¿Hay interpretaciones alternativas de la relatividad para explicar los aspectos poco intuitivos como la paradoja gemela?

Esta es una pregunta realmente interesante. Es una cuestión de psicología, no de física, y tiene el potencial de decirnos mucho sobre cómo funciona el cerebro. Sin embargo, no sé si se ha realizado alguna investigación seria en ese sentido.

En principio, todas las teorías están sujetas a múltiples interpretaciones. Una interpretación es el puente entre nuestros datos sensoriales (imágenes, sonidos, etc.) y el modelo matemático que construimos a partir de ellos. En realidad, no podemos tomar los datos de los sentidos directamente, como lo hace una computadora. El cerebro lo procesa intrínsecamente y lo agrupa en grupos. Es prácticamente imposible mirar una manzana y hacer que el cerebro no diga “rojo”, a pesar de que cada punto de la superficie tendrá un color ligeramente diferente. Los artistas hacen un gran esfuerzo para obtener acceso a esos datos de los sentidos reales para que puedan reproducirlos, de una manera que las computadoras encuentran trivial.

Y a la inversa, hacer que las computadoras tengan que ver con los cerebros sin esfuerzo ha resultado muy complicado. Hay un mecanismo inmensamente complicado, uno que es en gran medida pero no completamente el mismo de un humano a otro. Tenemos mecanismos incorporados que reconocen caras, por ejemplo, y ese mismo mecanismo se adapta incluso a cosas como palabras y números. Las palabras y los números, obviamente, se aprenden, pero una vez que se aprenden, suceden instantáneamente. (Ver Efecto Stroop para una visión interesante de eso).

El resultado de esto es llamado “carga teórica” ​​por los filósofos. Cualquier modelo científico del mundo implica inherentemente alguna versión de esa agrupación mental. Necesariamente estás imponiendo una ontología al mundo.

La mayoría de las veces, eso es relativamente sencillo. Ves la manzana, y teorizarla como “manzana” funciona increíblemente bien. Se cuelga como un objeto. Puede recogerlo, y la mayoría de las cosas que espera que haga (tener peso, mantener su forma, ser dulce, etc.) estarán allí de manera más o menos confiable. Si presiona su teoría lo suficiente, se romperá, como lo haría si se hace preguntas como “Si tuviera que reemplazar algunos de los átomos de carbono en esta manzana con otros átomos, ¿es la misma manzana?”

Tal como lo veo, se ha demostrado definitivamente que estas preguntas son errores en nuestro modelo, y puede reemplazarlas con un modelo mejor: lo que llamamos “esa manzana” es realmente solo una aglomeración de átomos, y ese modelo es más confiable, aunque mucho menos útil para la mayoría de los propósitos prácticos *. Tenemos un “cambio de paradigma”, que es un nombre terrible, pero abarca más o menos la idea. La ciencia implica reemplazar gradualmente un modelo mental con otros modelos que pueden ser muy diferentes, a pesar de que reproducen la mayoría de los efectos del anterior.

Los paradigmas no son propiedades del mundo. Son propiedades del cerebro. No hay una razón física por la que tengamos que saltar de manzanas a escala de centímetros a átomos a escala nanométrica. Es todo una sopa continua de física que forma agrupaciones mentalmente compatibles. Nadie sabe realmente por qué el universo tiene alguna de esas agrupaciones. No es obvio por la física más fundamental que tendrían que estar allí en absoluto. E incluso la física más fundamental que conocemos todavía está cargada de teoría, y algún día será suplantada con alguna teoría muy diferente.

Con todo ese trabajo de base establecido, finalmente puedo comenzar a abordar su pregunta. ¿Por qué es que realmente hay un solo modelo mental que funciona más o menos para la relatividad especial, pero que no hay uno para la mecánica cuántica? Ese es el problema: hay múltiples modelos para la mecánica cuántica porque todos son malos. Ninguno de ellos está ni siquiera cerca de adaptar toda la mecánica cuántica a nuestros cerebros. Cada uno de ellos se adapta bien a una determinada clase de fenómenos, y saluda con la mano a los demás y dice: “No presten atención al hombre detrás de la cortina”.

Hay una gran cantidad de chovinismo, en gran parte entre los no científicos, sobre cómo funciona mejor su modelo favorito. Los verdaderos científicos los ignoran en gran medida, especialmente cuando realmente están trabajando. Todavía tienen modelos mentales; hay “electrones” y “fotones” y “campos” y otros nombres que corresponden a partes de las ecuaciones. Estos modelos son en sí mismos problemáticos, ya que nuestro apego a ellos hace que sea más difícil hacer la idea que los abandonará a favor de lo que venga después, pero hay que tenerlos porque sin ellos no hay ningún modelo en absoluto.

Lo notable de la relatividad es que se presenta en dos formas: la que apenas puede entender y la que no puede entender. La relatividad especial es un lugar extraño para un paradigma. Se encuentra en un lugar que no es familiar por la experiencia diaria, ni es correcto a mayor escala. Fue reemplazado hace un siglo por un modelo mejor que resulta ser casi completamente incomprensible. La única forma en que alguien se ha acercado es estudiando una enorme cantidad de matemáticas y reconceptualizando completamente el universo de una manera que en realidad es bastante diferente de la relatividad especial. Simplemente no hay una ruta rápida allí; Las versiones presentadas al laico son ridículamente malas.

Pero la relatividad especial introduce suficientes novedades que se pueden manejar con el tipo de matemática que la mayoría de las personas debería conocer. En realidad, hay múltiples formas diferentes de conceptualizarlo; es decir, múltiples “interpretaciones”. Pero son tan compatibles que las personas pueden cambiar de un lado a otro sin siquiera darse cuenta. Requieren un cambio sustancial de paradigma para realmente acertar, pero también se pueden manejar como “física newtoniana más una bolsa en el costado”. En esa bolsa, obtienes factores de corrección adicionales como la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo. Esa no es realmente una visión precisa de lo que es realmente la relatividad especial, pero es todo lo que la mayoría de la gente quiere. Una reconceptualización más precisa requiere más trabajo, pero muchas de las personas que acudirán continuarán con la relatividad general.

Hay varios otros factores cruciales, pero como esto ya es demasiado largo, solo voy a abordar uno de ellos. La relatividad especial, al menos, está más cerca de nuestras ideas preconcebidas evolucionadas que la mecánica cuántica. La bolsa lateral es relativamente pequeña. QM viola una serie de reglas extremadamente básicas. Los conceptos verdaderamente fundamentales como “dónde está algo” y “cuándo algo está” tienen que ser reemplazados. Esto no es algo que puedas arreglar con una bolsa a un lado, aunque eso es precisamente lo que intentan hacer las interpretaciones. Dicen: “Las partículas cuánticas son como las partículas normales, solo que tienen esta cosa extravagante”. Eso en realidad está completamente equivocado: las partículas cuánticas no se parecen en nada a las partículas normales.

Realmente queremos que lo sean, porque la maquinaria mental para las partículas se construye mucho más profundamente en el cerebro que la humanidad misma. Las conceptualizaciones que utilizas para las partículas están presentes en tu gato, y probablemente incluso en tu pez dorado. Cualquier cosa con cerebro lo tendrá. La relatividad especial dobla cómo funciona el cerebro con el espacio y el tiempo. QM lo rompe; si realmente vivieras en un nivel de mecánica cuántica, probablemente ni siquiera tendrías “espacio” y “tiempo” como elementos de tu teoría. Pero es posible que ni siquiera puedas tener una “teoría”. Es inesperado (al menos desde los primeros principios) que el universo incluso permita que se formen cerebros, y que los “conceptos” deberían ser algo que pueda hacer, y es casi seguro que solo sea posible debido a la forma en que las propiedades QM dan lugar a las clásicas “más simples”. a grandes escalas.

Así que ahí es donde tenemos que dejarlo: algo sobre los mecanismos que permiten que exista el cerebro tendrá cosas como la localidad y la definición contra-fáctica incorporada en ellos. Con QM, esas cosas fallan; ni siquiera serían conceptos si un cerebro pudiera existir para tener conceptos sin esos conceptos. La relatividad especial, por el contrario, es pan comido y tiene solo un pequeño número de ideas conceptualmente consistentes.

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* Considero que esto es bastante definitivo. Cuando me ves enojarme con los filósofos que continúan haciendo la pregunta como si fuera una pregunta de física en lugar de psicológica, por eso. Se trata de metafísica que se realiza con física extremadamente desactualizada y una pérdida de tiempo. Que el campo parezca incapaz de reconocer cuando está perdiendo el tiempo me enfurece, porque hay preguntas abiertas genuinas.

Sí, fue la primera interpretación.

… Y fue Lorentz quien originó el cálculo central de la relatividad, el factor de cambio. Mientras que George Fitzgerald originó la idea general de “contracción de longitud”, fue Lorentz quien lo tomó de un concepto difuso y lo convirtió en un modelo matemático racional y preciso que inherentemente nos dio los conceptos adicionales de dilatación del tiempo, la ilusión de la constancia de la velocidad de la luz y La ilusión de la relatividad de la simultaneidad.

Así es, dije “ilusión” …

He trabajado mucho en los últimos años para crear conciencia sobre la historia, pero ha sido un proceso lento. La idea original y las matemáticas que la describen tienen una mezcla de efectos completamente ilusorios y efectos reales. La contracción de la longitud y la dilatación del tiempo son los efectos reales, mientras que la constancia y la simultaneidad rota son ilusiones en la teoría de Lorentz.

El modelo matemático se desarrolló por completo para describir los efectos de una velocidad diferencial entre un observador y el medio en el que se suponía que se propagaba la luz (las ondas), el “éter”.

Es un modelo matemático diseñado para describir los efectos de un medio que luego eliminamos

¿Alguna vez se preguntó cómo la teoría parece tan maravillosa y mágica y posiblemente sin sentido? Es porque eliminamos el razonamiento de las matemáticas y creímos que las matemáticas solo podrían sostenerse.

Seguiría y seguiría sobre el teorema de la indefinibilidad de Tarski y cómo se puede hacer que la mente simple crea que las matemáticas solo pueden probarse a sí mismas, pero estoy divagando. Baste decir que algunas personas no entienden la superioridad inherente de una conversación sobre el metalenguaje porque infantilmente no reconocen la diferencia entre un símbolo y lo que simboliza.

¡¿Esperar lo?! ¿Estás tratando de decir que Einstein se equivocó al eliminar el éter?

Oh, lo siento, ¿estábamos hablando de personas, apelaciones a la autoridad y la estupidez sostenida de grandes grupos de personas (también conocida como religión) o sobre conceptos racionales?

Aquí está la cosa. Incluso en grupos modernos, algunas personas se referirán al CMB como un marco preferido que contradice por completo la relatividad, o seleccionarán arbitrariamente un marco preferido para resolver la paradoja de los gemelos y no continuarán examinando si su explicación abre nuevos agujeros (lo que hace) o nos referiremos alegremente a la búsqueda de violación de Lorentz que también invalida SR. Incluso tratarán de explicar los efectos en términos puramente clásicos (* tos efecto de tos de Sagnac *) ignorando por completo la forma en que viola la relatividad o negando increíblemente que lo haga, pero todo vuelve a una lógica deficiente y una incapacidad completa para procesar múltiples vistas simultáneamente .

Al igual que un niño o una computadora, AI preguntó qué sucede cuando un objeto inamovible encuentra una fuerza irresistible, van y vienen insistiendo en que uno u otro es cierto hasta que se acumulan y se detienen al azar en su última respuesta creyendo que han resuelto algo.

“Según la teoría general de la relatividad, el espacio sin éter es impensable; porque en ese espacio no solo no habría propagación de la luz, sino que tampoco habría posibilidad de existencia para los estándares del espacio y el tiempo (varillas de medición y relojes), ni por lo tanto, cualquier intervalo espacio-tiempo en el sentido físico “. -Albert Einstein 1920

¡Pero hay montañas de evidencia contra el éter! ¿Estas loco?

No, me has entendido mal porque ignoras (sin culpa tuya) la historia de la relatividad y cómo funciona. No comprende que no hay una diferencia matemática apreciable entre la teoría del éter de Lorentz (LET) y la relatividad especial (SR) y que la única respuesta para elegir uno sobre el otro es un argumento filosófico sobre la aplicación de la navaja de afeitar de occam.

El modelo matemático y todos los efectos descritos permanecen , sin embargo, encontramos que LET tiene cero paradojas o contradicciones aparentes , tiene los mismos efectos descritos y no presupone nuevos principios extraños del universo que no sean de naturaleza mecánica. Es complejo, pero completamente racional e intuitivo una vez que lo entiendes. ¡Esto es completamente diferente de SR!

(… y en realidad hay incluso enormes problemas de interpretación en los datos sobre el éter, pero esa es otra historia demasiado larga para otro momento)

Espera, ¿entonces es literalmente interpretación? ¿Dónde? ¿En que punto?

El argumento ha sido que el éter es un componente adicional innecesario que no agrega nada a la teoría y, por lo tanto, debe eliminarse con la navaja de afeitar de Occam. Sin embargo, esto es un poco como decir que la evolución es innecesaria porque es más simple suponer que Dios lo hizo.

Más específicamente, porque es un modelo matemático de una ilusión, es más como estar en la audiencia de un mago de escenario y nunca se le permite volver al escenario. Todas las personas están de acuerdo en que todos los puntos de vista posibles desde el interior de la multitud muestran que un hombre tomó una lanza a través del cofre y la retiró ileso y no se pueden producir pruebas de lo contrario, dadas las limitaciones de todas las reglas conocidas. Por lo tanto, se deduce que lo que se observa fácil y repetidamente es la única discusión verdaderamente científica.

Cualquier discusión sobre mecanismos subyacentes adicionales más allá de la observación, que actualmente no son verificables, es una violación de las reglas de la ciencia y, por lo tanto, debemos aceptar lo que se observa y se prueba como la única teoría relevante.

Además, el argumento es que es “metafísica” discutir posibles mecanismos. (Para cosas como la constancia) Se insiste en que una nueva visión de la realidad en la que este nuevo efecto único (mágico) sea posible debe ser aceptado como un comportamiento puramente básico de la realidad.

uhhh que? No te sigo …

Aether proporciona un mecanismo racional para todos los efectos extraños de SR y, lo que es más, coincide con el resto de la realidad sin tener que postular comportamientos completamente nuevos del universo, como una ola sin un medio. (Una ola es una acción que le sucede a una cosa y eliminamos la “cosa”)

La mayoría de las personas no entienden la constancia (y la ruptura posterior de la simultaneidad) o finalmente se conforman con una explicación que tiene sentido en su cabeza y suena bastante similar, pero que no coincide con la teoría.

Aquí hay un enlace a continuación en el que puede comparar el LET más antiguo con el SR más nuevo y comprender con precisión cómo y por qué las sutiles diferencias filosóficas son realmente enormes y pueden conducir a diferentes aplicaciones de la teoría y, por lo tanto, incluso a diferencias numéricas en algunos casos especiales.

(También comprenderá los efectos más extraños intuitivamente porque doy la base de la ilusión)

Tenga en cuenta que todas las explicaciones en el enlace se ajustan a la interpretación moderna de RS y solo mi comentario se desvía de las normas aceptadas y el consenso:

Relatividad desmitificada

Muy bien, pero ¿hay alguien creíble que compre esto o trabaje con él? ¿Cómo ayuda esto?

Sí, hay una pequeña camarilla en Cambridge que resuelve numerosos problemas en física usando dinámicas de fluidos. (aunque intentan no comentar ninguna idea de éter y evitar la palabra) Es un hecho poco conocido que las ecuaciones de Maxwell que todavía son cruciales hoy en día son simplemente un caso especial de dinámica de fluidos.

Como era de esperar, esta metodología conduciría inevitablemente a la unificación de la micro y macro física de una manera racional y determinista.

Todo ese divertido disparate mágico se desperdicia y tienes que llorar por la pérdida de todas tus ilusiones de solipsismo y libre albedrío, así que te pido disculpas de antemano por tu pérdida.

De la página de Ross Anderson:

El modelo de magnetismo fluido de Maxwell muestra que un paquete de ondas que viaja a lo largo de un vórtice de fase en un fluido euleriano obedece las ecuaciones de Maxwell, se emite y absorbe discretamente, y puede tener polarización lineal o circular. Además, la correlación medida entre la polarización de dos paquetes de ondas cogeneradas es exactamente la misma que la mecánica cuántica pronostica y observa en la prueba de Bell.

(Este documento es una extensión del trabajo anterior que proporcionó un mecanismo para la gravedad, mientras que este documento en particular destruye toda la magia en QM)

Me opongo a la idea de que una interpretación sea correcta o incorrecta. Lo que pasa con las interpretaciones es que todas están incompletas. Cada interpretación solo es útil para la comprensión humana del dominio de algunas preguntas.

Las ecuaciones de la relatividad especial son el resultado de los principios detrás de la teoría, no son la teoría. Es fácil cometer el error de tomar las ecuaciones como fundamentales más que emergentes de la teoría. Hacerlo le permite a uno aplicar las ecuaciones contrarias a los principios de la teoría. Para evitar esto, se debe considerar una interpretación que sea consistente con las ecuaciones y los principios de la teoría.

La interpretación de que todo es relativo conduce a la paradoja gemela. Si un gemelo viaja a Andrómeda y regresa, no cuestionaríamos qué gemelo estaba viajando. La obediencia a los principios de la relatividad especial confirma quién era el viajero. El truco es comprender cómo las diferencias relativas pueden manifestar discrepancias absolutas. Las ecuaciones de la relatividad especial solo pueden aplicarse a situaciones en las que los marcos de referencia no se mezclan. En el mundo real, los marcos de referencia coexisten y las ecuaciones no nos permiten mezclarlos. Resolver la paradoja de los gemelos requiere que consideremos los marcos de referencia de ambos gemelos al mismo tiempo y las ecuaciones son inútiles para ese propósito.

Para resolver la paradoja gemela, una interpretación gráfica funciona para algunas personas. Un resultado de la relatividad es que el pasado observable y el futuro posible están restringidos por la velocidad de la luz que podemos representar como una forma de reloj de arena de conos de luz futuros y pasados ​​que limitan nuestra experiencia.

Mientras un cono de luz se queda en casa avanzando en el tiempo, otro cono de luz se mueve con el gemelo que viaja, pero el cono de luz original nunca se puede escapar sin cambiar el pasado. Moverse en la dirección x significa esperar que el pasado te alcance a la velocidad de la luz, de modo que tu reloj debe ser más lento en relación con la tierra.

La Tierra ve a Andrómeda hace 2.538.000 años al borde de su cono de luz pasado. Lo más temprano que podríamos obtener una señal o ver que el gemelo llega a Andrómeda es 2,538,000 años desde que se fue A la velocidad de la luz, el gemelo podría llegar en 2,538,000 años a lo largo del futuro cono de la Tierra, sin embargo, con el reloj de los gemelos que viajaba, no llegaría en ningún momento tiempo en absoluto. Llegar a casa llevaría otros 2,538,000 años ya que no puede llegar a casa antes de que lo veamos venir.

El cono de luz del gemelo viajero no avanza en el tiempo en absoluto mientras que el cono de luz terrestre avanzó 2,538,000 + 2,538,000 años.

Para entender a los gemelos que viajan, conozca cómo funciona un reloj ligero. Conocer los conceptos básicos es más fácil cuando uno ignora algunas de las cosas más filosóficas como ‘¿qué es un evento simultáneo? Solo piensa en las cosas como locales.

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