¿Qué es la “imagen física”?

En física no es suficiente hacer matemáticas y llegar a un resultado final sin saber lo que estás haciendo. La física no es matemática, necesita una intuición de cómo la naturaleza realmente funciona con las matemáticas como herramienta. Richard Feynman describe en “¡Seguramente estás bromeando, señor Feynman!” la diferencia siguiendo los libros de texto por letra y siguiendo ciegamente las matemáticas y haciendo física real.

Él está visitando una universidad dando una conferencia y dice:

“Luego levanté el libro de texto de física elemental que estaban usando.” No hay resultados experimentales mencionados en ninguna parte de este libro, excepto en un lugar donde hay una pelota, rodando por un plano inclinado, en el que dice qué tan lejos llegó la pelota después de un segundo, dos segundos, tres segundos, y así sucesivamente. Los números tienen “errores”, es decir, si los mira, cree que está viendo resultados experimentales, porque los números están un poco por encima, o un poco más abajo, los valores teóricos. El libro incluso habla de tener que corregir los resultados experimentales, muy bien. El problema es que, cuando calcula el valor de la constante de aceleración a partir de estos valores, obtiene la respuesta correcta. Pero una bola rodar por un lugar inclinado, si realmente se hace , tiene una inercia para que gire y, si realiza el experimento , producirá cinco séptimos de la respuesta correcta, debido a la energía adicional necesaria para entrar en la rotación de la pelota. Por lo tanto, este único ejemplo de expe Los “resultados” rituales se obtienen del experimento falso . ¡Nadie había rodado una bola así, o nunca hubieran obtenido esos resultados! ” [Página 217]

Luego continúa diciéndoles a los estudiantes que si eso fue todo para la física, entonces solo están memorizando cosas en un lenguaje matemático pero no hacen ciencia real. Este es el peligro que todos los estudiantes deben aprender. Sin una imagen física de lo que realmente está sucediendo en el mundo, las matemáticas son solo números, números hermosos, pero no ciencia.

Ser capaz de hacer cálculos es una cosa, pero no tener que hacerlos es otra muy distinta. La imagen física esencialmente significa que puede visualizar el problema e intuitivamente saber bastantes cosas al respecto de inmediato.

Me gustaría poder hacer los cálculos necesarios para poder determinar cuándo encajan dos piezas del rompecabezas al examinar sus bordes, y tener una imagen física para poder ver el rompecabezas completado al mirar todas las piezas juntas.

“Imagen física” es un término vago. Significa una comprensión intuitiva del sistema físico en estudio; Tener una idea cualitativa de lo que sucede y por qué, qué fenómenos son importantes y cuáles no. Por ejemplo, si piensa en una carga puntual que está en reposo hasta un tiempo [matemático] t_0 [/ matemático], y luego comienza a moverse a una velocidad constante, puede saber de inmediato que el campo electromagnético a una distancia [matemática] d [ / math] no cambiará hasta el tiempo [math] t_0 + d / c [/ math] (donde [math] c [/ math] es la velocidad de la luz), simplemente porque esa es la velocidad a la que se propagan las ondas electromagnéticas. Calcular la forma exacta de la perturbación requiere más trabajo.

Debo decir que soy muy escéptico de que “grandes físicos” hagan que esta afirmación sobre la imagen física sea más importante que el cálculo matemático. ¿Qué físicos afirman esto?

Soy escéptico porque, para los físicos teóricos, los dos están muy fuertemente entrelazados. La física, al menos más allá del nivel de la escuela intermedia, se expresa en lenguaje matemático. De hecho, las matemáticas son el único lenguaje en el que se pueden expresar correctamente. Debido a esto, los físicos teóricos a menudo tienen intuiciones sobre las ecuaciones que describen su sistema particular, y esto a su vez conduce a intuiciones sobre el sistema en sí. Pensar en la física sin las matemáticas no te llevará demasiado lejos.

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