¿Por qué suponemos que existen leyes físicas, es decir, hay coherencia en el comportamiento del universo?

La gente realmente ha pensado en esto, lo suficientemente difícil como para dar a la pregunta su propio nombre: el “problema de inducción”:

http://en.wikipedia.org/wiki/Ind…

Y en general, se puede decir que toda la Filosofía de la Ciencia se construye alrededor de ella. Es tan desconcertante que algunos filósofos de la ciencia esencialmente proponen eliminar la ciencia por completo, o al menos eliminar la distinción entre “ciencia” y “no ciencia”. Otros, obviamente, se ponen de mal humor cuando escuchan eso, pero puedes ver el punto: este no es un problema que se va fácilmente.

Es importante tener en cuenta que los ejemplos que da no son necesariamente problemas de inducción. “F = ma” es realmente solo una definición, más que una ley; Es el hecho de que las fuerzas son siempre iguales y opuestas lo que tiene más el carácter de una ley.

Si la velocidad de la luz no es constante, puede formularla como una ley, con la luz como una función en lugar de una constante, y luego volver a analizar las matemáticas. Hay buenas razones para creer que no funciona así, según las observaciones, pero entonces, la observación siempre es retrospectiva. La siguiente observación podría cambiar todo eso. Pero incluso si c hiciera un gran salto aleatorio mañana, simplemente diríamos: “Bien, aquí está la ley: c fue así, y así hasta el 15 de mayo, y luego lo otro desde el 16 de mayo en adelante”. La mayoría de las leyes no se ven así, pero bueno, no depende de nosotros.

La mejor razón para creer que la inducción funciona es que siempre lo ha hecho. Esa es la inferencia más descaradamente circular que jamás haya visto hacer un científico, y de hecho toda una escuela de filósofos (los positivistas lógicos) se detuvo por completo. Todavía es un problema que se está trabajando, comenzando con David Hume y recibiendo una buena atención hoy, en un sentido puramente filosófico.

Sin embargo, los científicos reales son más culpables al respecto. Se utilizan para cambios de paradigma, en los que nuestra comprensión del universo cambia con el tiempo, y una ley física realmente cambiante es pequeña en comparación con eso. Para que algo no se caracterice por una ley, debería ser verdaderamente aleatorio. Estamos acostumbrados a la simple aleatoriedad en nuestras vidas, pero eso es más una cuestión de ignorancia que de aleatoriedad real. Hay algunos asuntos divertidos con la mecánica cuántica, pero la aleatoriedad allí es mucho más limitada y aún está sujeta a leyes, aunque solo en conjunto.

Esta forma de escepticismo (a menudo atribuido a Hume), que cuestiona por qué el universo debe mantener “leyes” fijas en el tiempo (o de un lugar a otro) socava no solo suposiciones específicas de la física sino casi toda la ciencia, y esencialmente La mayoría de las formas de conocimiento. No conozco ninguna forma de refutar por completo este tipo de objeción: es muy problemático y ha influido mucho en mi pensamiento.

La creencia de que mañana será como hoy, o que las leyes de la física son constantes de un lugar a otro, es una suposición. Ciertamente podría estar equivocado, pero como Matt escribió en su respuesta, la física parece estar funcionando bastante bien para nosotros para cosas prácticas. Consideramos razonable continuar asumiendo que el universo tiene leyes, porque asumir lo contrario conducirá a creencias que esperamos sean constantemente refutadas. En el fondo de mi corazón, sospecho que esta realidad es una propiedad fija del universo. Pero para ser buenos filósofos / científicos, deberíamos estar dispuestos a abandonar esa suposición (dada evidencia extremadamente abrumadora de lo contrario). Al menos si hacemos las observaciones, podríamos notar si algo cambia.

Personalmente, considero que la simulación por computadora es un modelo mental útil de cómo las leyes del universo podrían cambiar. Puedo programar las “leyes” de un universo autoconsistente en mi computadora, pero también puedo reprogramar, terminar o recrear la simulación en cualquier momento. Si algún científico lógico existiera de alguna manera dentro de la simulación de mi computadora, experimentarían esto como una violación de una ley natural de su mundo, y la ciencia parecería dejar de funcionar. (Muy al estilo Matrix, por supuesto)

Nuestra propia existencia es evidencia de que el Univese es predecible. La evolución no podría ocurrir en un universo impredecible. De hecho, toda la vida depende de la previsibilidad, desde bacterias, mamíferos, humanos, sistemas nerviosos y cerebros. El objetivo principal que tiene un cerebro es predecir qué acciones puede realizar para lograr sus objetivos. Durante la evolución humana, los cerebros humanos han creado el lenguaje como una forma mejorada de modelar el universo y lograr mejores predicciones sobre el universo. La ciencia y las matemáticas son simplemente versiones extendidas del lenguaje que consideramos útiles a la hora de predecir el universo. Cada vez que se descubre que una teoría científica hace una predicción que no es correcta, es simplemente evidencia de que necesitamos una teoría mejor. Por lo tanto, es totalmente posible que una teoría diga que hoy F = ma pero que en el futuro evolucionará a F = m / a.

Entonces, ¿hay límites para la previsibilidad? Bueno, la mejor teoría actual del universo / física es la teoría cuántica de campos y la teoría cuántica en sí misma dice que solo puede predecir la probabilidad de varios resultados para los experimentos, no puede predecir los eventos reales que se observarán. Por ejemplo, lo único que la teoría cuántica puede decir acerca de cuándo un núcleo atómico inestable decaerá es que existe una cierta probabilidad de que decaiga en cualquier unidad de tiempo. Por lo tanto, es imposible probar la teoría con un solo átomo. En cambio, necesitamos un conjunto de muchos átomos que se observan durante mucho tiempo y verificamos que el número de desintegraciones por segundo sea consistente con la predicción de la teoría cuántica. Entonces, parte de lo que una teoría necesita predecir es cuán predecible es o no el universo.

No se trata de que “asumamos” que el universo es predecible o que las leyes físicas permanecerán constantes. Es una cuestión de nosotros verificar experimentalmente que el universo tiene cierto grado de previsibilidad y que las leyes que tenemos ahora predicen correctamente el universo ahora y han predicho correctamente el universo en el pasado. Entonces, todo lo que podemos hacer es predecir que predecirán correctamente el universo en el futuro.

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