Si hubiera preguntado “¿Cómo afecta la masa a la curva del espacio-tiempo?”, Le habría pedido que leyera sobre la teoría de la relatividad general. Te hubiera explicado cómo tenemos algo llamado El tensor de estrés y energía y cómo explica la curva del espacio-tiempo, pero hay un pequeño problema: ¡No lo sabemos!
Entonces, en lugar de responder esa pregunta, déjame ayudarte diciéndote cómo funciona la física. Aquí hay una parte de The Feynman Lectures on Physics:
Las cosas que nos interesan en la ciencia aparecen en innumerables formas y con una multitud de atributos. Por ejemplo, si nos paramos en la orilla y miramos el mar, vemos el agua, las olas rompiéndose, la espuma, el movimiento del agua, el sonido, el aire, los vientos y las nubes, el sol y el sol. cielo azul y luz; hay arena y rocas de dureza y permanencia, color y textura diferentes. Hay animales y algas, hambre y enfermedades, y el observador en la playa; incluso puede haber felicidad y pensamiento. Cualquier otro lugar en la naturaleza tiene una variedad similar de cosas e influencias. Siempre es tan complicado como eso, no importa dónde esté. La curiosidad exige que hagamos preguntas, que intentemos juntar las cosas e intentemos comprender esta multitud de aspectos como tal vez el resultado de la acción de un número relativamente pequeño de cosas y fuerzas elementales que actúan en una variedad infinita de combinaciones.
Por ejemplo: ¿Es la arena distinta de las rocas? Es decir, ¿la arena no es más que una gran cantidad de piedras muy pequeñas? ¿Es la luna una gran roca? Si entendiéramos las rocas, ¿entenderíamos también la arena y la luna? ¿Es el viento un chapoteo del aire análogo al movimiento chapoteante del agua en el mar? ¿Qué características comunes tienen los diferentes movimientos? ¿Qué es común a los diferentes tipos de sonido? ¿Cuántos colores diferentes hay? Y así. De esta forma, tratamos de analizar gradualmente todas las cosas, para juntar cosas que a primera vista parecen diferentes, con la esperanza de que podamos reducir la cantidad de cosas diferentes y así comprenderlas mejor.
Hace unos cientos de años, se ideó un método para encontrar respuestas parciales a tales preguntas. La observación , la razón y el experimento constituyen lo que llamamos el método científico . Tendremos que limitarnos a una descripción simple de nuestra visión básica de lo que a veces se llama física fundamental , o ideas fundamentales que han surgido de la aplicación del método científico.
¿Qué queremos decir con “entender” algo? Podemos imaginar que este complicado conjunto de cosas en movimiento que constituye “el mundo” es algo así como un gran juego de ajedrez que juegan los dioses, y nosotros somos observadores del juego. No sabemos cuáles son las reglas del juego; todo lo que se nos permite hacer es mirar el juego. Por supuesto, si observamos el tiempo suficiente, eventualmente podremos entender algunas de las reglas. Las reglas del juego son lo que entendemos por física fundamental . Sin embargo, incluso si supiéramos todas las reglas, es posible que no podamos entender por qué se hace un movimiento en particular en el juego, simplemente porque es demasiado complicado y nuestras mentes son limitadas. Si juegas al ajedrez, debes saber que es fácil aprender todas las reglas y, sin embargo, a menudo es muy difícil seleccionar la mejor jugada o comprender por qué un jugador se mueve como él. Así es en la naturaleza, solo que mucho más; pero al menos podremos encontrar todas las reglas. En realidad, no tenemos todas las reglas ahora. (De vez en cuando sucede algo como el enroque que todavía no entendemos). Además de no conocer todas las reglas, lo que realmente podemos explicar en términos de esas reglas es muy limitado, porque casi todas las situaciones son enormemente Es complicado que no podamos seguir las jugadas del juego usando las reglas, y mucho menos decir lo que sucederá después. Por lo tanto, debemos limitarnos a la cuestión más básica de las reglas del juego. Si conocemos las reglas, consideramos que “entendemos” el mundo.
¿Cómo podemos saber si las reglas que “adivinamos” son realmente correctas si no podemos analizar el juego muy bien? En términos generales, hay tres formas. Primero, puede haber situaciones en las que la naturaleza ha organizado, o nosotros organizamos la naturaleza, para que sea simple y tenga tan pocas partes que podamos predecir exactamente lo que sucederá, y así podamos verificar cómo funcionan nuestras reglas. (En una esquina del tablero puede haber solo unas pocas piezas de ajedrez en el trabajo, y eso podemos resolverlo exactamente).
Una segunda buena forma de verificar las reglas es en términos de reglas menos específicas derivadas de ellas. Por ejemplo, la regla sobre el movimiento de un alfil en un tablero de ajedrez es que se mueve solo en diagonal. Se puede deducir, sin importar cuántos movimientos se realicen, que cierto alfil siempre estará en un cuadrado rojo. Entonces, sin poder seguir los detalles, siempre podemos verificar nuestra idea sobre la moción del obispo descubriendo si siempre está en un cuadrado rojo. Por supuesto que será, durante mucho tiempo, hasta que de repente descubramos que está en un cuadrado negro (lo que sucedió, por supuesto, es que mientras tanto fue capturado, otro peón cruzó para reinar, y se convirtió en un obispo en un cuadrado negro). Así es en física. Durante mucho tiempo tendremos una regla que funciona de manera excelente de manera general, incluso cuando no podemos seguir los detalles, y luego, en algún momento, podemos descubrir una nueva regla . Desde el punto de vista de la física básica, los fenómenos más interesantes son, por supuesto, los lugares nuevos , los lugares donde las reglas no funcionan, ¡no los lugares donde funcionan! Esa es la forma en que descubrimos nuevas reglas.
La tercera forma de saber si nuestras ideas son correctas es relativamente cruda, pero probablemente la más poderosa de todas. Es decir, por aproximación aproximada . Si bien es posible que no podamos decir por qué Alekhine mueve esta pieza en particular , tal vez podamos entender aproximadamente que está reuniendo sus piezas alrededor del rey para protegerlo, más o menos, ya que eso es lo más sensato en esas circunstancias. De la misma manera, a menudo podemos entender la naturaleza, más o menos, sin poder ver lo que cada pequeña pieza está haciendo, en términos de nuestra comprensión del juego.
Al principio, los fenómenos de la naturaleza se dividieron aproximadamente en clases, como calor, electricidad, mecánica, magnetismo, propiedades de sustancias, fenómenos químicos, luz u óptica, rayos X, física nuclear, gravitación, fenómenos de mesón, etc. Sin embargo, el objetivo es ver la naturaleza completa como diferentes aspectos de un conjunto de fenómenos. Ese es el problema en la física teórica básica, hoy: encontrar las leyes detrás del experimento; para amalgamar estas clases . Históricamente, siempre hemos podido fusionarlos, pero a medida que pasa el tiempo se encuentran cosas nuevas. Estábamos amalgamando muy bien, cuando de repente se encontraron radiografías. Luego nos amalgamamos un poco más, y se encontraron mesones. Por lo tanto, en cualquier etapa del juego, siempre se ve bastante desordenado. Se amalgama mucho, pero siempre hay muchos cables o hilos que cuelgan en todas las direcciones. Esa es la situación actual, que trataremos de describir.
Algunos ejemplos históricos de amalgamación son los siguientes. Primero, tome calor y mecánica . Cuando los átomos están en movimiento, cuanto más movimiento, más calor contiene el sistema, por lo que el calor y todos los efectos de la temperatura pueden ser representados por las leyes de la mecánica . Otra tremenda amalgama fue el descubrimiento de la relación entre electricidad, magnetismo y luz, que se descubrió que eran diferentes aspectos de la misma cosa, que hoy llamamos campo electromagnético . Otra fusión es la unificación de fenómenos químicos, las diversas propiedades de diversas sustancias y el comportamiento de las partículas atómicas, que se encuentra en la mecánica cuántica de la química .
La pregunta es, por supuesto, ¿será posible amalgamar todo y simplemente descubrir que este mundo representa diferentes aspectos de una cosa? Nadie lo sabe. Todo lo que sabemos es que, a medida que avanzamos, descubrimos que podemos amalgamar piezas, y luego encontramos algunas piezas que no encajan, y seguimos tratando de armar el rompecabezas. Por supuesto, se desconoce si hay un número finito de piezas y si hay un borde en el rompecabezas. Nunca se sabrá hasta que terminemos la imagen, si es que alguna vez. Lo que deseamos hacer aquí es ver hasta qué punto ha continuado este proceso de amalgamación, y cuál es la situación actual, para comprender los fenómenos básicos en términos del conjunto más pequeño de principios. Para expresarlo de manera simple, ¿de qué están hechas las cosas y qué pocos elementos hay?
A pesar de que. Su pregunta me pareció muy interesante y esta es la cosa más simple y más cercana que puede darle una idea de lo que está sucediendo:
