¿Qué piensan los físicos de la afirmación de XKCD de que todavía no entendemos la mecánica de patinar sobre hielo, apilar arena o pegar un globo a la pared?

Es solo una broma, pero es una broma con un punto. Puede dar descripciones aproximadas en cada uno de esos casos.

Pero el chiste se convierte en el nivel de tu comprensión.

Tomemos el caso del cabello, el globo y la pared: la explicación estándar es: los electrones se transfieren por fricción al globo desde su cabello. Su cabello está cargado positivamente después, y el globo está cargado negativamente. Cuando el globo se acerca a una pared, los electrones en la pared se alejan del globo cargado negativamente, por lo que hay una región creada con una carga neta positiva en la superficie de la pared. La atracción entre cargas diferentes es suficiente para sostener el globo contra la pared.

Ahora, esta es claramente una pregunta mucho más compleja de lo que parece. ¿Por qué deberían transferirse los electrones de tu cabello al globo? ¿Por qué no al revés? ¿Por qué la pared puede polarizarse lo suficiente como para atraer el globo? ¿Seguramente el globo también debe polarizarse? ¿Por qué los electrones no saltan de la superficie del globo a la pared?

Todas estas son preguntas extremadamente complicadas de responder, que tienen que ver con las propiedades eléctricas de cada material. En última instancia, estos no son problemas que puedan resolverse a partir de los primeros principios, por lo que en este sentido no los entendemos. Esto no quiere decir que no se pueda obtener ninguna comprensión: pero en este momento se trata de física compleja, física que bien podría pasar toda una vida tratando de comprender.

Todos los materiales son diferentes: tienen afinidad electrónica diferente, polarización diferente. Estas cantidades a granel son endiabladamente difíciles de calcular a partir de los primeros principios: y eso es lo que enciende el chiste.

La caricatura implica que en el mundo real los fenómenos aparentemente simples son en realidad muy complejos, y no podemos partir de una teoría de todo y nunca esperar dar explicaciones inteligibles de esos fenómenos.

Ahora, donde diverjo del empuje de la broma es en estar en total desacuerdo con algunos filósofos de la ciencia de que esto constituye un fracaso del reduccionismo en cualquier sentido importante. Nadie debería haber esperado que todos los problemas se resolvieran a partir de los primeros principios, que durante mucho tiempo se sabía que era un objetivo poco realista.

La búsqueda de una teoría de todo en lo que respecta a problemas como estos se ha terminado y ya ha tenido éxito.

La teoría básica ya está en su lugar para explicar tales cosas.

Realmente depende de su definición de “comprensión”. El hecho es que todas esas cosas son temas de interés de investigación actual en este momento, por lo que hay preguntas abiertas sobre patinaje sobre hielo, montones de arena (y material granular, en general), así como triboelectricidad (electricidad estática). De hecho, diría que la triboelectricidad, a pesar de ser lo primero que discutimos en su primera clase de electricidad y magnetismo, es la que menos se entiende. Todo lo que realmente tenemos son hechos empíricos y algunos intentos de teoría que no contienen mucha agua. A esto también agregaría que no entendemos cómo los pliegues, pliegues y arrugas de papel, cómo las flores controlan sus formas, etc.

El chiste es que una “teoría de todo” no sería muy explicativa. Es decir, una teoría que contiene todas las partículas e interacciones fundamentales, de las cuales uno podría, en principio, derivar todas las leyes de la física, no necesariamente conduciría a la comprensión de ningún fenómeno que realmente experimentemos día a día.

Esto se describe en un ensayo de Phil Anderson ( More Is Different . PW Anderson . Science, New Series, Vol. 177, No. 4047 (4 de agosto de 1972), 393-396) como una limitación del reduccionismo puro.

Desde mi punto de vista, todo mi programa de investigación se basa actualmente en tratar de comprender el fenómeno cotidiano olvidado.

Creo que la caricatura hace mal uso de la palabra “comprensión”. Intencionalmente confunde “entender todo” con “entender cualquier cosa”. En todas estas áreas, mucho ya se entiende. En todas estas áreas, hay más que se puede entender. Al menos en el caso de la arena que fluye, he conocido personas que estaban haciendo una investigación fundamental hace solo unos años. Sin embargo, ya entendemos lo suficiente como para lidiar con playas, dunas de arena, castillos de arena e incluso arenas movedizas.

El problema con el chiste es que refuerza el uso de la misma confusión para rechazar cualquier ciencia que no te guste. “Oh, no, el calentamiento global no es real porque no entendemos el clima”. “Oh, no, la evolución no es real porque no entendemos cómo las mutaciones crearon grandes cerebros”. Y así sucesivamente.

Hay muchos tipos de comprensión. Usar un significado de una palabra para confundir otros significados es sofisma.

Bueno, acabo de asistir a una conferencia científica la semana pasada (la Conferencia de Materia Líquida) donde tuvimos una charla sobre cómo funciona el patinaje sobre hielo.

Entonces, al menos, ese sigue siendo un tema en debate.

Puede haber una versión de las teorías que entiende un laico (es decir, lo que David Kahana escribe en su respuesta sobre la interacción electrostática) y esa podría ser la mejor explicación que los científicos tienen para ello. Pero eso no significa que no tenemos otras 300 preguntas y pruebas para validar esa teoría de algo, que no parece tan difícil a primera vista.

Creo que el gran Richard Feynman explica muy bien este punto. El entrevistador le pregunta cuál es el sentimiento que experimentamos cuando intentamos juntar dos imanes que se repelen entre sí.

Feynman, casi enojado, dice “¿Qué quieres decir con cuál es el sentimiento?” Y luego continúa para demostrar exactamente el punto que hace XKCD. Míralo, es puro genio:

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