¿Se puede avanzar la física con imágenes simples, postulados, principios, ideas y ecuaciones?

Answer 1

Discutiría si es realmente cierto que el trabajo de estos científicos se reduce a algunas ideas simples fundamentales.

Faraday es un poco diferente porque era un experimentalista y realmente bueno. Probablemente sea justo decir que la experimentación moderna suele ser mucho más compleja de lo que solía ser el caso; piense en LIGO o CERN o cualquier misión espacial, por ejemplo. Pero el enfoque es el mismo en esencia.

En cuanto a los demás, generalmente reducimos sus años de arduo trabajo a unos pocos principios y ecuaciones básicos. Tendemos a olvidar que Newton tuvo que inventar una rama entera de las matemáticas, el cálculo, en el proceso de derivarlas. Einstein pasó años aprendiendo el cálculo del tensor antes de tener las herramientas para unir la relatividad general, por lo que escribimos sobre bolas de boliche y láminas de goma para tratar de explicar lo que quiso decir (una analogía que puede ser engañosa). Las ecuaciones de Maxwell, como generalmente se escriben, no están en la forma en que las puso, porque las matemáticas que describen con más elegancia su teoría eran completamente nuevas en ese momento: eran cosas de vanguardia y es realmente asombroso que explicara las observaciones de Faraday y la electricidad unificada y el magnetismo. en el proceso.

En resumen, las ideas inteligentes y las ecuaciones finales son la parte del iceberg que se pega sobre la superficie. Al igual que hoy, la mayor parte de lo que hicieron estos científicos involucró una intensa abstracción matemática. El futuro traerá más ideas y ecuaciones, pero nunca parece ser así en ese momento. El éxito de estos científicos es raro y siempre lo ha sido.

Answer 2

Me parece divertido que alguien aquí cite a John Baez. Él es claramente parte del enfoque “matemático primero” de la física que ha fallado. Es la ausencia de imágenes tan claras lo que nos ha dejado con una teoría tan pobremente construida que se ha esfumado en su progreso. Curiosamente, cuando Einstein se enamoró demasiado de las matemáticas puras a expensas de las imágenes, su progreso se detuvo rápidamente.

Déjame ofrecerte un ejemplo específico. Durante más de 100 años se ha discutido la cuestión del impulso de la luz en un medio. Algunos todavía intentan argumentar que los diferentes enfoques dan resultados equivalentes si se consideran las condiciones límite adecuadas y la discusión es larga y difícil. A partir de un conjunto muy simple de imágenes, encontré las fuerzas medidas estándar bastante rápido, sin ambigüedades basadas en bcs. (¿No es un poco absurdo que el impulso dependa de bcs para diferentes enfoques?) Además, proporciona una agradable descomposición de las fuerzas y explica la velocidad del grupo y los flujos de momento directamente. [1406.5123v1] Dieléctricos exactamente solubles y la controversia de Abraham-Minkowskii

Tengo un enfoque similar desarrollado para la medición cuántica pero, como dijo Gauss una vez, “temo los aullidos de los banshees”.

Answer 3

En realidad, de eso se trataba siempre.

La física en realidad se basa en principios muy simples, principalmente es la simetría, pero hay otros.

Y todas las leyes que mencionó, consideradas antes fundamentales, pero ahora podemos derivarlas todas fácilmente y de una sola vez a partir de principios más fundamentales, como el principio de menor acción y la invariancia de Lorenz .

Lo que debe entender, principios, significa que son fundamentales, pero nunca significa que sean intuitivos o fáciles de entender.

Fundamental, significa que son tan básicos, que todo lo demás proviene de él.

Y la misma situación es en matemáticas, los llamados axiomas de ZFC que casi representan la base de las matemáticas, en realidad son bastante difíciles de entender y no muy intuitivos.

Además, en la antigüedad, las personas se referían a 1 + 1 = 2 como principio, mientras que más tarde se convirtió en el resultado de ideas más fundamentales de los axiomas de ZFC.

Finalmente, a pesar de todos los esfuerzos, hasta ahora, no podíamos axiomizar la física de la manera en que lo hicieron en matemáticas, en realidad, incluso las matemáticas tienen diferentes axiomazizaciones, y es posible que la física nunca se reduzca a un conjunto finito de axiomas o principios, y lo mismo para las matemáticas, esto se debe a los teoremas de incompetencia de Goudel . En breve, esta es una pregunta bastante complicada, filosófica y profunda.

Pero intuitivamente, siempre tratamos de reducir la física y las matemáticas a un pequeño conjunto de principios, y la teoría de todo debería ayudar en eso, pero hay muchos problemas por ahí …

Answer 4

El físico matemático, John Báez, comentó no hace mucho tiempo: ” No se pueden encontrar manzanas bajas “. Sospecho que esa es probablemente la opinión de muchos, que han pasado gran parte de su juventud en busca de la “vanguardia de la retirada”. ciencia “, lo ven por sí mismos, como inalcanzables. Personalmente, sigo creyendo que existe una simplicidad subyacente que aún no se ha descubierto, y que vale la pena seguir: John Wheeler lo expresó mejor:

” Detrás de todo,

Seguramente es una idea tan simple,

Tan hermosa,

Tan convincente

Que cuando finalmente lo entendamos,

Todos nos diremos el uno al otro,

¿Cómo podría haber sido de otra manera?”

Answer 5

No creo que la física haya sido avanzada por imágenes simples, postulados, principios o ideas. El problema que tengo es con su definición de la palabra “simple” y ciertamente nada de lo que hicieron Einstein, Maxwell, Faraday o Newton podría considerarse simple. ¿Alguna vez has mirado los Principia ? Newton inventó el cálculo, pero luego resolvió toda la mecánica usando solo geometría. Si lo hubiera hecho todo con cálculo, habrías visto muchas “fluxiones” y otras cosas raras de cálculo que ya no aprendemos (más o menos). Los documentos de Einstein sobre la relatividad especial son significativamente más turbios que nuestra comprensión actual, tan turbios que hay errores que no podrían haberse cometido hoy. Maxwell por triplicado (bueno, no hay errores hasta donde yo sé).

Lo que creo que estás experimentando es la evolución de nuestra comprensión de cómo funciona el universo y la lenta marcha hacia una claridad cada vez mayor en la forma en que hablamos de física. Como la mayoría de nosotros, está atribuyendo esa claridad a las personas que hicieron el descubrimiento inicial. También olvida que algunos de los conceptos que da por sentado, como la existencia de “campos” eléctricos y magnéticos, no son realmente simples, solo familiares. Como humanos, a menudo confundimos la familiaridad con la comprensión. Incluso los físicos lo hacen. También podría estar confundiendo brevedad con simplicidad.

Entonces, no, la física no puede avanzarse con ideas e imágenes simples. Pero nunca fue.

Answer 6

Claro que es posible. Pero tenga en cuenta que hoy en día hay millones de físicos más capacitados que en los tiempos de Maxwell, por lo que es increíblemente difícil encontrar algo simple que no haya sido probado e investigado por otra persona.