¿Existe un concepto de falla en el comportamiento de las partículas elementales al obedecer las leyes de la física? ¿Las leyes de la física conducen la naturaleza sin un solo defecto en todo el universo?

Creo que “defecto” es la forma incorrecta de verlo.

Así es como lo veo: tienes dos plátanos en una pila. Agrega tres plátanos más a la pila. No hay ningún mecanismo que funcione para que haya cinco plátanos en la pila después de que hayas hecho eso. No podía “salir mal”. Incluso describirlo como “inevitable” da demasiada credibilidad a la noción de que hay algo que podría evitarse. La suma de dos más tres es cinco, y la cantidad de cinco de la pila de plátanos es una parte inherente de la cantidad de dos, la de tres y la de poner en una pila.

Así funcionan las leyes del universo. Te cuentan sobre las “simetrías” del universo: si hay algo aquí, entonces hay algo idéntico allá. La “otra cosa” es, en cierto sentido, redundante: podría imaginarse una perspectiva desde la cual no existe, sino que es simplemente un efecto secundario de la forma en que lo está mirando. Sería como si todo el universo tuviera un espejo a mitad de camino: simplemente ignorarías el reflejo porque no te dice nada que aún no sepas *.

Visto así, las leyes del universo no tienen la posibilidad de un “defecto”; todo el concepto se vuelve absurdo. Cualquier cosa que imagines que podría ser un defecto es realmente solo una simetría del universo, la forma en que el cinco de la pila de plátanos es inherente al doble y al tres.

Eso no significa que conozcamos todas esas leyes todavía. La localización de fallas en nuestro modelo actual es cómo encontramos mejores modelos que están más cerca de las leyes perfectas e inevitables del universo. Tenemos razones para creer que esas leyes existen porque las simetrías que hemos visto hasta ahora son tan perfectas: si no lo fueran, veríamos violaciones en todas partes. Así que tenemos razones para creer que nos estamos acercando cada día, aunque no tenemos idea de dónde podría terminar eso.

* Esto es solo una metáfora ilustrativa. Un espejo real tendría retrasos en el tiempo y, por supuesto, no existe tal cosa como “en la mitad del universo”.

Supongo que por culpa quiere decir que algunas partículas elementales se detienen, al menos por un momento, obedeciendo las leyes que le atribuimos.

Si ocurriera tal falla, probablemente observaríamos y posteriormente ajustaremos nuestra teoría para explicarla y predecirla. Todo el concepto de una “falla” realmente no tiene sentido. Si es algo que hace la naturaleza, entonces es lo que es . La ciencia es apenas perfecta o completa, y las ciencias naturales como la física son descriptivas , contraídas, por ejemplo, leyes de tránsito que son prescriptivas. (Imagínese si las leyes de tránsito fueran descriptivas. Les otorgaríamos licencias a todos, veríamos cómo manejan e interactúan “naturalmente”, probablemente resultando en un gran caos, ¡y luego redactaríamos leyes de tránsito con el objetivo de reproducir lo que observamos! “¿Qué hacen? cuando te acercas a una parada de cuatro vías? “” Uh, gritar y golpearlo? “” ¡Correcto! “)

Si desea leer lo que escribí antes de pensar en la respuesta anterior, suficiente, ¡continúe!

Puede ser que una partícula elemental se comporte, por un instante, de manera inesperada, pero el comportamiento promedio de una partícula durante un período o de muchas partículas por un instante es muy probable que sea el comportamiento esperado.

Para dar un ejemplo, un fenómeno cuántico particular llamado tunelización, donde una partícula es capaz de superar una barrera de energía que es mayor que la cantidad de energía contenida en la partícula misma, parece contradictoria, si no imposible, pero es la consecuencia de que la materia tenga onda -como cualidades y, lo que es más importante, ocurre con poca frecuencia. Las probabilidades de que una sola partícula tunele a través de una barrera muy alta puede ser pequeña pero no insignificante, pero las probabilidades de que muchas partículas tunelen simultáneamente a través de dicha barrera son realmente insignificantes.

Las probabilidades que predicen tales eventos son las mismas que para cualquier sistema aleatorio, como tirar dados. Las probabilidades de tirar un dado de 6 lados y obtener un 1 son [matemáticas] 1/6. [/ Matemáticas] Las probabilidades de sacar dos 1 son [matemáticas] 1 / (6 * 6) = 1/36 [/ matemáticas] . Diez 1 serían [matemáticas] 1 / (6 ^ 10) = 1 / 60,466,176 [/ matemáticas]. Woah Lo mismo ocurre con eventos poco probables como túneles.

Digamos que era una probabilidad de 1/6 de un túnel de una sola partícula (no lo es). Para que algo grande, como un grano o arena, una pelota de béisbol o todo tu cuerpo tunele a través de una barrera, como teletransportarse a través de tu pared, cada partícula debe hacer un túnel al mismo tiempo. ¡Es como tirar dados [matemáticos] 10 ^ 23 [/ matemáticos] (una gran subestimación) y hacer que todos salgan 1! Insignificantemente baja probabilidad.

Lo mismo sería cierto para que una partícula experimente una “falla” por una cantidad considerable de tiempo o para que muchas partículas experimenten una por cualquier cantidad de tiempo.

Un lado de la mecánica cuántica, que es cómo entendemos y predecimos el comportamiento de las partículas elementales, es la mecánica estadística, que nos permite razonar y predecir sobre el comportamiento promedio de la materia cuántica que, individualmente, es impredecible. En pocas palabras, hay un aspecto aleatorio en su comportamiento y ninguna cantidad de progreso en nuestra teoría, tecnología o chutzpah va a deshacerse de esto; Es una cualidad fundamental de la materia, no un fracaso en nuestra ciencia. En cualquier caso, nos las arreglamos.