La corrección de las teorías
Las teorías físicas no son correctas. ¿Quién no nos dice que dentro de 100 años no nos cambian el panorama de la física como lo hizo Einstein con las leyes de Newton? ¿Cuántas veces no habéis oído esas preguntas u os las habéis planteado vosotros mismos … y no habéis sabido contestar?
Es curioso lo que el genial Lord Kelvin nos tenía que decir en 1901:
La física es un conjunto perfectamente armonioso y en lo esencial acabado, en el que sólo veo dos pequeñas nubes oscuras: el resultado negativo de la experiencia de Michelson – Morley y la catástrofe del ultravioleta de Rayleigh Jeans.
Pues bien, la primera nube oscura se soluciona con la Teoría de la Relatividad y la segunda con la Teoría Cuántica. ¿Quién le iba a decir a Lord Kelvin que esas dos pequeñas nubes oscuras cambiarían por completo el panorama de la física?. El problema de este razonamiento es que una teoría no es correcta o incorrecta, sino que existen términos medios de corrección. En física, la verdad absoluta no existe. Las teorías predicen los resultados con mayor o menor exactitud. Aquí es donde radica el fallo de las argumentaciones. Si alguien os pregunta cuánto son 2 + 2 y respondéis 5 o 1000, ambas son incorrectas pero, ¿a que está más cerca de la corrección el 5 que el 1000?. Pues esto mismo sucede con cualquier teoría física que exista.
Por ejemplo, al principio, se creía que la Tierra era plana y había buenas razones para creerlo. En un entorno pequeño todo parece plano, salvando las montañas y los valles; pero en general la Tierra parece plana. El problema se empezó a ver cuando se fueron a distancias mayores. Había que hacer correcciones. La Tierra presenta una curvatura de 5 m por cada 8 km que corresponde a 0,625 metros por kilómetro. El problema es que ese 0,625 está más cerca de la corrección que el 0 que sería si fuera plana. Esa mínima corrección hace que la Tierra sea redonda.
No obstante, ¿es esférica?. Por lo menos no es esférica en el sentido matemático de la palabra. Está achatada por los Polos debido a la rotación de la misma sobre su eje. El diámetro es de 12.756 km en el ecuador y de 12.713 km en los polos, lo que hace un esferoide en vez de un esfera. Es sólo un 0,34%; ¿están equivocados los que dicen que la Tierra es esférica?. No, simplemente, son menos exactos. De hecho, tampoco es en realidad un esferoide exacto. En 1958, el Vanguard I midió la atracción gravitatoria local. Se comprobó que el hemisferio Norte tiene algo menor radio que el polo sur, algo que se mide en metros y no en kilómetros. Las correcciones a la curvatura de la Tierra son del orden de millonésimas de centímetro por kilómetro. Por tanto la Tierra es una especie de pera. Pero decir que están igual de equivocados es equivocarse de verdad.
Y no digamos la relatividad y la teoría cuántica. Cuando alguien dice que la ley de la Gravitación Universal de Newton es falsa porque la correcta es la de Einstein está hablando de medidas que no pueden observarse a no ser que se hable de partículas elementales. Por ello tardaron tantos años en darse cuenta. ¿Queréis recuperar la teoría clásica y las transformaciones de Galileo y las leyes de Newton? Pues haced la velocidad de la luz infinita. La diferencia entre infinito y un número muy grande es lo que hace que una teoría sea más exacta que la otra. O lo que es lo mismo: la luz tarda en recorrer un metro 0,0000000033 segundos. La diferencia entre esos segundos y cero es lo que hace que las transformaciones de Galileo sean inexactas. Lo mismo sucede con la teoría cuántica. En ella se afirma que la energía no cambia de forma continua sino que cambia a saltos. Dichos saltos son, como mínimo de la constante de Planck, que es una constante pequeñísima (es 0.000000000000000000000000000000000626 J*s). La diferencia entre esto y cero hace que la teoría cuántica corrija la clásica.
Otro ejemplo está en teorías como la deriva de los continentes. Los continentes europeo y americano se alejan a razón de centímetros por año. La diferencia entre esos pocos centímetros y cero es la que pone en marcha el proceso de la deriva continental. Lo mismo sucede con las mutaciones en la evolución. Son procesos tan lentos en el tiempo que son apenas perceptibles por el hombre; pero no son exactamente cero, sino ligeramente por encima de él. Es por ello que costó tanto que estas teorías fueran aceptadas.
Otro tema muy diferente es que debido a estas pequeñas correcciones hayamos de replantearnos la filosofía con la que actúa la Naturaleza. La diferencia entre 0 y 0.625 hace que la Tierra sea totalmente diferente; la corrección entre cm por año y 0 es que existe deriva de los continentes; la corrección entre que luz tardara 0 o recorrer un metro en 0,0000000033 segundos hace que haya estrellas y bombas atómicas. En resumen, las pequeñas correcciones implican profundos cambios en nuestra concepción de la Naturaleza.
¿Hemos de abandonar la física clásica? ¿Significa ello que hemos de abandonar las leyes de Newton y utilizar ecuaciones relativistas?. En absoluto. En la vida cotidiana los errores debido a cálculos clásicos tienen un error tan pequeño que es imperceptible. De hecho, todavía utilizamos los planos para desplazarnos en coche (bueno, ahora ya el GPS) e introducimos en los ordenadores ecuaciones de Newton para enviarlos a la Luna o a los extremos del sistema Solar. Pero si eres de los que piensan que deberíamos cambiar las ecuaciones de Newton en los ordenadores de las naves espaciales y emplear las ecuaciones de la Relatividad, con la complejidad, problemas añadidos y potencia de cálculo requerida, permíteme decirte el Voyager II, en un viaje de aproximadamente 8 años, llegó a Urano con un segundo de diferencia sobre el horario previsto. Un error del 0,0000004%.
Nada mal para una teoría incorrecta, ¿no crees?
Fuente:
“El secreto del Universo y otros ensayos científicos”, Isaac Asimov
El día 25 de abril de 2005 a las 20:40
No estic del tot d’acord
que les teories siguin més o menys correctes si te n’adones és perquè els mètodes de medició son cada vegada més acurats i per tant les ments preclares tenen una millor base sobre la qual argumentar els seus models de la realitat o sigui, les teories.
i a tu?
El experiment de Michelson-Morley entre moltes més coses va permetre que Albert Einstein poguès formular la teoria de la relativitat, ja que si el raig de llum no es veia afectat per la velcitat del sistema terra era que… Creus que sense aquest experiment ho hauria pogut fer? Jo crec que no, per tant no és que tinguem teories equivocades, sino medicions poc acurades i aquí entra el principi d’incertesa i hale… ja l’hem liada XD
Quina sort del caos i els atractors, sino seria massa avorrit tot, un món de Laplacians determinista i determinat… bah! m’agrada més l’aventura incerta
El día 26 de abril de 2005 a las 12:46
Hola. Gràcies un altre cop.
És cert que la medició cada dia es fa millor. Però has de saber que quan l’Einstein va fer el seu article al 1905 de la teoria de la relativitat no coneixia l’experiment Michelson-Morley. Va sortir de la seva imaginació. Impressionant, oi?
El que pasa es que de vegades, una teoria es veu totalment afectada a nivell fil·losòfic perquè no s’ajusta del tot als resultats experimentals, que són les coses que no li quadraven al Kelvin.
El principi d’incertessa no és pels errors dels aparells de laboratori, sinò que és inherent a la pròpia Natura. Un dia ho haig d’explicar (mare meva, en una plana!!).
A mí també m’agrada l’aventura incerta i per tant, la quàntica … però em fot molt no conèixer al 100% còm funciona la Natura
Des d’aquí demano una cacerolada per pressionar als físics. Volem una teoria del tot ja!!
Apa, Salut!
El día 26 de abril de 2005 a las 15:18
Sembla que ara estan fent nussos amb cordes i megacordes
i ja sé que el principi d’incertesa no és per la precisió de les mesures sino perquè (a grosso modo) al mesurar posició variem velocitat i al mesurar velocitat variem posició, per tant no podem tenir totes les dades a l’hora i això crea una incertesa, em sembla que va ser Einserber (o algo així) qui ho va postular.
No conèixer al 100% el funcionament de la natura?? jo ja em conforma amb conèixer un 15% del funcionament dels èssers humans XD
Gràcies a tu per les gotes de ciència. Per cert, m’han regalat “Lo que Einstein le contó a su barbero” XD ves per on…
El día 26 de abril de 2005 a las 18:48
Hola. Només volia dir que no és cert que al mesurar la velocitat variem la posició, i a la inversa.
El que si que és cert és que en mesurar la posició introduÏm una incertesa en el moment, i en mesurar el moment la introduïm en la posició. No podem arribar a saber totes dues simultaniament.
Salut, V.
El día 26 de abril de 2005 a las 18:53
Per cert, qui va definir el principi d’incertesa era en Heisenberg.
El día 27 de abril de 2005 a las 12:36
Hola a tots.
Potser la paraula “introduïr” una incertesa no sigui del tot correcte. Podríem dir millor que el procés de mesura té una incertesa intrínseca.
D’altra banda, VdBdC, no sé exactament a qué et refereixes que al mesurar la velocitat variem la posició, i a la inversa. El que sí està clar es que per fer una mesura hem de perturbar el sistema, i el canviem. Tant si mesurem posició com velocitat, la partícula queda afectada.
Parò deixarem això per un altre dia. Promés.
Ah!, Voltaire- si t’agrada aquest llibre, m’ho dius, que jo també estic interessat.
Apa, Salut!
El día 27 de abril de 2005 a las 17:34
El que vull dir és que en aplicar l’operdar moment, o l’operador posició a la funció d’ona de la partícula trobarem un estat propi d’aquesta, que no té per que ser-ho simultàniament de l’altra magnitud que estem mesurant. És per això que en mesurar podem ‘clavar’ una magnitud però no l’altra.
Salut!, VdB.
El día 27 de abril de 2005 a las 17:54
Cert, els operador posició i moment no conmuten, però a mí m’agrada donar un sentit més físic i no tan matemàtic.
Pensa que poca gent que no estigui en “el mundillo” coneix aquests conceptes.
Ja veig que tú sí
El día 27 de abril de 2005 a las 18:02
Alguna cosa en sé.
Les explicacions divulgatives estan bé, però no s’acaben d’ajustar a la realitat. La Quàntica és com és, no és pas més fàcil del que és.
Una vegada un professor de Quàntica ens va dir que no era just fer una Quàntica fàcil, doncs tal com he dit abans la FQ té la dificultat que té, i rebaixar el nivell no porta enlloc, com a molt serveix per a fer divulgació.
I estic segur de que saps que a la FQ si no fas servir els termes amb la propietat addient tard o d’hora et liaràs.
El día 28 de abril de 2005 a las 08:33
El llibre… doncs això, divulgació a nivell de carrer, hi ha coses curioses i altres menys curioses, no mata però val per tenir una mica de base i qui sap, pot ser comences per aquest llibre que és entenedor i passes a bellugarte per equacions de camp i derivades parcials XD jo en base a les meves limitades capacitats em quedo en “pillar” quatre conceptes que m’ajudin a entendre a grosso modo allò que trepitjo i si algun tema em toca la fibra ja indago
(la bata blanca, les ulleres de cul de got i la barba les posa cadascú)
I VdBdC en tots els camps de la ciència si no fas servir els termes amb propietat t’acabes liant perquè el mètode científic inclou la terminologia
El día 28 de abril de 2005 a las 10:11
Et puc assegurar que no porto ni bata blanca, ni ulleres ni barba.
De fet la meva feina actual està allunyada de la ciència. En canvi, la que tenia abans si que tenia molta vessant científica.
Salut, VdBdC.