¿Por qué no hay grandes teorías innovadoras en física desde la década de 1940?

Oye … Tienes razón … Al pensar en ello, tuvimos algunos momentos aburridos últimamente …

No desarrollamos el modelo de Ising para la teoría del magnetismo en 2D.
No encontramos el pion.
No creamos una teoría de campo cuántico relativista de la electrodinámica.
No hemos inventado el láser y el maser.
No descubrimos el neutrino electrónico.
No encontramos la transformación de paridad.
Finalmente no hemos explicado el fenómeno de superconductividad.
No hemos pronosticado ni confirmado el papel de la topología en la mecánica cuántica.
No hemos explicado la fuerte fuerza nuclear.
No encontramos el muon neutrino.
No predecimos los quarks.
No hemos unificado la débil fuerza nuclear y las interacciones electromagnéticas en la interacción de electrodébil.
No hemos descubierto el problema del neutrino solar.
No descubrimos los púlsares.
No desarrollamos muchas teorías de la materia oscura.
No hemos inventado todo el modelo estándar de física de partículas.
No hemos descubierto ni explicado la superfluidez.
No hemos hecho la predicción de la radiación de Hawking.
No descubrimos la supersimetría.
No creamos las primeras computadoras cuánticas.
No hemos observado el efecto Hall cuántico entero.
No propusimos la teoría cosmológica de la inflación.
No hemos descubierto la dualidad T.
No hemos descubierto el bucle de gravedad cuántica.
No hemos observado el efecto Hall cuántico fraccional.
No encontramos el condensado de Bose-Einstein.
No creamos la teoría de la cadena de matriz.
No creamos la teoría M.
No propusimos el modelo Randall-Sundrum.
No verificamos la simetría del espejo.
No observamos la aceleración del universo.
No hemos ralentizado la luz a unos pocos metros por segundo.
No hemos visto la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson.
No encontramos el bosón de Higgs.

Una pregunta de la forma “por qué X” generalmente X es verdadera. Esta X es absolutamente absurda. Se ha realizado más física desde 1970 que toda la física realizada antes, y en términos de física fundamental, los mayores avances importantes se produjeron en la década de 1990, que no fue hace mucho tiempo.

Creo que el problema principal es que estás buscando física “gee whiz”, del tipo en el que de repente comienzas a pensar en el universo de una manera completamente nueva. El genio de la física de principios del siglo XX fue la Relatividad y la Mecánica Cuántica, y tenía un buen equipo de propaganda y sólidos resultados experimentales. La física de Gee Whiz de nuestro tiempo es la teoría de cuerdas, que no tiene resultados experimentales para guiarla, por lo que tiene muchas cosas incorrectas molestas adjuntas (grandes dimensiones adicionales y Randall Sundrum) y estas cosas obtienen toda la propaganda. La teoría de cuerdas es más teóricamente sutil que la mecánica cuántica y la relatividad, y es la culminación de ambas, en el sentido de que hace una teoría coherente de la gravedad cuántica que da vuelta la concepción del espacio-tiempo de una manera que está más allá de la relatividad. , es difícil explicar lo que son en un lenguaje claro para los laicos. Revela que la descripción fundamental es sobre horizontes, no en el espacio-tiempo, e implementa el principio de Mach de manera precisa, después de un siglo de especulación y medidas a mitad de camino. El universo de repente se convierte en una proyección de los búndares asintóticos, y dejamos de pensar en sectores no observables y soluciones globales de Relatividad general, y hacemos una imagen observable consistente.

Ignoraré la física gee-whiz (aunque ha habido más en los años ochenta y noventa que en cualquier otro momento), y me centraré en otros tres desarrollos revolucionarios:

1. Física del vacío de Nambu: ¡el vacío está lleno de cosas!

En la década de 1950, Heisenberg seguía y seguía una teoría de todo lo que solo había un campo fermiónico y, sin embargo, de alguna manera se suponía que todo lo demás estaba formado por bilineares fermiónicos. Era difícil entender de qué estaba hablando y, en su mayoría, no tenía sentido, pero el núcleo de la idea era la simetría espontánea que se rompía en el vacío, lo que produce excitaciones bilineales fermiónicas efectivas que vemos como partículas reales. Esta idea es cierta y nunca se reveló al público.

En la década de 1950, Landau demostró que un condensado de Bose-Einstein de un campo escalar cargado crea superconductividad. Este fue un modelo fenomenológico, porque no tenemos bosones cargados sin espinas en los materiales, pero fue la idea esencial de lo que estaba sucediendo. En 1957, Bardeen Cooper y Schriefer mostraron cómo un condensado fermiónico puede producir un condensado bosónico a partir de pares de Fermion, incluso cuando la fuerza de atracción es demasiado débil para formar pares de unión reales que se condensan. Nambu estudió estas cosas y deseaba aplicarlo a la física de alta energía.

En 1960, Nambu propuso que el vacío está lleno de material fermiónico, y que la manifestación de este material en el vacío es que tenemos piones ligeros. Esta idea explicaba la masa y la naturaleza de las interacciones de los piones, y se reveló que el bilineal fermiónico era pares de quark. La teoría de la ruptura de la simetría espontánea en el vacío QCD se refinó en una teoría cuantitativa en las reglas de suma Shifman-Vainshtein-Zakharov de 1978, que mostró cómo determinar cuantitativamente los condensados ​​de pegamento al vacío. Wilson desarrolló la red QCD, que dio una imagen de estos condensados.

El vacío no vacío también condujo al mecanismo de Higgs, y esto es superconductividad en el vacío. Es una idea central que no se anuncia adecuadamente, francamente porque mucha gente no lo entendió en la década de 1960, no lo creía en las décadas de 1970 y 1980, y lo suprimió con la esperanza de que Nambu desapareciera en la década de 1990. Finalmente le dieron el premio Nobel.

Además de Nambu, también hubo Goldstone, Gell-Mann y Levy, Brout y toda la gente de Higgs, quienes contribuyeron a esta idea, junto con otros.

2. Física del trastorno: localización de Anderson.

En 1957, Anderson descubrió el fenómeno de la localización: con suficiente desorden, una partícula cuántica no se deslocalizará sobre un metal, sino que se localizará en estados unidos en varios puntos, de manera fractal. El fenómeno de la localización no solo es relevante para los electrones cuánticos, tiene análogos en la difusión en el desorden, y es un descubrimiento con enormes implicaciones en todos los campos de la ciencia.

Para dar un ejemplo relevante: las cuasiespecies de la evolución del virus son un ejemplo de localización de Anderson, es la localización de Anderson en el espacio de secuencia de ADN: las secuencias siguen mutando (difusión) en un potencial desordenado (aptitud de selección) y la alta tasa de mutación produce un secuencia promedio estable (el centro del estado enlazado) a pesar de ser completamente contradictorio.

La física del desorden se asocia también con el trabajo revolucionario de Parisi. Este campo no existía y ni siquiera se imaginó en 1940.

3. Física de la renormalización: Wilson, Kadanoff, Fisher, Mandelbrot

La idea de la invariancia de escala con correcciones de no linealidad surgió del programa de renormalización de Bethe, Stueckelberg, Schwinger, Feynman, Tomonaga, Dyson. La elaboración de esto por Zimmerman demostró que tiene un nuevo álgebra de campos locales.

El resultado fue una reinvención completa de la geometría, como explica Mandelbrot, donde se revela que la invariancia de escala es el parámetro central que describe cuán irregulares son las cosas. Las formas emergentes de las cosas físicas se revelaron más naturalmente como aquellas cosas que se reproducen a gran escala. Las percepciones geométricas con respecto a las cosas ordinarias fueron enormes: se miran los vasos sanguíneos y las nubes, y se ve que se ajustan a un marco ordenado, mientras que antes se ven como un enredo.

Este programa atrajo la mayor parte de la atención de los físicos académicos en los años setenta y ochenta. incluye el impresionante análisis de Belavin, Polyakov, Zamolodchikov, de teorías bidimensionales que revelaron todos los puntos fijos posibles con un número finito de grados de libertad, y dio predicciones para las dimensiones de escala fractal en el caso bidimensional, que resultó ser Ser números racionales.

Hay muchos más descubrimientos que no han llamado la atención de todo el campo como lo hicieron estos tres. La cantidad de física descubierta desde 1940 eclipsa absolutamente la física descubierta antes, pero no se puede explicar al público hasta que se dan cuenta de la pelota y aprenden las cosas matemáticas de antes de 1940, porque todas las cosas posteriores se basan en ella. Dado que el público se ha negado a mantenerse al día, las popularizaciones están estancadas con las cosas simples de la era anterior.

Permítanme presentar una definición de teoría innovadora que sería coherente con esta pregunta. Una teoría innovadora debe 1) desafiar la metafísica existente de la comunidad de la física y 2) introducir una nueva forma de ver problemas complejos fuera de la física.

El período de principios del siglo XX produjo dos de estos cuerpos de trabajo. La relatividad volcó la creencia de la comunidad física de que teníamos una comprensión firme de todos los mecanismos fundamentales de la naturaleza. También inspiró movimientos en el relativismo posmoderno en diversos campos como la filosofía y el arte. La Mecánica Cuántica también refutó la idea de que el universo estaba en un nivel fundamental completamente determinante e independiente de la observación. Asimismo, la idea de conjuntos de posibilidades que no son determinantes ha inspirado el trabajo en una amplia gama de campos, como la teología y las políticas públicas.

Entonces, ¿por qué la tasa de producción de ideas innovadoras en la década de 1940 parece mucho más alta para un observador en 2015? Dos efectos están en el trabajo.

Una, para que una idea innovadora logre un impacto amplio en otros campos lleva un tiempo considerable. Por ejemplo, es posible que la simetría espontánea se rompa y que la partícula de Higgs pueda lograr ese impacto más amplio con más tiempo. La historia de Higgs, aunque comenzó en la década de 1960, tardó cincuenta años en obtener la confirmación experimental. Entonces todavía tenemos que esperar y ver si la “partícula de Dios” cambiará otros campos.

Dos, la sociedad occidental estaba pasando por importantes dislocaciones en la primera mitad del siglo XX; por lo tanto, la gente buscaba nuevos marcos de metafísica y pensamiento para muchos campos diferentes. Cuando los pensadores en otros campos buscaban estos nuevos paradigmas, la comunidad de física proporcionó inspiración a tiempo. En Occidente, no ha habido dislocaciones recientes de la magnitud de la primera mitad del siglo XX, por lo que la necesidad de nuevos paradigmas tampoco ha sido tan grande.

Combinado esto da lugar a su observación / pregunta.

La premisa de la pregunta se encuentra en una tierra inestable y, sí, es cierto que no hay tantos AVANCES en física desde 1940. Sin embargo, hubo ciertos avances desde 1940, que no podemos darnos cuenta. El problema puede estar numerado en N, pero destacaré algunos de ellos, según mis observaciones:

• Reinventar la rueda: esto es algo que en realidad está sufriendo la física. Es como si la calidad de la investigación se hubiera degradado en los últimos 80 años. Tenemos fuentes, tecnología viable y resultados amables, pero es como ciertos investigadores que no pueden encontrar las nuevas dimensiones en las vastas áreas. Gente que da preferencia al conocimiento más que a la imaginación. Muchos nuevos investigadores están encontrando pasiones perdidas después de trabajar mucho tiempo para su trabajo de investigación. Esto da un sentido donde la contribución a la física se vuelve insignificante.
• Financiamiento: a muchos entusiastas de la física teórica les resulta difícil obtener fondos para sus investigaciones y trabajos de documentación. Esto ha hecho que sea realmente difícil ir y descubrir nuevos reinos en la hermosa física de la tierra.

El año de 1940 involucró algunos tiempos realmente buenos para la física, sin embargo, la investigación continúa con gran ritmo todavía. No puedo decir que las teorías no se estén poniendo en forma después de 1940, pero sí, hay ciertos motivos inestables, y mucho menos la ciencia. Ojalá. En esta era venidera, donde la tecnología y la física se dan la mano para lograr lo inalcanzable, será algo fructífero para nosotros. Estamos aquí y somos optimistas de que las cosas darán un giro drástico a los acontecimientos en la industria de la física.

Gracias por el A2A Ishita 🙂

Simplemente voy a opinar y decir que ha habido numerosos avances en los últimos 70 años. Simplemente hay que revisar los Premios Nobel de esta época para ver que hemos realizado numerosos cambios profundos en nuestra comprensión de la naturaleza.

Se podría argumentar que los avances en los últimos 25 años han sido un poco lentos en física fundamental. Esto se debe en parte a que la financiación en física de partículas ha sido inconsistente con la cancelación de varios proyectos importantes, incluido el SSC. Por ejemplo, el bosón de Higgs debería haberse descubierto en 1995 y no en 2012. Otra razón es que los 30 años anteriores tuvieron un progreso tan inmenso que fue difícil mantener ese ritmo, quiero decir que todavía estamos entregando Premios Nobel por el trabajo realizado. en los años 60 y 70 (Peter Higgs probablemente recibirá uno pronto por el trabajo realizado en 1963). Pero la física de partículas es uno de los rincones de la física y solo durante una pequeña parte de la era se dice que no tiene “grandes avances”.

Bueno, para empezar, llamaría a la supercuerda / teoría M un gran avance. Logró muchas cosas:
-Matemáticamente predijo el gravitón.
-Unificó la mecánica cuántica y la relatividad general. A medida que las cuerdas ponen una especie de tamaño mínimo en el espacio-tiempo (10 ^ -35 metros y 10 ^ -43 segundos, la longitud de Planck y el tiempo de Planck) evitan las fluctuaciones cuánticas locas por debajo de ese tamaño, lo que torcería no solo el espacio, sino el tiempo en formas muy extrañas incompatibles con la relatividad.
– Predijo 11 dimensiones espacio-temporales en lugar de 4, 10 espacios y 1 tiempo.
Y tiene el potencial, si supera los desafíos actuales, de convertirse en la “teoría unificada de todo” de Einstein.

Creo que todas las respuestas que señalan los enormes avances que se han hecho tienen un punto válido, pero creo que el autor de la pregunta también tiene un buen punto y la respuesta de Frank Heile se ocupa de esto. Ha habido avances, pero en muchos sentidos no parecen ser devastadores. Mi opinión sobre por qué se reduce a lo buenas que son las teorías anteriores a 1940 y lo difícil que ha sido obtener datos experimentales que las desafíen.

Toma QM y Relatividad. Sabemos que estas dos teorías no son consistentes. Sabemos que necesitamos algo que cubra la brecha. La teoría de cuerdas es un candidato líder para hacer esto. Sin embargo, todavía estamos haciendo experimentos que verifican la QM y la relatividad a más dígitos. Debe trabajar muy duro para configurar un experimento que produzca un resultado que no concuerde con uno de estos modelos.

Ese es el problema. La teoría y el experimento tienen que avanzar juntos. Con QM y la relatividad, la teoría dio un gran salto y literalmente se adelantó a nuestra capacidad de medir cosas en experimentos reales. La teoría no puede realmente dar otro gran salto hasta que haya datos difíciles en los que basar la teoría. Una de las quejas sobre la teoría de cuerdas es que es demasiado amplia y sin restricciones. Una gran parte de la razón de esto, la OMI, es que requerirá observaciones para poner restricciones a cualquier teoría y en este momento simplemente no tenemos muchas observaciones que difieran de la teoría existente y allanen el camino para la próxima ronda de avances.

Porque la educación en matemáticas y ciencias apesta ahora en comparación con en aquel entonces. Muchos de los libros de texto educativos ahora son basura, y muchos instructores simplemente hacen eco de la misma basura casi al pie de la letra, ellos mismos no entienden completamente pero fingen porque necesitan poner comida en la mesa. Si confía en estos profesionales. para avances en física teórica nunca lo conseguirás. Todo nuestro sistema educativo es basura ahora. La calidad educativa no es lo que solía ser. No se puede lograr un avance sin comprender completamente las teorías actuales en su esencia. Einstein pudo hacer eso. Sus descubrimientos nacieron de inconsistencias teóricas de la física clásica que ningún otro prof. sentado en la silla alta de su universidad pudo ver. Si esos profesores. no podría tener un empleado de patentes de 20 y tantos años haciendo avances en física como un don nadie en la comunidad científica. Mi punto es que los físicos hoy en día no vienen como solían hacerlo también. Yo diría que QED es el último avance de la física, que termina con la generación de Richard Feynman. La teoría de cuerdas es una teoría basura, están persiguiendo el infinito con esta. El avance teórico vendrá de las matemáticas. Toda la física teórica realmente es si te desnudas hasta su núcleo es matemática. La mayoría de los físicos hoy en día no son matemáticos. Newton era matemático y físico. Einstein era matemático y físico. Lo que digo es que necesitas matemáticos brillantes que trabajen en física matemática. Una analogía es un mecánico de automóviles que intenta hacer el trabajo de un ingeniero de automóviles. Si observamos toda la física, las matemáticas son primero antes que las físicas. Los físicos hoy en día no son matemáticos. Físicos como Newton y Einstein, los que lograron avances en física fueron increíbles en matemáticas. Los físicos hoy en día realmente no entienden las matemáticas que usan.

Hay cambios y avances en la física después de los años 40, pero la tecnología informática es el foco principal hoy en día. En los años 40, la física era el tema más entusiasta y curioso, pero hoy esta corona se ha ido a la industria de la informática y la informática. Es por eso que los descubrimientos no se proyectan y resaltan mucho.
La segunda razón es que la física no está sola hoy en día, se fusiona con muchos otros campos y los nuevos descubrimientos relacionados con el mundo cuántico son muy complejos y matemáticos para los estudiantes generales. Una vez que se inicia la verificación experimental y su uso, vuelven a ser el centro de atención.

En realidad hay … Pero es solo que se ha vuelto más común. Todos los días, se inventa algo nuevo debido al avance de la tecnología. La ironía es que, en esos días, no había muchos canales de comunicación … aún la gente se hizo famosa … y ahora, aunque hay miles de millones de formas de comunicarse, nadie conoce a nuestros científicos …

Debería ser el caso: la naturaleza ha creado todas las cosas de la nada. Incluyendo el espacio vacío debería haber sido creado de la nada solamente … si no es así, entonces nuestro significado de la palabra o lo que llamamos lógica tiene que ser revisado. La física como cualquier otra rama de la ciencia tiene que enfrentarse a esta situación de la palabra. límites de la lógica, etc., lo que nuevamente conducirá a la cosa llamada nada. Cuando comencemos a analizar esta cosa llamada ‘nada’ (¡no hay otra forma de llamarla también!) Volveremos a enfrentar el mismo problema de límites de lógica.

Es un problema recursivo y no puede resolverse mediante ningún tipo de experimento o teoría, sino solo por intuición … el problema nuevamente, como lo que enfrento aquí, es cómo explicar el ‘nada’ como una cosa a los demás y llevarlo más allá.

De hecho, físicos como Einstein habrían encontrado una forma matemática de explicar muchas cosas sobre esto, pero parece que nos hemos perdido sus trabajos sobre estas cosas …

Espero, aquí estoy claro … lo que digo sobre nada no es más que algo …

Estoy seguro de que podemos explicar todo por Math, comenzando con el símbolo de Zero como nada, pero ¿cómo explicamos Zero físicamente?

Además, ¿cuál es prácticamente el beneficio que obtendrá un físico para una nueva teoría? Puede ser un premio Nobel? ¡En el mundo de hoy, los mejores talentos van a educar a una estúpida máquina llamada computadora!

Veamos: desde los años cuarenta, hemos tenido semiconductores, láseres, interacción electrodébil, cosmología inflacionaria, QED, teoría cuántica de campos, cuerdas, el modelo estándar de física de partículas, nanomateriales … Tengo problemas para pensar en un solo campo en física donde No ha habido una gran cantidad de avances tanto en el lado teórico como en el aplicado en los últimos 70 años.

¿Quizás no entiendo el alcance de tu pregunta?

Mi padre, que tiene un doctorado en física, me dice: “Si está buscando avances, lo está haciendo mal”.

¡Finalmente un nuevo instituto para ayudar a avanzar la ciencia!

En realidad, hay una nueva Teoría del Tiempo que acaba de ser publicada y lanzada por Bushy Van Eck de Springs, Sudáfrica. Ha tenido muy poca exposición en los Estados Unidos, pero ahora está presentando su teoría en varios medios de comunicación. Vivir en un país con recursos limitados ha creado desafíos para Bushy. Pero si quieres echar un primer vistazo a la teoría del siglo que realmente causará un “gee whiz” en física como comentó Ron, del tipo en el que de repente comienzas a pensar en el universo de una manera completamente nueva, entonces eres ciertamente bienvenido a echar un vistazo.
Bushy hizo la conexión entre las frecuencias de fusión de parpadeo, el tiempo y la mente humana. ¡Tomó mucha espesura más de 25 años de investigación romper lo simple, oculto y obvio para la teoría del laico!
Un hombre educado puede tener todo el conocimiento del mundo al haber logrado todas las certificaciones posibles, pero aún así seguiría siendo eso, un ser educado que realmente no sabe cómo vincular todo este conocimiento recién adquirido.
Tener sabiduría, por otro lado, te permitirá utilizar mucho menos conocimiento de una manera más significativa, lo que desafortunadamente es algo que no puedes adquirir de ninguna universidad del mundo. Este es un regalo que solo se puede adquirir desde adentro al tener el deseo, mantener una mente abierta en todo momento y aceptar el hecho de que esta es una fuente abierta para todos, disponible desde el universo.
Para desglosar espeso, lanzará un YouTube en breve. Por ahora puedes leer algunas de sus investigaciones. Al principio, torcerá tu mente y casi te atormentará. Porque una teoría como esta realmente cambia la superficie de la ciencia tal como la conocíamos. El problema es que si no conoce las verdaderas realidades de nuestra existencia y sabe cómo aplicar la lógica de una manera significativa, está destinado a estar atrapado en una red de engaño. Los científicos han hecho muchos de estos descubrimientos, pero no saben qué hacer realmente por esta misma razón.

Hubo “Un nuevo tipo de ciencia”, pero parece que puede llevar décadas asimilar una idea tan simple.