo. Somos entes racionales, que ponemos nombre a las ideas y a los demás objetos del mundo físico (lo dice hasta la Biblia), lo que viene a ser lo mismo que clasificar nuestras experiencias y observaciones. Las reglas del juego, sin duda, forman parte de nuestra mente, no del mundo físico, y las inventa y las mantiene nuestra imaginación y nuestro pensamiento racional, hasta que se demuestra que se han quedado obsoletas, con lo que nos vemos obligados a desecharlas por otras más sofisticadas. ¿Llegaremos algún día a conocer las reglas de forma plena? Con seguridad que no. Las leyes que enunciamos solo demuestran la simplicidad de la visión que tenemos del mundo que nos rodea que habitualmente es infinitamente más rico y complejo que lo que solemos imaginar, de ahí que lo que nos pasa, y lo tenemos bien merecido, es que no hacemos más que ir de sorpresa en sorpresa. ¿Alguna vez oíste hablar del Caos o del principio de incertidumbre? El mundo físico es por definición impredecible, aunque nosotros seguimos tratando siempre de enunciar leyes que sean capaces de predecir su comportamiento y lo más sorprendente es que a veces lo conseguimos.

      Salu2
      Última edición por visitante20160513; 16/02/2014, 01:54:16.

      Comentario


      • #4
        Re: De donde vienen las leyes de la física

        La pregunta a mí me resulta un poco ambigüa, ¿dónde están las leyes del Universo? La respuesta es en nuestro cerebro, pero todavía la física es una teoría inacabada y las partes que no conocemos no están yo creo en ninguna parte. Se cumplen dentro del universo, pero relacionar cumplir con estar. Creo que quizás no esté bien escogido el verbo para la pregunta.

        Comentario


        • #5
          Re: De donde vienen las leyes de la física

          Escrito por Everett IV Ver mensaje
          La pregunta a mí me resulta un poco ambigüa, ¿dónde están las leyes del Universo? La respuesta es en nuestro cerebro, pero todavía la física es una teoría inacabada y las partes que no conocemos no están yo creo en ninguna parte. Se cumplen dentro del universo, pero relacionar cumplir con estar. Creo que quizás no esté bien escogido el verbo para la pregunta.
          las partes que no conocemos no existen....las leyes física son una creación humana, solo existirán cuando nosotros las creemos.....la naturaleza no necesita leyes para manejarse, las leyes las creamos nosotros para comprenderla.
          be water my friend.

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          • #6
            Re: De donde vienen las leyes de la física

            las partes que no conocemos no existen....
            Deberías explicar qué quieres decir con eso...

            Si significa lo que dice, pues, sería como defender algún tipo de idealismo; lo que no es descabellado, pero sí raro en gente de ciencias.

            las leyes física son una creación humana
            Tal vez, pero las leyes que hacemos no pueden ser cualesquiera, no toda ley que uno invente puede ser aceptada; lo que (creo que) implica que nuestras leyes no pueden depender enteramente de nosotros, sino que tienen que estar relacionadas con algo "afuera" de nosotros.

            Tal vez esté diciendo cosas obvias, pero es que no entendí muy bien tu punto.
            Última edición por javier m; 05/09/2015, 01:55:04.

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