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Hilo: Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

  1. #1
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    Question Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

    Leyendo Feynman Lectures on Physics, en el capítulo 4 - Conservation of Energy me encuentro con una peculiar analogía dada por Richard Feynman en una de sus conferencias donde afirma (traducción aproximada):

    "... Al ser la conservación de la energía una idea abstracta, podríamos ilustrar el significado mediante una analogía.

    Imagina un niño que posee bloques absolutamente indestructibles y que no pueden ser divididos en pedazos. Cada uno es igual al resto. Supongamos que tiene 28 bloques al empezar el día. Al final del día, su madre se encuentra con una observación fenomenológica: no importa que haga el niño, siempre hay 28 bloques. Un día la madre se encuentra con 27 bloques, pero luego de investigar un poco al respecto, el bloque faltante se encontraba bajo la alfombra: debe buscar en todos lados para estar segura que el número de bloques no cambió.

    Un día el número de bloques parece cambiar: tan solo hay 26 bloques. Una investigación cuidadosa indica que la ventana estaba abierta, y mirando afuera, encuentra los dos bloques restantes. Un día encuentra 30 bloques ..."(pero siguiendo la misma linea de razonamiento) "... descubre que un amigo de su hijo había venido a jugar con sus propios bloques y se olvidó dos de sus bloques..."

    La analogía sigue, pero hasta este punto creo que será suficiente para explicar mis dudas sobre el carácter científico de la Ley de Conservación de la Energía.

    El criterio de demarcación de Karl Popper nos brinda un método para separar la ciencia de la pseudociencia o metafísica. Enuncia como requisito fundamental para una teoría ser considerada científica la falsabilidad o refutabilidad de la misma. Si no es posible refutarla a partir de un contraejemplo, dicha teoría queda provisionalmente aceptada, pero no verificada. Karl Popper considera como ejemplo paradigmático de una teoría cientifica la Mecánica Newtoniana, y como ejemplo paradigmático de una pseudociencia el psicoanálisis, como afirma en su pregunta:
    "¿qué tipo de respuestas clínicas refutarían para el analista, no solamente undiagnóstico analítico particular, sino el psicoanálisis mismo?".

    Frente a la analogía presentada por Richard Feynman, no puedo evitar hacerme la misma pregunta que Popper utiliza para posicionar el psicoanálisis en lugar de pseudociencia. ¿Que sucede si la madre no encuentra el cubo faltante? ¿No podría siempre asumir que está en algún lugar que todavia no buscó? ¿Es refutable la conservación de la cantidad de cubos?

    Mas específicamente:

    "¿qué tipo de respuestas empíricas refutarían para el físico, no solamente un diagnóstico sobre las transformaciones energéticas presentes en un fenómeno, sino ley de la conservación de la energía misma?"

    A fin de cuentas, esta analogía parece sugerir que siempre podríamos inventar alguna nueva forma que tomó la energía, y en caso de no identificarla, siempre podríamos utilizar la carta de "aun no sabemos a donde fue, pero en algún lado está".

    El mero hecho de que la analogía empiece estableciendo que los "cubos" son indestructibles ya refleja este razonamiento cíclico donde la energía se define como aquella que satisface la la Ley de Conservación de la Energía, y a su vez se "demuestra empíricamente" que la energía se conserva.

    Tengo una noción, a pesar de que no estudié al respecto, de la existencia del Teorema de Noether relacionado con las leyes de conservación, y por lo que sé esta ley, históricamente empírica, hoy es considerado una consecuencia de este teorema. A pesar de eso, sigo reflexionando sobre como antes de la existencia de este teorema, una ley tan poco susceptible al escrutinio se sumó al conocimiento colectivo de la ciencia.

    Soy consciente de que este tema no se limita a mecánica newtoniana y comparte fronteras con epistemología y filosofía del método científico, pero encuentro el tema el lugar más apropiado para debatirlo. Agradecería cualquier perspectiva que aporte sobre la refutabilidad de la conservación de la energía.

  2. El siguiente usuario da las gracias a Uslenghi Ponce por este mensaje tan útil:

    Jaime Rudas (02/04/2019)

  3. #2
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    Predeterminado Re: Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

    Hola.

    El teorema de Noether, aplicado a este caso, nos dice que, si la evolución de un sistema la podemos describir en base a las ecuaciones de Euler-Lagrange asociados a un cierto lagrangiano, y si ese lagrangiano no depende explicitamente del tiempo, entonces podemos definir una magnitud, que llamamos energía, que no varía con el tiempo.

    Como verás, no es una demostración de que la energía deba conservarse siempre. Como cualquier teorema, es una consecuencia de unas hipótesis (1. El sistema evoluciona por las ecuaciones de Euler-Lagrange, y 2. El lagrangiano es independiente del tiempo), que pueden ser ciertas o no.

    Empiricamente, la conservación de la energía es refutable. Lo que ocurre es que no es fácil refutarla. Un caso histórico (en torno a 1920) es el decaimiento beta: Cuando un nucleo decae por decaimiento beta, la energia de las partículas medibles por aquel entonces (las que tienen carga) no se conserva. Para explicar esto, Pauli propuso que habia una particula, no detectada hasta entonces, que se llevaba la energía extra. Bohr, por el contrario, supuso que la conservación de la energía sólo se daba como un promedio estadístico, y no estrictamente en cada decaimiento. Experimentos posteriores llevaron a la detección del neutrino, con lo cual se llegó a que Pauli tenía razón, y Bohr no.

    Si los experimentos posteriores no hubieran avalado la hipótesis de Pauli, y hubieran apoyado la idea de Bohr de una conservación estadística, entonces ahora mismo habríamos rechazado la conservación de la energía, y tendríamos una construcción de la física que no estaría basada en lagrangianos independientes del tiempo.

    Un saludo
    Última edición por carroza; 02/04/2019 a las 08:21:17.

  4. 3 usuarios dan las gracias a carroza por este mensaje tan útil:

    Alriga (02/04/2019),Jaime Rudas (02/04/2019),Uslenghi Ponce (02/04/2019)

  5. #3
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    Predeterminado Re: Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

    Cita Escrito por Uslenghi Ponce Ver mensaje
    ¿Que sucede si la madre no encuentra el cubo faltante? ¿No podría siempre asumir que está en algún lugar que todavia no buscó? ¿Es refutable la conservación de la cantidad de cubos?
    En mi opinión, la falsación no es tan lineal y automática como nos la presenta Popper. Si lo fuera, la madre, desde la primera vez que hizo falta un cubo, hubiera concluido que la ley es falsa y no se hubiera preocupado por buscar el cubo faltante. Así las cosas, para declarar refutada una teoría, considero que no basta con que falle un único experimento crucial, sino que se requiere una continuada sucesión de fallos y, más importante aún, que contemos con una teoría alternativa capaz de explicar esos fallos. En resumen, en este punto, estoy más cerca de Lakatos que de Popper.

  6. 3 usuarios dan las gracias a Jaime Rudas por este mensaje tan útil:

    Alriga (02/04/2019),carroza (02/04/2019),Uslenghi Ponce (02/04/2019)

  7. #4
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    Predeterminado Re: Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

    Cita Escrito por Jaime Rudas Ver mensaje
    En resumen, en este punto, estoy más cerca de Lakatos que de Popper.
    ..por no citar a Feyerabend. https://en.wikipedia.org/wiki/Paul_Feyerabend .

    En mis años mozos leí algo de estos (en particular Contra el Método, de Feyerabend). A toro pasado, no me resultan tan inspiradores como antes.

    Saludos

  8. 3 usuarios dan las gracias a carroza por este mensaje tan útil:

    Alriga (02/04/2019),Jaime Rudas (02/04/2019),Uslenghi Ponce (02/04/2019)

  9. #5
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    Predeterminado Re: Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

    Cita Escrito por carroza Ver mensaje
    ..por no citar a Feyerabend. https://en.wikipedia.org/wiki/Paul_Feyerabend .

    En mis años mozos leí algo de estos (en particular Contra el Método, de Feyerabend). A toro pasado, no me resultan tan inspiradores como antes.
    A mí, la filosofía de la ciencia me parece tremendamente importante y, en mi escala de 'inspirabilidad' de 1 a 10, le pondría 9 a Popper, 8 a Lakatos y 3 a Feyerabend.

  10. #6
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    Predeterminado Re: Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

    Hola Uslenghi , bienvenido a La web de Física, por favor como nuevo miembro lee con atención Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva

    Cita Escrito por Uslenghi Ponce Ver mensaje
    ... A fin de cuentas, esta analogía parece sugerir que siempre podríamos inventar alguna nueva forma que tomó la energía, y en caso de no identificarla, siempre podríamos utilizar la carta de "aun no sabemos a donde fue, pero en algún lado está" ...
    Cita Escrito por carroza Ver mensaje
    ... Si los experimentos posteriores no hubieran avalado la hipótesis de Pauli, y hubieran apoyado la idea de Bohr de una conservación estadística, entonces ahora mismo habríamos rechazado la conservación de la energía, ...
    Observa Uslenghi que eso es lo que sucedió, por ejemplo, con la Conservación de la Paridad. La Paridad se conserva en las interacciones gravitatorias, electromagnéticas, nucleares fuertes y se creía que también en las interacciones débiles. Richard Feynman aposto 50 dólares contra 1 en 1956 contra el físico Norman Ramsey a que así sería.

    Pero en agosto de ese mismo año, el experimento de la Doctora Wu demostró que no se conservaba en las interacciones débiles (Feynman perdió y pagó la apuesta) y por ello la Conservación de la Paridad se abandonó como principio fundamental para toda la Física.

    Saludos.

  11. El siguiente usuario da las gracias a Alriga por este mensaje tan útil:

    Jaime Rudas (02/04/2019)

  12. #7
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    Predeterminado Re: Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

    Cita Escrito por Jaime Rudas Ver mensaje
    ... para declarar refutada una teoría, considero que no basta con que falle un único experimento crucial, sino que se requiere una continuada sucesión de fallos y, más importante aún, que contemos con una teoría alternativa capaz de explicar esos fallos.
    Para ilustrar esto, pongo dos ejemplos:

    1) ¿Cuándo se consideró refutada la teoría de la gravedad de Newton? Cuando se encontró una teoría que, además de explicar todo lo que explicaba la teoría de Newton, tenía la capacidad de explicar y predecir fenómenos que no explicaba la de Newton.

    2) ¿Por qué no abandonamos la Teoría General de la Relatividad a pesar de sus fallos? Porque no contamos con alguna teoría que explique todo lo que explica la Teoría General de la Relatividad y que, además, explique y prediga fenómenos que no puede explicar la Teoría General de la Relatividad.

  13. El siguiente usuario da las gracias a Jaime Rudas por este mensaje tan útil:

    Alriga (02/04/2019)

  14. #8
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    Predeterminado Re: Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

    Cita Escrito por Jaime Rudas Ver mensaje
    2) ¿Por qué no abandonamos la Teoría General de la Relatividad a pesar de sus fallos? ...
    Sugiero que quizá sería mejor reconstruir la frase en algo parecido a ¿Por qué no abandonamos la Teoría General de la Relatividad a pesar de su falta de aplicabilidad en el ámbito cuántico?

    Saludos.

  15. El siguiente usuario da las gracias a Alriga por este mensaje tan útil:

    Jaime Rudas (02/04/2019)

  16. #9
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    Predeterminado Re: Irrefutabilidad epistemológica de la ley de conservación de la energía.

    Cita Escrito por Alriga Ver mensaje
    Sugiero que quizá sería mejor reconstruir la frase en algo parecido a ¿Por qué no abandonamos la Teoría General de la Relatividad a pesar de su falta de aplicabilidad en el ámbito cuántico?
    De acuerdo: lo de fallos suena algo brusco. Estaba pensando en las singularidades, entendidas como aquel lugar donde falla la teoría.

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