A finales del siglo XIX, la física estaba cerca del final. Todo lo relacionado con el movimiento se resumió maravillosamente en forma de mecánica moderna, donde todas las ecuaciones de movimiento podían derivarse del principio simple y elegante de la menor acción. La termodinámica finalmente se entendió y, gracias a la física estadística, se explicó en términos del comportamiento mecánico de las partículas constituyentes. Todos los fenómenos electromagnéticos recibieron una explicación en forma de un conjunto de ecuaciones de campo elegantes, que como una ventaja adicional, también explicaron el comportamiento de la luz y la óptica. En resumen, aparte de algunos cabos sueltos menores e insignificantes, el gran proyecto llamado física estaba completo: académicos respetados aconsejaron a jóvenes estudiantes talentosos que dirigieran sus intereses a otros lugares, ya que la física era una disciplina muerta.
En cuanto a esos pequeños cabos sueltos insignificantes molestos: uno era la necesidad de conciliar la velocidad constante de la luz predicha por las ecuaciones de Maxwell con las reglas de la mecánica clásica. El otro problema más oscuro relacionado con la naturaleza de la radiación del cuerpo negro. Cuestiones muy menores, sin implicaciones prácticas de ningún tipo. ¿Quién hubiera pensado que en unos pocos años conducirían a una agitación completa de la física y a un período de descubrimientos teóricos que probablemente no tiene paralelo en el curso de la historia humana?
Hoy, en realidad, estamos mucho menos cerca de completar el gran proyecto de física de lo que pensábamos que estábamos hace 120 años. El modelo estándar de física de partículas es un logro increíble, pero tiene agujeros. Los neutrinos masivos, el problema de la jerarquía, de hecho, el origen de los hasta 26 parámetros adimensionales independientes que definen la teoría. E incluso si se resuelven estos problemas, se cree ampliamente que la teoría del campo cuántico subyacente pierde su validez a energías muy altas, y se necesita algo nuevo. Algo nuevo que puede estar relacionado con otro gran problema, el de unificar la teoría cuántica con la gravedad en todos los niveles de energía. La cosmología también se convirtió en una ciencia física adecuada con datos de observación utilizados para validar las teorías en el último medio siglo. Y tiene muchos problemas. ¿Ocurrió la inflación? ¿Qué pasa con el problema cosmológico constante? Y así.
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Estos no son cabos sueltos menores, como la velocidad de la luz y los problemas de radiación del cuerpo negro se creían que eran cabos sueltos menores en la década de 1890. Estos son problemas importantes que probablemente requerirán nuevas formas de pensar para ser resueltos.
Es cierto que algunas teorías se han vuelto muy complicadas. Pero las teorías fundamentales realmente no son tan complejas. Gran parte de la complicación, en mi opinión personal, proviene del hecho de que la forma en que se enseñan estas teorías remonta la historia a menudo complicada de su desarrollo. Aun así, los jóvenes académicos talentosos no tienen problemas para absorber el conocimiento acumulado de generaciones anteriores de físicos y hacen contribuciones significativas. El hecho de que, en la búsqueda algo ciega de una mejor comprensión, a veces terminemos con propuestas teóricas que son realmente demasiado complicadas, no debería inducirnos a error: las teorías que son intrínsecamente complejas tienden a no prevalecer, mientras que las que prevalecen pronto se expresan en forma más simple. . Un ejemplo perfecto es la teoría de Maxwell: en su forma original, era un horrendo conjunto de 20 ecuaciones, de apariencia tan complicada como la peor teoría moderna. Heaviside simplificó enormemente esto y escribió la teoría en notación moderna (cálculo vectorial). Luego, en el siglo XX, la teoría fue reexpresada en cuatro dimensiones y, en última instancia, utilizando el lenguaje de las formas diferenciales. Hoy, simplemente puedo decir: “Sea [matemático] A [/ matemático] un campo vectorial tres veces diferenciable en un 4 Lorentzian múltiple y [matemático] {\ rm d} [/ matemático] el operador derivado exterior. Luego dado [ matemática] F = {\ rm d} A [/ matemática], [matemática] {\ rm d} F = 0 [/ matemática] de forma idéntica Además, si el colector está dotado de una métrica, puedo formar la dual [matemática ] G = \ star F [/ math] y define la actual [math] J = \ star {\ rm d} G [/ math], que se conserva, como [math] \ star {\ rm d} {\ star J} = 0 [/ matemática] de forma idéntica “. Ahí, eso es todo lo que hay para la teoría electromagnética. Tres oraciones no terriblemente largas. No parece demasiado complicado, ¿verdad?