Los números irracionales surgen de las medidas físicas cuando intentamos expresar una medida en términos de otra. Cabe esperar que las constantes fundamentales sean irracionales cuando las expresamos en términos de otras medidas.
Por ejemplo, podría esperarse que la carga elemental (la carga de un electrón) sea irracional, porque la estamos definiendo en términos de culombios y segundos, dos unidades de medida básicamente no relacionadas (por lo que podemos decir).
Los culombios se definen en términos de amperios y segundos; los amperios se definen en términos de la fuerza entre cables paralelos; La fuerza usa la definición de masa, y la masa se define en términos de una masa estándar celebrada en Francia, ¿creería usted?
En última instancia, podría haber alguna conexión oculta entre todas estas unidades. Una masa física, después de todo, debe consistir en un número entero de partículas fundamentales. Pero la naturaleza de esta conexión oculta podría implicar números irracionales, ya que incluso los números “simples” como pi y la raíz cuadrada de dos son irracionales.
Esto no es más misterioso que el hecho de que su altura en metros sería irracional, si asumiéramos que podría medirse con una precisión infinita. Su altura es lo que es, pero si tratamos de expresarla en términos de otra longitud arbitraria, como el metro, terminaríamos con una medición infinitamente precisa (irracional).
En la práctica, por supuesto, nunca podemos medir con precisión un número irracional en la naturaleza. Los números irracionales surgen de los cálculos; a menudo se puede demostrar que un número (como pi) es irracional, pero nunca podemos escribir ese número completamente en ningún sistema de números (a menos que ese sistema de números se base en el número irracional mismo). Solo podemos representarlo como un símbolo.
Así que al final nos quedan preguntas como “¿hay realmente un número infinito de puntos entre otros dos puntos en el espacio?” Si la respuesta es sí, se podría decir que los números irracionales, en cierto sentido, “existen” en la naturaleza . Si no, no pueden.
Se ha señalado que todas las mediciones que realizamos consisten en una secuencia finita de operaciones; a partir de ahí inferimos la “existencia” en la naturaleza de cantidades infinitamente precisas. Por lo tanto, no está nada claro que realmente existan en ningún sentido físico real.
Nuestras mentes reúnen un concepto de espacio para nosotros que claramente no puede corresponder completamente a nada “real”; no podemos concebir directamente un fin al espacio, ni podemos concebir una cantidad infinita de espacio. Por lo tanto, no está nada claro que nuestra intuición acerca de que el espacio sea infinitamente divisible sea correcta, incluso dejando de lado la mecánica cuántica.
Tampoco parece plausible que el espacio se cuantifique de la manera más simple que podamos imaginar; no parece plausible que el espacio consista en una serie de pequeñas cajas apiladas una al lado de la otra (aunque curiosamente, Heisenberg una vez comenzó a intentar derivar una teoría de la física basada en esta idea).
Los límites de tales cajas representarían un estándar de movimiento absoluto que, gracias a la relatividad, no creemos que exista.
Entonces, si el espacio no es infinitamente divisible, necesitamos alguna teoría para describir el verdadero estado de cosas que relaciona nuestras mediciones reales con nuestro concepto de espacio. Hasta ahora, ni los físicos ni los matemáticos ni los filósofos han progresado mucho en esta dirección; La ciencia de la mecánica cuántica hasta ahora no ha podido decirnos cómo nuestras mediciones macroscópicas están conectadas a las mediciones a escala cuántica.
El matemático Doron Zeilberger: “Todo se puede reducir a manipulaciones con un conjunto (¡finito!) De símbolos”.
Opinión 146 de Doron Zeilberger