Es contradictorio. Todo lo que siempre he querido en física ha demostrado estar equivocado de alguna manera. Eso es lo que me encanta de eso.
No, lo digo en serio. Obtener una educación en física ha sido un ejercicio para aprender que la mayoría de las cosas que he aprendido en la escuela secundaria y que me resultan naturales simplemente no se detienen en un examen más detallado o son simplemente incorrectos aplicar. Y ni siquiera estoy hablando de relatividad especial o mecánica cuántica: estoy hablando de mecánica clásica simple y corriente, la primera vez que la gente aprende qué es la velocidad. Tantas “reglas” doradas: todas salen por la ventana en el momento en que no está hablando de algunos ejemplos de opciones.
Aquí hay una lista de las cosas que tuve que volver a aprender *:
- ¿Cómo afecta la gravedad a las partículas subatómicas?
- ¿Qué partículas viajan en c?
- ¿Por qué el bosón de Higgs interactúa con cada partícula de manera diferente?
- Modelo estándar de física de partículas: ¿por qué la escala de electroválvulas es de alrededor de 1 TeV?
- ¿Cómo creamos positrones?
- Las fuerzas no tienen que existir: las personas crecen escuchando sobre las fuerzas y piensan que son útiles, solo para pasar la mecánica newtoniana para descubrir la mecánica lagrangiana y hamiltoniana, ninguna de las cuales requiere fuerzas (solo potenciales) para describir el movimiento. No importa si hay una fuerza : la mecánica lagrangiana y hamiltoniana solo requiere que tomes el camino de menor acción (Acción (física)). Podrías olvidar la idea de que la fuerza tiene que empujar o arrastrar un objeto hacia un camino, que tiene que actuar sobre él cada segundo; puedes contentarte diciendo que el objeto puede ‘sentir’ dónde se minimiza la acción y va allí . Es una forma completamente diferente de ver las cosas, y es igual de correcto .
- Las leyes de Newton no son válidas en algunos cuadros: la segunda ley del movimiento (que la omnipresente [matemática] F = ma [/ matemática]) no se cumple en los marcos rotativos: hay que introducirlos a mano (o cambiando a un sistema de coordenadas rotativo) , que no es un movimiento intuitivo), la ‘fuerza’ centrífuga y una ‘fuerza’ de Coriolis simplemente para explicar su movimiento, ninguno de los cuales existe para un observador no giratorio. El observador no giratorio los percibe a todos en la dirección opuesta: la fuerza centrífuga en el marco giratorio se convierte en la fuerza centrípeta para alguien que no está girando. Esta es la razón por la cual la luna no cae en la Tierra, aunque de manera muy intuitiva debería ser de acuerdo con Newton, ya que una fuerza hace que se acelere hacia adentro en todo momento (solo hay mucho que puede hacer el impulso hacia adelante). Para la luna, existe una fuerza centrífuga que se opone a su caída; Los observadores de la Tierra perciben lo mismo que una fuerza centrípeta, y se preguntan por qué aún no ha chocado con nosotros. (De hecho, se está alejando / a nosotros es porque he asumido por el momento que los otros términos en la transformación de marcos de referencia rotativos a no rotativos son cero; en realidad, esto no es cierto, y estos los términos permiten órbitas no estables). Hay una razón por la cual las ecuaciones de una órbita se derivan utilizando el marco lagrangiano, en lugar del newtoniano. ()
- La conservación del momento no siempre es cierto: la gente piensa que la conservación del momento siempre es válida; luego leen el libro de texto de Griffith sobre electrodinámica y descubren que ejemplos muy simples (tan simples como dos partículas cargadas que se mueven paralelas entre sí) no exhiben esto : Existen numerosos casos en la electrodinámica donde no se sostiene, todo debido a esa plaga, el magnetismo, que no ejerce una fuerza igual y opuesta de la forma en que Newton quisiera que se produjeran todas las colisiones. No, para conciliar esto, debe postular que los campos mismos transportan energía e impulso , y que la suma de esto y las cantidades correspondientes de las partículas siempre se conserva. ¡Imagina! ¿Campos con impulso y energía? ¡Extraordinario! ¿Cómo se ve eso? ¿Cómo puede un campo demostrar las propiedades de los objetos materiales? Tienes que esperar hasta la teoría del campo cuántico para resolver esto, pero imagina lo extraño que debe ser concebir el espacio vacío como algo que transporta energía e impulso (que casi siempre está asociado con objetos en movimiento).
- La energía se puede crear de la nada: la gente piensa que la energía siempre se conserva, nunca se crea ni se destruye; luego leen sobre la relatividad general y descubren que esto no es cierto: cambiar El espacio-tiempo cambia la energía de las partículas que se mueven a través de él. Los cambios de color rojo y azul ocurren debido a esta pérdida de energía. El principio más sagrado, sagrado e intuitivo en toda la física, algo que se enseña a los estudiantes de secundaria, se viola de manera constante y constante, ¿no es maravilloso? (La energía no se conserva para aquellos que no me creen, felicitaciones a Barak Shoshany por presentarme esta notable idea).
- La entropía no tiene absolutamente nada que ver con el desorden : esta es la asociación más engañosa de la historia. Es una forma muy intuitiva de pensar en la entropía, ya que las propiedades de uno y otro parecen coincidir muy bien, pero, dejando de lado el defecto muy obvio de que no hay una definición significativa de trastorno en la física, hay sistemas donde la entropía es aumentaron a pesar de que parecen pasar de estados menos ordenados a más ordenados: las soluciones sobresaturadas, por ejemplo, pueden congelarse espontáneamente en cristales con una disminución asociada de la temperatura. Un sistema pasa de un orden (líquido) menos ordenado a uno más ordenado (¡cristales!) Mientras la temperatura disminuye, ¡y aún así la entropía (debe) aumentar! Esto simplemente no es un aumento en el desorden, no importa cómo lo veas, a pesar de las apariencias.
Y ni siquiera he comenzado a hablar de relatividad especial o mecánica cuántica, donde la intuición es pateada en los dientes o sale volando por la ventana: donde los operadores se vuelven de rigor y de repente todas las leyes de Newton deben modificarse.
El objetivo de esta larga publicación es esta: la intuición es lo único que un físico debe sacrificar para apreciar realmente su campo. Paul Dirac escribió sobre las trampas de la intuición y cómo lo había llevado muy por mal camino en sus primeros años: abandonó la intuición como una fuente significativa de conocimiento, criticó a los físicos que aún continuaban pensando que la intuición era de alguna manera necesaria, e insistió solo que una teoría debería ser matemáticamente consistente. De hecho, imagino que esta fue la razón por la que obtuvo una reputación tan formidable como matemático: la intuición era un juego de idiotas, y no quería ser parte de ella.
En cualquier caso, disfruto de la física debido a esta extraña propensión que tiene para sorprenderme.
* Una nota sobre el lenguaje utilizado aquí : la mayoría de los físicos no estarían de acuerdo con mi elección de fraseo para algunas de estas afirmaciones. Una redacción mejor y más precisa sería: el impulso y la energía siempre se conservan, es solo que hay que expandirse para incorporar energía de otras fuentes, como sucede en la relatividad general y en la electrodinámica. Si bien esto es absolutamente cierto, también frustra el propósito: ninguna de esas fuentes de energía es intuitivamente obvia. No encajan en nuestra imagen de un universo en armonía con Newton, a pesar de que esa es la imagen que todos deben sacar de la escuela secundaria.
