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El alma de la física teórica

El alma de la física teórica

Las matemáticas constituyen una herramienta de enorme potencia para entender las leyes del universo, como demostró de manera espectacular (por ejemplo) el descubrimiento en 2012 del bosón de Higgs, predicho en los años sesenta del pasado siglo. Sin embargo, un permanente y apasionado debate sobre el rumbo de la física teórica se pregunta por el vínculo entre la física y las matemáticas y, en particular, por si estas últimas no se habrán vuelto demasiado dominantes en dicha relación.

| etiquetas: física teórica , matemáticas , teoría estándar
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  1. #1 Bueno de hecho ya ocurrió. MIra a Kepler que tuvo que renunciar a su belleza matemática de los cuerpos platónicos y los círculos perfectos por las elipses a tenor de la evidencia empírica de las observaciones recopiladas de Marte por Tycho Brahe

    Ocurre que si tienes un modelo que resulta de la combinación de muchas otras cosas más fundamentales algo que emerge de otras cosas, puedes tener cierto orden pero también cierta desorganización o cierta arbitrariedad, desequilibrios etc por como se combina lo más fundamental
    A medida que nos acerquemos a algo más fundamental habrá menos mezcla de cosas diferentes, la belleza y armonía se hará notar y las simetrías. Precisamente porque has separado y organizado las cosas mejor...

    Es normal que se tienda a buscar ese orden y belleza, es decir esa visión de que se tiene lo más fundamental o se está cerca del mismo porque es lo que se desea y se cree que se puede alcanzar y está cerca

    El caso es que eso tan fundamental puede estar aún muy lejos y buscar estas bellezas y simetrías hacernos perder y desviarnos del camino
    UN ejemplo es el campo de higgs que es un campo escalar lo cual enturbia más lo ya enturbiado y no digamos si empiezan a aparecer campos escalares extra para lo que falta ...
    O ver el lagrniano del modelo estándar y ver que es demasiado artificioso y farragoso por tanto aún

    Como se cree que no ha de estar lejos el fundamento de todo se buscan modelos que encajen con esa visión y a la vez con lo conocido. Pero puede estar lejos... O no y realmente estar bastante cerca pero con algún que otro enfoque erróneo aún...

    A saber...
  2. "Orden y belleza", dicen... Caos débil y/o Caos absoluto. en último término es "Criticalidad autoorganizada", incluso aplicables a las variadas dimensionalidades "sociales"( y no invoco a Hari Seldon)
  3. #1 Gran parte de los postulados de la relatividad eran meramente teóricos en su momento. Ha sido posteriormente cuando se han ido verificando una a una las predicciones hechas por la relatividad.
  4. #1 Cuidado: que la velocidad de la luz es constante para todo observador, aunque es una premisa para la relatividad, es una conclusión del experimento de Michelson y Morley.
  5. Yo creo que lo que expone el artículo al plantear la relación entre física y matemáticas abre cuestiones de ámbito filósofo tanto ontológico como gnoseológico. Al menos cuestiones que tienen que ver con la filosofía de la ciencia. Y curiosamente también en el debate aparecen cuestiones estéticas sobre elegancia, sencillez, equilibro o proporción.
  6. #6 Tranquilo, se entiende, es que son (o eran) buenos: www.youtube.com/watch?v=bl2U1p3fVRk&feature=youtu.be
  7. La experimentación y la modelización matemática deben ir a la par y la una sin la otra es totalmente inútil. Debatir cuál es la principal y la que produce realmente el conocimiento es absurdo, son dos caras de una misma moneda. Este debate solo tiene sentido a la hora de otorgar más o menos reconocimiento a determinadas personas o hitos. Lo malo es que cuando el debate trata sobre la investigación actual, los desequilibrios pueden provocar que se destine más atención (dinero) a una u otra faceta. Ahora estamos viviendo una época de grandes avances tecnológicos y la experimentación se está beneficiando de ellos, por lo que acapara éxitos y titulares. Pero tal vez los próximos años traigan recortes en las inversiones en ciencia, y llegue la época de apagar los aceleradores de partículas y ponerse a trabajar con las pizarras. Quién sabe, puede que ahora mismo haya un fulano trabajando en una oficina de patentes en algún lugar del mundo, que en sus ratos libres está creando una teoría revolucionaria.
  8. #11 Pero son o no son? philosopher :shit:
  9. #9 ¿qué nos hace pensar que la belleza real en ciertas cosas —yo que sé, que hay 11, 21 o las que sean dimensiones, o que no haya saltos de escala— es la que pensamos nosotros?
  10. Einstein descubrió las leyes fundamentales del universo sin pisar un laboratorio ni mirar por un telescopio, así que nadie puede estar seguro de cual es el mejor camino.
  11. #9 la circunstancia es un caso especial de elipse, que es de hecho la fórmula generalizada.

    Una circunstancia es una elipse en la que sus dos centros coinciden :-D

    Gracias Lamé, por la generalización de la elipse.

    es.m.wikipedia.org/wiki/Elipse
  12. Si 3 de las 4 interacciones fundamentales del universo se explican con la mecánica cuántica y la otra (gravedad) tiene un rango de validez limitado (no funciona a la escala de Planck, donde los efectos cuánticos son no despreciables), una tiene derecho a preguntarse si existe una teoría cuántica de la gravitación. Es eso dejarse llevar por la belleza matemática? Acaso no son preguntas esenciales sobre los fundamentos de la física?

    Pues bien, si miro en el catálogo de las teorías cuánticas de gravedad, veo que la única que reproduce las ecuaciones de Einstein en un cierto límite y que da un valor finito para la amplitud de scattering de 4 gravitones (la hipotética partícula mediadora de la interacción gravitatoria) es la teoría de cuerdas. Y además es capaz de describir microscópicamente la entropía de Hawking.

    Y ésta es la situación hoy día. Si mañana hay otra teoría mejor, habrá que desechar las cuerdas sin remilgo alguno, como ha ocurrido a lo largo de la historia. Y ya está: ni milongas de matemáticas ni otras historias conspiranoicas...
  13. #2 cuando la evidencia habla las matemáticas se callan. Es así de simple :-) . Si no fuera así no sería ciencia.

    Si se usan matemáticas es porque no sabemos un lenguaje mejor.

    El problema y en esto soy un poco "pesimista" es que parece ser que la capacidad del ser humano es limitada o es que la naturaleza es como una cebolla con múltiples capas. Pero cuanto más descubrimos más complejo se hace todo y más preguntas sin respuesta aparecen.
  14. #11 Está la esencia humana erigida sobre matemáticas?
  15. #18 más que se callan es que se han utilizado premisas falsas.
    El conocimiento que disponemos es limitado. Prejuzgamos con lo que damos por hecho. Y sobre todo, creo que en lugar de ir al grano de.forma lógica y ordenada se.dan mil vueltas en la cabeza.durante años a cosas por aquello.de no estar claras. Por creencias por hacer aprender sin entender lo que se considera más útil.etc
  16. #18 Las matemáticas no hablan. Son un lenguaje, y describen. Cuenta cosas.
  17. #15 Ya lo habían pisado otros antes que él. El utilizó la imaginación y el lenguaje matemático para explicar sus observaciones.
  18. #11 Los informáticos ni aparecen :foreveralone: :troll:
  19. #17 Tienes una referencia? Por lo que he podido entender, ese límite no se ha encontrado
  20. #15 Bueno, eso es simplificar mucho. Einstein tenía una formación completa en física y matemáticas, así que por supuesto había pisado muchos laboratorios. Sin esa base dudo mucho que hubiera podido "funcionar mentalmente" como lo hizo.
  21. #17 Profesora Noether, ¿es usted?
  22. #7 eso es. Un problema clásico en cualquier tipo de ciencia, desde las denominadas coloquialmente "puras" (matemáticas o física por ejemplo) como para las otras (economía, biología, etc) es ser capaz de comprender sus propios límites. Al tratar de explicar fenómenos complejos solo desde sus propios postulados se pierde la visión de "qué es" y "qué no es" a lo que mi ciencia puede dar respuesta.

    Es un tema clásico en filosofía, propongo remontarnos a la categorización kantiana para comenzar a hilar "que une y que diferencia matemática y física" y de dónde pueden así aparecer sus incompatibilidades": el limite de las matemáticas lo marca su propia posibilidad de infinitud y no relación con la experiencia, ya que esta ciencia es producto de juicios sintéticos a priori que no necesitan confirmación en la realidad. Lo que la matematica puede mostrar cómo cierto puede no tener confirmación en la realidad, puede no llegar ni siquiera a haber existido. La matemática no necesita de confirmaciones fuera de sí misma. La fisica se encuentra así en un "brete": toma como base para mostrar sus postulados como universales a las matemáticas, pero a su vez necesita confirmar estos en la realidad. Para llegar a ser universal se hace "esclava" de las matematicas, y es aquí donde encontramos el limite: los teoremas físicos basados en modelos matematicos no tienen necesariamente por qué tener validez real...
  23. #29 decir que las matemáticas la describen mejor que cualquier otra cosa es muy absoluto. Describen algunas cosas mejor que otras eso es cierto.

    Las matemáticas nos sirven. Si mañana necesitamos otro lenguaje para describir lo que observamos pues se usa.

    De todas formas creo que confundes entender con describir. Entender es muy intuitivo describir es algo más objetivo. Sin intuición y ciertos convencimientos básicos no hay ciencia.

    Sé pueden entender cosas sin describirlas y describir cosas sin entenderlas.
  24. #31 Es curioso cómo Platón ya dijo que no entre en la academia quien no sepa geometría. La filosofía aguarda siempre al final, como esa reflexión última sobre lo real, el ente y el ser.
  25. #24 Pues es bastante viejo este resultado. El artículo original es
    www.sciencedirect.com/science/article/pii/0550321385905061?via=ihub

    pero puedes encontrar una explicación en cualquier libro de cuerdas. Una buena introducción aparece en el capítulo 7 de
    www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/string/string.pdf
  26. #34 de acuerdo en todo menos en lo último. la cuántica se describe y no somos capaces de entenderla. Igual que las transformadas de lorentz describen a la perfección ciertas propiedades. Pero nuestro entendimiento no llega. No digo nada de la relatividad general. Las matemáticas en 4D describen muy bien el espacio tiempo. Entender las cuatro dimensiones cuesta.

    Y viene de lejos Newton decía que no entendia como la gravedad funcionaba "a distancia" su ley solo describía lo que pasaba.

    Feynman dijo el famoso "shut up and calculate" en plan vale no lo entendemos dejamos de pajas mentales y hagamos caso a las matemáticas aunque no entendamos de que va la cosa, pero funciona.
  27. #36 Gracias por la referencia. Sin embargo, creo que ese lagrangiano de baja energía es para cuerdas bosónicas, que necesitan dimensiones mayores que 4. La queja que he leído siempre es que al introducir supersimetría y compactificar no se ha encontrado todavía una teoría efectiva realista, y sin supersimetría observada, ya no se la espera. Los contraargumentos, tipo no hay nada mejor, no parecían muy convincentes
  28. #38 Me has preguntado por las ecuaciones de Einstein, no es así? Pero lo que me preguntas es algo más. La importancia de la teoría de cuerdas reside en que es renormalizable y reproduce Einstein. Y ojalá hubiese más teorías así, pero no es el caso. Esto no significa que todo esté resuelto.

    Efectivamente, hay problemas para encontrar una teoría efectiva que describa un universo como el nuestro. Pero supersimetría no es el motivo. Uno de los motivos es que estas teorías efectivas no permiten soluciones con constante cosmológica positiva. Sin embargo, mucho queda por explorar. Ahora se están considerando modelos cosmológicos como quintaesencia, correcciones alpha', etc.

    Sobre supersimetría: cuidado que se están mirando los rangos de energía más bajos, que son a los que tenemos acceso. Queda un mundo por explorar. Y esto para la teoría de cuerdas es bastante bastante irrelevante. A las cuerdas les importa un pimiento cuál es el valor de la masa de la LSP (lightest supersymmetric particle).
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