¿Es importante la física teórica? ¿Por qué o por qué no?

La física se divide en dos divisiones: teórica y experimental. Ahora es raro encontrar un físico que se destaque en ambos porque (1) las matemáticas utilizadas en física teórica se están volviendo cada vez más avanzadas y (2) las técnicas para la física experimental también se vuelven más elaboradas (por ejemplo, los aceleradores en el CERN y el observatorio LIGO ) Por lo tanto, para convertirse en un físico bien entrenado, debe dedicar su educación de pregrado y posgrado en cualquiera de los dos. A pesar de esta división, y para que la física progrese, los físicos teóricos y experimentales tienen que trabajar cooperativamente. Los teóricos proponen una teoría, los experimentadores prueban esta teoría. Los físicos experimentales descubren propiedades inexplicables, los teóricos sugieren una explicación. Y así.

En lo que respecta a la abstracción en física teórica como conceptos de dimensiones superiores. Si así es el universo, entonces no podemos hacer nada al respecto. El objetivo de la física es comprender la naturaleza fundamental. Usar matemáticas simples sería encantador, pero parece que el universo es mucho más elegante que requiere matemáticas exquisitas.

El progreso en física, inevitablemente, conduce a avances tecnológicos. Es como el ajedrez, cuanto mejor conozca las reglas y las estrategias del dispositivo, más probabilidades tendrá de ganar. Hay muchas instancias en que las teorías en física a pesar de haber sido hechas únicamente para comprender la naturaleza, condujeron a posibles aplicaciones. Por ejemplo:

La relatividad general de Einstein ha encontrado que es útil para el GPS.

Las propiedades mecánicas cuánticas, como la superposición, el enredo y el espín, pueden aprovecharse para las computadoras cuánticas y la espintrónica. Por ejemplo, las fases topológicas de la materia, como el superconductor topológico, pueden albergar fermiones de Majorana que pueden usarse para un cálculo cuántico robusto. Esto se debe a la interacción mecánica cuántica de muchas partículas. Lo cual es muy teórico. Todo el concepto de topología en sistemas de materia condensada se inventó inicialmente para comprender el origen de la conductancia cuantificada de los sistemas cuánticos de Hall.

Entonces sí, es importante.

En primer lugar, la física teórica es una disciplina amplia. En un extremo del espectro hay personas que son mejor llamadas físicos matemáticos, soñando, por ejemplo, con los múltiples Calabi-Yau sentados en 10 u 11 dimensiones que ayudan a que las cuerdas supersimétricas funcionen correctamente como los bloques de construcción fundamentales de todo.

Por otro lado, hay teóricos que hacen cálculos precisos que predicen el resultado de los experimentos, algunos de los cuales son exóticos (como el descubrimiento del bosón de Higgs en el LHC), algunos de los cuales son mucho más mundanos (como, por ejemplo, el transiciones electrónicas en un nuevo semiconductor que se utilizará en una CPU de baja potencia para un teléfono inteligente de próxima generación).

En segundo lugar, las cosas tienden a cambiar desde el extremo matemático del espectro hacia lo más práctico todo el tiempo, convirtiéndose en parte de la práctica de la ingeniería.

Déjame darte un ejemplo específico. A principios de la década de 1860, había un joven físico matemático británico, James Clerk Maxwell, que de repente tuvo una idea. Utilizando conceptos todavía relativamente nuevos en matemáticas, se le ocurrió un conjunto de ecuaciones que unificaba el hasta entonces misterioso complejo conjunto de fórmulas empíricas que describían todos los fenómenos eléctricos y magnéticos. Su trabajo fue un tour-de-force matemático sin aplicaciones prácticas. Un cuarto de siglo después, un físico experimental alemán, Heinrich Hertz, ideó una forma de validar el trabajo de Maxwell verificando la única predicción de Maxwell que no se derivaba directamente de las viejas fórmulas empíricas. Cuando se le preguntó, Hertz admitió que su experimento no tiene ningún valor práctico, era simplemente una validación de una teoría hermosa.

Afortunadamente, Guglielmo Marconi no compartió los puntos de vista de Hertz, y así nació la radio.

¿Te gusta usar tu teléfono?

¿Qué hay de Internet?

¿Le gusta que los médicos puedan mirar dentro de usted sin tener que abrirlo?

¿Usas GPS?

Todas esas cosas se basan en la física, que era puramente teórica hace 100 años: ¡Internet fue inventado por un tipo que trabajaba en el CERN!

El GPS se basa completamente en la relatividad (que utiliza 4 dimensiones espacio-temporales), y sin él, no funcionaría.

Su teléfono, computadoras y cualquier otro dispositivo digital utiliza la teoría cuántica en su funcionamiento interno.

Toda nuestra sociedad se basa en tecnología que era “simplemente teórica” ​​hace solo unas décadas.

Entonces, ¿es importante? Por supuesto que es.

Como ya respondí a este tipo de preguntas, la correlación entre la física teórica y la física experimental es la forma real de desarrollar la ciencia y la tecnología. O la teoría predice ciertos fenómenos o fenómenos físicos, los programas de física experimental para verificarlos. La física descubre mediante la experimentación un fenómeno físico, pero necesita ser intereprado, aquí viene la física teórica, por lo que son complementarios, al igual que la relatividad general y sus predicciones, hasta ahora verificadas por la física experimental.

Sin duda es importante, y la “descripción” de su amigo solo revela que él / ella no sabe nada sobre física teórica / física (¡dígale que se joda!).

Esta pregunta, solo ligeramente diferente, ya se ha formulado y respondido anteriormente. Vea ¿Por qué importa la física de partículas si ni siquiera podemos ver, sentir o imaginar partículas con claridad?

La noción de que los físicos teóricos son irrelevantes fue alguna vez desenfrenada tanto entre los líderes políticos como entre la población en general. Este estado de cosas desapareció en gran medida con el advenimiento de la bomba atómica. Ese hecho puso de manifiesto que tanto los eventos mundiales como nuestra vida diaria podrían verse afectados materialmente por esas “cabezas de huevo”.