domingo, 15 de octubre de 2017

El misticismo oculto tras la física moderna

"La Matemática no es real, pero «parece real». ¿Dónde está ese lugar?"
(Richard Feynman)


Continuando con el estudio en física moderna que comencé hace ya 3 años, estoy estos días siguiendo una serie de lecturas que el profesor Leonard Susskind hizo para la Universidad de Stanford hablando sobre el modelo estándar de partículas. La lectura es bastante amena y fácil de entender (desde un punto de vista matemático), pero a pesar de esta sencillez el profesor es capaz de transmitir la esencia de la que es actualmente la teoría física más precisa y avanzada de la que disponemos en estos momentos. Podéis acceder a estas 10 charlas desde YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=Igl8hE3Eac0

Sea como fuere, lo que más me ha llamado la atención de este primer paso cualitativo que he dado en avanzar sobre el modelo estándar una vez que ya estudié a fondo (de manera bastante formal) la QED (Quantum Electro Dynamics), es que conforme la teoría cuántica de campos fue desarrollándose el siglo pasado la complejidad fue en aumento a cada paso dado. Finalmente todo parece haber acabado en un teoría repleta de conceptos matemáticos cada vez más alejados de una interpretación física coherente con el mundo macroscópico de nuestro alrededor. 

Y no se trata de que las matemáticas lleguen un momento en que no sean asequibles, al contrario; llega un momento en que se detecta un patrón algebraico muy claro que te facilita entender cada vez mejor todo el conjunto; sino que lo que me parece a mí es que cada vez todo se vuelve más y más abstracto, hasta que parece como si las matemáticas tomaran el mando y la física quedara atrás relegada al papel de contrastar que las probabilidades calculadas por la teoría matemática cuadran con lo observado en el laboratorio (y por cierto que sí que lo hace con bastantes decimales de precisión).

Las descripciones matemáticas, de hecho, llevan tan lejos la teoría como para asegurar la existencia de una infinidad de partículas "virtuales" que interaccionan de manera "oculta" en cada instante con las partículas "reales" observables. Esas partículas virtuales son tan reales como las demás, sólo que no existen el suficiente tiempo como para que la violación de la energía que supone su espontánea aparición ex nihilo sea detectable. Existe de hecho una descripción gráfica que ayuda a intentar visualizar estos sucesos que acontecen durante el proceso de decaimiento, de creación-destrucción, y de interacción (fuerzas) de partículas o entre partículas. Se trata de los diagramas de Feynman:



Cada diagrama de arriba representa una posible forma en la que pueden repelerse dos electrones que se aproximan debido al intercambio de un fotón (a), dos fotones (b) y (c), un fotón que entre medias crea un par partícula/antipartícula que después se aniquila y vuelve a dar un fotón (c), un fotón que se intercambia y otro fotón que se emite y se absorbe independientemente: desde (e) a (j), etc. Los electrones vienen representado por las lineas rectas y los fotones por las líneas ondulantes. Así pues en (a) se puede entender que el evento sucedido es que dos electrones se aproximan hasta que el intercambio de un fotón los "empuja" y aleja uno del otro. Merece la pena mencionar que el caso de (d) es remarcable, puesto que supone un quebradero de cabeza matemático dado que se observa un loop (un bucle de creación destrucción virtual) que de hecho puede repetirse infinitas veces y de distintas maneras. 

El cálculo preciso (exacto) de todo el proceso en la repulsión de dos electrones requiere en sí de hecho de la integración en la probabilidad de todos y cada uno de los diagramas de este estilo que es posible imaginar (que son infinitos). Es decir, que la naturaleza parece que de algún modo es capaz de tener en cuenta para cada evento microscópico acontecido toda esta infinita mezcolanza de posibles eventos "virtuales" y conseguir siempre un coherente resultado probabilista para el devenir del fenómeno, mientras que, por otra parte, este cálculo nosotros sólo podemos realizarlo parcialmente aproximando (cortando arbitrariamente) la complicación permitida en nuestros cómputos (es decir; no teniendo en cuenta diagramas con muchos bucles o situaciones complejas de creación-destrucción, y quedándonos con los pocos diagramas que más aportan a la probabilidad global e ignorando el resto).

En resumen: que dado un evento microscópico cualquiera, lo que las matemáticas nos parecen querer decir es que el Universo se las apaña para tener en cuenta (sumar) la probabilidad de toda la infinidad de posibles circunstancias que podrían llevar a cada resultado final determinado (de manera que se respeten las leyes de conservación de energía, momento, carga, etc.). Es como si el mundo conociera en cada instante cada posible desenlace microscópico dado el estado infinitesimal actual del cosmos, y tuviera en cuenta además todos los infinitos procesos "ocultos o virtuales" que podrían llevar a cada uno de estos desenlaces determinando así la probabilidad para cada uno de ellos. La cuestión evidente que surge es: ¿cómo es capaz del Universo de hacer algo así? (léase también esta otra entrada sobre el asunto).

Nosotros como humanos podemos por ejemplo lanzar dos haces de hadrones entre sí, y aplicando aproximaciones numéricas sobre la teoría matemática que hemos desarrollado, realizar una estimación para la probabilidad de aquellos sucesos permitiros (dado el estado inicial). Podemos hacer este cálculo con mucho esfuerzo, de manera aproximada y estadística, y utilizando una gran cantidad de recursos para estudiar la información anterior y posterior a la colisión. En este sentido cientos de terabytes de información son procesados y almacenados para poder estimar estas probabilidades en el LHC, y el estudio experimental posterior lleva meses hasta poder alcanzar resultados contrastables con lo que la teoría dice.

Sin embargo la Naturaleza de algún modo se las apaña para realizar este tipo de cálculos de manera analítica exacta sin aproximaciones (teniendo en cuenta los infinitos diagramas de Feynman), y además lo hace de manera instantánea e infinitesimal teniendo en cuenta el estado del Universo completo en cada momento. De manera súbita el Universo en sí parece ser capaz de determinar la dinámica de una infinidad de partículas interactuando mediante infinitos procesos "ocultos o virtuales" y sin demora aparente: ¿cómo es posible que el mundo pueda llevar y guiar con tanta exactitud (e instantáneamente) al fenómeno teniendo en cuenta que debe contar con una infinidad de circunstancias diferentes en cada instante?  

Cada vez que tecleo en mi ordenador, por ejemplo; el cosmos se las arregla para calcular instantáneamente la mecánica que deben seguir esos varios cientos de trillones de procesos microscópicos que dan forma al mundo macroscópico de mi alrededor. Cientos de trillones de partículas con conforman las moléculas de mi cuerpo, de mi cerebro, de mi mesa y de mi ordenador se mueven sin fallo alguno al instante siguiendo las leyes naturales; y eso a pesar de que yo sé que cada nanosegundo el Universo en sí ha tenido de algún modo que determinar y "decir" a cada una de todas esas partículas cómo debían o no moverse determinando finalmente el estado final macroscópico de todo.

Es decir; que parece que el mundo puede calcular, computar o sabe prever (según quiera el lector entenderlo) continuamente a partir de cada estado inicial dado (el estado actual), la probabilidad de una infinidad de estados finales diferentes teniendo en cuenta además una infinidad de procesos "ocultos o virtuales" intermedios, y finalmente determinando de algún modo mediante un proceso de decoherencia el estado final macroscópico sacando de entre todas esas probabilidades calculadas el resultado final (eso que a Einstein tan poco le gustaba y que metafóricamente relacionaba como si "Dios" jugase a los dados). Y ocurre además todo infinitesimalmente en cada lugar del espacio-tiempo y teniendo en cuenta la infinita interconexión entre todo lo existente (y lo virtual). Finalmente, y para más inri, lo hace de manera instantánea sin aparente dilación o retardo durante este continuo proceso de cálculo natural.

Y es llegados a este punto cuando me asombra el hecho de cómo la comunidad científica ha logrado ocultar (o ignorar) el descarado misticismo que hay implícito tras toda la física moderna. ¿Cómo podría el cosmos realizar la monumental hazaña de procesar esta infinita computación instantánea si no fuera porque es en sí un ente omnipotente? ¿Y cómo se puede interpretar esta omnipotencia si no es mediante una relación panteísta admitiendo que el Universo es en sí una especie de auto-sostenido Ente todopoderoso?

Pero claro, este misticismo implícito (que por cierto el ya mencionado Albert Einstein defendía) tiene unas implicaciones que no agradan a ciertos grupos de personas que se aferran precisamente a la ciencia para negar cualquier postulado metafísico. Siento decirles que su postura no es legítima, y que, como poco y para no entrar en complicaciones deístas, hay que admitir la existencia de un Ente esencial omnipotente: el propio Universo auto-sostenido (panteísta).

Por lo tanto, y si se le quitamos al concepto de Dios cualquier connotación antropocéntrica o teísta, no cabe duda de que lo que la ciencia física moderna realmente parece favorecer de manera casi ineludible NO es el concepto ateísta de que no hay Dios; sino por contra la afirmación de que existe algo muy parecido a este ente Superior idealizado: nuestra propia realidad y todo lo contenido en ella (algo que no puedo evitar mencionar que cuadra muy bien con la cosmovisión de ciertos filósofos como es el caso de la propuesta de Spinoza o de Philipp Mainländer entre muchos otros) .

39 comentarios:

MaGaO dijo...

El mismo misticismo podría alegarse cuando no se conocía cómo modelar el movimiento de los planetas. Y llegó Newton, inventó el cálculo diferencial, y simplificó el problema.
No estoy muy al tanto de cómo ha evolucionado pero el amplituedro puede ser una forma de simplificar el problema.

Samu dijo...

Marcos, el problema no es que no se sepa como modelar la mecánica del mundo, sino que las propuestas del modelo estándar requieren considerar en cada instante una infinidad de alternativas en un tiempo finito. Eso supone que el Universo de algún modo debe SABER PREVER cómo dictar todo el movimiento infinitesimal de una cantidad infinita de fenómenos en un sólo instante. Esto supone que el mundo en sí (su esencia auto-sostenida) debe ser de algún modo omnipotente entendiendo que posee esta cualidad de ser capaz de determinar la infinitesimal dinámica de manera instantánea y simultánea.

Un saludo y gracias por comentar.

MaGaO dijo...

El amplituedro, insisto, permite evaluar las alternativas de cada interacción, por lo que he leído. Y no tiene infinitas caras. De hecho, permite hacer a mano cálculos que no se podían hacer con ordenador.
El universo no tiene por qué se omnipotente, por tanto: solo tiene que estar suficientemente distribuido y seguir las reglas (a las que la física busca aproximarse).

Samu dijo...

Venga, Marcos. Insiste lo que quieras pero estamos hablando de determinar el resultado de infinitas interacciones en un tiempo finito (e instantáneo). Si lograr eso no es poseer omnipotencia...

MaGaO dijo...

No, no hablamos de infinitas interacciones. No hay evidencia de que el universo sea infinito ni de que la no-localidad se cumpla a cualquier escala.

Samu dijo...

Según el modelo estándar (y la relatividad general) que es lo mejor que tenemos; el espacio-tiempo es infinitesimal y existen infinitas partículas (entre reales y virtuales) que interaccionan unas con otras (conformando campos y potenciales infinitesimales). Y en cada proceso microscópico de entre esta infinidad existen además infinitos diagramas de Feynman (interacciones posibles) que el Universo debe tener en cuenta (aunque nosotros nos limitemos a aquellos pocos que más aportan al cálculo de la probabilidad).

Así que te pongas como te pongas, calcular o conocer (si no te gusta la palabra cálculo) cómo debe proceder toda esta infinitud fenoménica en tiempo finito(es más: instantáneo), supone una capacidad o cualidad para el Universo en sí que bien merece la denominación de omnipotencia.

MaGaO dijo...

No somos capaces de medir distancias inferiores a la Planck. No somos capaces de medir tiempos inferiores al de Planck.
¿Bajo qué criterio afirmas que el modelo estándar supone un espacio-tiempo infinitesimal?
Por otro lado, un espacio-tiempo infinitesimal no es un espacio-tiempo infinito sino continuo. Nuestras matemáticas ya manejan sin problemas el concepto de continuidad. ¿Por qué no lo haría el universo bajo la hipótesis de un universo continuo?

Samu dijo...

El modelo estándar supone campos infinitesimales en el espacio-tiempo e infinitos diagramas de Feynman (interacciones posibles en el fenómeno microscópico). La escala de Planck es un límite de medición humano pero nada dice que la Naturaleza no sea capaz de sobrepasar ese límite. Por otro lado un espacio-tiempo continuo es por definición infinitesimal y requiere del uso de procedimientos infinitesimales (derivadas e integrales) que suponen cálculos (sumas por ejemplo) infinitas sobre la deriva del fenómeno.

Y evidentemente el Universo es capaz de tratar con éxito el problema de la continuidad y de la infinidad, y además lo hace todo sin demora ni retardo (instantáneamente), por lo que insisto debe poseer en sí alguna cualidad o capacidad similar a eso que entendemos como omnipotencia.

MaGaO dijo...

La escala de Planck es un límite de medición humano pero nada dice que la Naturaleza no sea capaz de sobrepasar ese límite.
Y nada dice que tenga que hacerlo.
Y evidentemente el Universo es capaz de tratar con éxito el problema de la continuidad y de la infinidad
No sabemos si el universo es infinito, así que el único problema es el de la continuidad, suponiendo que sea continuo.
Y, mientras no podamos decidir ni la infinitud ni la continuidad, no es necesario atribuirle omnipotencia alguna al universo.

MaGaO dijo...

Sigo buscando dónde considera el modelo estándar infinitos o infinitesimales. Sin éxito.

Samu dijo...

Yo te ayudo, Marcos. ¿Sabes cuál es la definición matemática de un campo cuántico? Pues ahí verás un parmámetro x (un cuatrivector) que es infinitesimal en el espacio-tiempo, y verás también por ponerte otro ejemplo varias integrales sobre el momento k de estos cuantas que son sumas infinitas. ¿Sabes lo que representan los infinitos diagramas de Feynman para un proceso microscópico cualquiera? Infinitas interacciones entre partículas reales y las virtuales (que sabes que a pesar de su nombre son reales pero que simplemente no son observables) para acabar dando a partir de un estado inicial uno final respetando las leyes de conservación. Y así puedo seguir.

Si no quieres ver infinitos e infinitesimales en el modelo estándar es porque no quieres, la verdad. Porque está repleto.

"el único problema es el de la continuidad, suponiendo que sea continuo."

Todo lo que sabemos apunta de momento a que es continuo. Así que de momento debemos como poco aceptar que el Universo podría ser omnipotente y que lo que sabemos hasta ahora de física así lo indica (porque además no es cierto que la continuidad sea el único problema, puesto que aún tenemos esa infinidad de partículas virtuales cuya "realidad" incluso se manifiesta macroscópicamente en experimentos tan claros como el del efecto Casimir).

Un saludo.

Iñigo Ximeno dijo...

Bueno no tiene porqué ser así. Lo que desde nuestra percepción es un instante en realidad puede ser un lapso de tiempo inferior a un zeptosegundo. La cuestión es si existe algún fenómeno, por raro que sea, que necesite la absoluta coincidencia temporal para poder ser entonces sí, tendremos la prueba definitiva de que hay algo místico.

Samu dijo...

Iñigo, como poder ser podrían ser muchas cosas; pero de momento lo que sabemos indica claramente (matemáticamente) esa instantaneidad y esa infinitud natural del fenómeno. Así pues de momento y mientras la física teórica no diga otra cosa (y no tiene pinta porque por ejemplo la teoría de cuerdas no es más que una extensión también infinitesimal del modelo estándar), deberíamos de aceptar que existe esa (posible) cualidad omnipotente para el Universo en sí mismo.

MaGaO dijo...

ahí verás un parmámetro x (un cuatrivector) que es infinitesimal en el espacio-tiempo,
Y, sin embargo, la luz no es continua. Si lo fuera entonces existiría la catástrofe ultravioleta. Y no existe.
y verás también por ponerte otro ejemplo varias integrales sobre el momento k de estos cuantas que son sumas infinitas.
¿Y? Representar algo en sumas infinitas no implica que la realidad sea una suma infinita.
¿Sabes lo que representan los infinitos diagramas de Feynman para un proceso microscópico cualquiera? Infinitas interacciones entre partículas reales y las virtuales (que sabes que a pesar de su nombre son reales pero que simplemente no son observables) para acabar dando a partir de un estado inicial uno final respetando las leyes de conservación. Y así puedo seguir.
Cuando un electrón y un positrón se aniquilan no se modela con infinitas partículas virtuales. Se modela con una. Agradecería alguna referencia que apoye tu afirmación de infinitas interacciones.
Si no quieres ver infinitos e infinitesimales en el modelo estándar es porque no quieres, la verdad. Porque está repleto.
Sabemos que el modelo estándar es insuficiente para modelar la realidad, aunque funciona muy bien. ¿Por qué hay que considerar que estos infinitos e infinitesimales son correctos si el modelo es incompleto?
Todo lo que sabemos apunta de momento a que es continuo.
Otros no están tan seguros.
Así que de momento debemos como poco aceptar que el Universo podría ser omnipotente
Por poder…
y que lo que sabemos hasta ahora de física así lo indica (porque además no es cierto que la continuidad sea el único problema, puesto que aún tenemos esa infinidad de partículas virtuales cuya "realidad" incluso se manifiesta macroscópicamente en experimentos tan claros como el del efecto Casimir).
El efecto Casimir no aparece por infinitas interacciones sino por la ausencia de espacio para que ocurran esas interacciones. Si lo entiendo correctamente, el efecto Casimir apunta más bien a que el espacio es cuantizable, pues existe una distancia a la que no se producen fluctuaciones en el vacío con libertad.

Anónimo dijo...

Una de de las ideas clave de la mecánica cuántica es precisamente que la información es finita. El número de resultados alternativos que podemos obtener midiendo un sistema físico es infinito, según la mecánica clásica, pero en realidad es finito, segun la mecánica cuántica. Por tanto, la mecánica cuántica puede entenderse en primer lugar como el descubrimiento de que la información, que al fin y al cabo es de lo que estamos realmente hablando, en la naturaleza, es FINITA.

Samu dijo...

Marcos, perdona que te insista con el hecho de que el modelo estándar requiere de infinitas partículas y de infinitas interacciones entre ellas (representado por los infinitos diagramas de Feynman existente para cada microevento).

___

Anónimo, lo que dices no es cierto. La mecánica cuántica no restringe ni acota superiormente el valor máximo para los estados físicos posibles (ni mucho menos la cantidad de estados distintos admisibles); como mucho en ciertas ocasiones limita los valores de estos estados a rangos no continuos, pero a pesar de ello la cantidad de configuraciones de valores observables posibles tiende a infinito (aunque esos valores aumenten a saltos no continuos. Recuerda que por ejemplo el conjunto de los número naturales es infinito a pesar de no incluir a los números reales). Vaya que lo que has dicho no tiene ningún sentido.

Anónimo dijo...

Hola soy el anónimo de antes.
Por partes:Creo que no has entendido que significa realmente la mecánica cuántica.
La Mecánica Cuántica consiste básicamente en la información que unos sistemas físicos tienen de otros sistemas físicos.
Toda la mecánica cuántica se puede reducir a dos postulados:
La información que poseemos de cualquier sistema es finita y depende de la interacción que tengamos con dicho sistema.
La información nueva de un sistema surge al interaccionar de nuevo con dicho sistema.
El primer postulado determina que la mecánica cuántica es discreta y que las posibilidades son finitas por tanto.
El segundo caracteriza la indeterminación de la mecánica cuántica ya que siempre existe la posibilidad algo imprevisible que nos permita obtener nueva información del sistema.
Cuando obtenemos nueva información sobre un sistema y la información total no puede crecer infinitamente debido al primer postulado, es necesario que parte de la información anteriormente obtenida se vuelva irrelevante y deje de tener efecto sobre predicciones futuras.Por eso cuando en mecánica cuántica se interactua con un sistema, no solamente se obtiene información de ese sistema sino que también y al mismo tiempo se borra parte de la información del mismo.
Precisamente por este motiva tu idea de que existe una especie de universo que actuar como una calculadora matemática capaz de calcular instantáneamente infinitas operaciones/posibilidades es absurda porque aparte del infinito gasto energético y de cálculo que supondría además es del todo innecesaria cuando esas la mayoría de esas infinitas posibilidades se desprecian al proceder mediante el borrador cuántico a descartar información irrelevante.
Resumiéndolo todo con un ejemplo: tu propones infinitas pizarras plagadas de ecuaciones para determinar o describir la realidad, mientras que la mecánica cuántica lo que realmente propone es tan sólo una pizarra, una tiza y un borrador.


Samu dijo...

Anónimo, sigues confundiendo churras con merinas. En mecánica cuántica sólo se "borra" información cuando se miden en serie observables incompatibles, y nada más. Estás extrapolando sin sentido.

Anónimo dijo...

Hola de nuevo, soy el anónimo de antes y de antes (me parece que me voy a empezar a llamar así, je)
Por partes: Sobre tu afirmación de que el universo es capaz determinar el resultado de infinitas interacciones en un tiempo finito e instantáneo, me gustaría añadir tu concepcion de tiempo es errónea y deberías reflexionar acerca de cual es la verdadera naturaleza del tiempo.
Para describir la física no es necesario usar la noción de tiempo y a nivel fundamental es mejor olvidarse por completo de ella. El tiempo no desempeña ninguna función en el nivel fundamental de la física. Una vez comprendido esto, es más fácil entender la mecánica cuántica.
El concepto del tiempo es como el de la temperatura. Viene de calcular medias de muchísimas variables microscópicas,mientras nos limitemos a una descripción completa del sistema, todas las variables del sistema son iguales y ninguna representa el tiempo. Pero en cuanto describimos el sistema por medio de cantidades medias de muchas variables, enseguida estas cantidades medias se comportan como si existiese un tiempo. Por tanto, El tiempo no es sino una consecuencia de obviar los microestados físicos de las cosas. La mecánica cuantica precisamente se centra en el estudio de los estados microfísicos de las cosas por lo que el concepto de tiempo es irrelevante . De la misma forma hablar de simultaneidad, instantaneidad y tiempo finito como tu haces al especular sobre el funcionamiento automático del Universo, carece de sentido y, volviendo al tema que expuse acerca de la información cuántica de los sistemás microfísicos, el tiempo sería simplemente la información que no tenemos. El tiempo es básicamente ignorancia, amigo.






Jesús Merino dijo...

Tema interesante. Seguro que hay mucha más finalidad de la que admite la ciencia, pero las cosas no son como las vemos ni a favor de unos ni a favor de otros. La explicación para infinitas interacciones en un tiempo infinitesimal solo tiene la omnipotencia que nuestra ignorancia concede al Universo. Es posible hacer infinitos cálculos en una millonésima de segundo si también hay infinitos procesadores interconectados y trabajando a la vez, tantos como partículas pueblan el Universo. Y sobre la mecánica cuántica, que tanto se fija en las partículas y lo infinitesimal, solo será cuestión de tiempo que se cambie por conocimiento real de la naturaleza, porque calcularla y predecirla no es conocerla sino domarla. Seguramente, cuando la cuántica tenga una pizca más de realismo, ya no harán falta infinitos diagramas de Feynman para entender una repulsión de electrones ni atracción entre cargas de distinto signo.

Samu dijo...

Hola, Jesús Merino.

Te digo como a Iniño en su comentario anterior. Como poder puede que algún día nos deshagamos de todos los infinitos en física teórica, pero lo que es hoy por hoy lo que sabemos indica que deberíamos de aceptar (mientras tanto) como poco que existe esa (posible) cualidad omnipotente del Universo al actuar sobre sí mismo (sobre el fenómeno).

MaGaO dijo...

No, no indica que deberíamos aceptar esa posible omnipotencia. Hay fenómenos macroscópicos que se modelan mediantes series infinitas y no se concluye por ello que haya infinitos fenómenos. Hay fenómenos macroscópicos que se modelan mediante integrales y no se concluye por ello que haya fenómenos infinitesimales.
Las series y las integrales son herramientas matemáticas, nada más. Y se usan en física porque funcionan, no porque impliquen nada sobre la realidad subyacente.
Elucubrar sobre la omnipotencia de un universo que, por demás, se comporta de un modo bastante preciso para ser omnipotente (al menos hasta donde logramos observar) no tiene más sentido que imaginar reales los "ángeles" de la gravitación newtoniana. Y acusar a los científicos de ocultar/ignorar esto tiene el mismo sentido que acusar a Einstein de ocultar/ignorar dichos ángeles. Otra cosa es que te guste hacerlo. Eres libre, al fin y al cabo.

Samu dijo...

Marcos, de verdad que entiendo tu reticencia pero es que sencillamente no llevas razón en este caso: el mundo macroscópico se reduce al microscópico, y éste viene descrito de momento por el modelo estándar que requiere postular con infinitas partículas y con infinitas interacciones entre ellas (representado por los infinitos diagramas de Feynman existente para cada microevento). Ya sé que es una idea que no te gusta pero es lo que hay de momento.

Jesús Merino dijo...

Hola de Nuevo Samu, a lo mejor parece que nos estamos confabulando contra ti, pero seguro que no es eso, además eres tú el que manda en tu blog, así que si alguien asoma demasiado la cabeza pues se la cortas y a correr. Yo creo que no te faltan argumentos para opinar sobre una posible omnipotencia y seguramente deberíamos dejarlo ahí, en el contexto de las opiniones. Omnipotencia me sugiere capacidad para estar por encima de la propia naturaleza física, y como siempre suelen aparecer explicaciones naturales, o cambios en la forma que la entendemos, tarde o temprano desaparecen las razones para pensar en cosas por encima de lo natural.

Creo que la teoría de campos y su modelo estándar están equivocados en algo esencial. Están investigando la naturaleza rompiéndolo todo en sus partes infinitesimales, y claro que pueden hacerlo, pero a costa de analizar millones y millones de terabytes, determinando probabilidades de cada micro evolución después de una colisión. Así no se pueden investigar cosas demasiado grandes porque no habrá suficiente capacidad de cálculo en todo el Universo. Los átomos y moléculas pueden descomponerse en partículas elementales, pero no son ese puñado de partículas elementales, y la prueba es que responden a una función de onda que realmente no se divide porque todo esta entrelazado. Los experimentos de colisiones no pueden ser el camino, son más correctos los experimentos de integración, como los condensados de Bose-Einstein y los entrelazamientos, porque de ahí sí puede surgir lo que todavía no sabemos de la materia.

Samu dijo...

Hola, Jesús. Todo comentario es siempre bienvenido en el foro siempre que se hagan desde el respeto :).

Lo que dices sobre el modo en que el modelo estándar y la teoría de campos funciona es falso. El modelo estándar incluye en su ser como parte fundamental la mecánica cuántica: con sus funciones de ondas, sus entrelazamientos y todo lo demás. Pero es que además requiere para integrar la teoría especial de la relatividad de esa división infinitesimal del campo cuántico. Requiere postular con infinitas partículas interactuando en cada microevento y requiere de un espacio-tiempo continuo e infinitesimal.

Y si cambias alguno de estos postulados el modelo estándar sencillamente se viene abajo y deja de ser coherente y predictivo. Por lo tanto no es que los físicos quieran postular con estos infinitos, es que durante los casi 100 años de desarrollo que han conducido al modelo estándar no ha habido más remedio que postular con estas ("desagradables") ideas para alcanzar a describir con precisión el mundo a escala microscópica relativista.

Así que es complicado negar toda la base axiomática de esta teoría (la única) que ha sido capaz de abarcar una explicación empírica con tantísimos decimales de precisión para tantos fenómenos y a tan diversas escalas. En realidad negar hoy día la base del modelo estándar es tanto como negar toda la física conocida y empezar desde cero (y ni siquiera las modernas teorías que pretenden ir más allá del modelo estándar son capaces de hacer ésto).

En este contexto, por omnipotencia me refiero a que la esencia del propio Universo es capaz de realizar una proeza de cálculo (o conocimiento) sobre el fenómeno que en su ser se representa, tal que escapa a toda posibilidad de imitación por parte del propio fenómeno inmanente. El Universo tiene una cualidad esencial superior en este sentido al conjunto de sus partes constituyentes representadas. Es capaz de guiar instantáneamente una dinámica fenoménica infinita e infinitesimal de un modo en que nosotros sólo podemos entender como omnipotencia: cálculo o determinación de infinitos eventos dinámicos en tiempo finito (instantáneo).

Y dado el éxito predictivo del modelo estándar en todos y cada uno de los experimentos donde se ha puesto ya a prueba durante décadas, es más sencillo aceptar las "desagradables" implicaciones ontológicas de un mundo así, que defender que la base de toda la física moderna es errónea.

Un saludo, amigo.

MaGaO dijo...

Al final, el problema se reduce, por lo que estoy leyendo, a si consideramos que las herramientas desarrolladas en física (mecánica cuántica por un lado y relatividad general) son algo más que herramientas.
Yo sostengo que no: las teorías de campos de usan porque dan buenos resultados. Esto no significa que sean correctas. De hecho, que el modelo estándar no logre casar con la relatividad general es una prueba clara de que algo está mal. Y si algo está mal en el sistema ¿qué sentido tiene elucubrar sobre la validez de sus hipótesis matemáticas?
Cuando dos piezas no encajan, no se filosofa sobre el sentido último de las piezas: se analizan para intentar ver por qué no encajan.
Si se logra encajar cuántica y relatividad general, podremos debatir sobre la continuidad e infinitud del universo… si tenemos evidencia que las apoye.
Acusar a la física de misticismo simplemente porque el modelo es incompleto y se hacen suposiciones es fútil: si no te gustan las matemáticas de la física actual, desarrolla otras que funcionen mejor.

Samu dijo...

El modelo estándar probablemente sea sustituido por la teoría de cuerdas que sí que reúne cuántica y relatividad general. ¿Y sabes qué? La teoría de cuerdas no es más que un pasito matemático añadido sobre el modelo estándar de partículas actual. Mantiene toda su base infinitesimal y sus infinitos (y todo lo demás) añadiendo nuevos postulados sobre los anteriores (divide las infinitas partículas en piezas más pequeñas -cuerdas y branas- y añade más dimensiones espaciales a las 3+1 del espacio-tiempo "tradicional"). El resto de propuestas físicas alternativas (supersimetría, TGU, gravedad cuántica de bucles, etc.) que pretenden ir más allá del modelo estándar también siguen haciendo uso de todos estos mismos conceptos básicos que luego se pretenden extender; pero lo importante es que NO hay hoy día ni una teoría seria que sea capaz de eliminar TODA la base infinitesimal del mundo. Los infinitos matemáticos parecen ser una necesidad para cualquier teoría física que pretenda explicar y predecir el fenómeno del mundo, y eso es un dato importante para nuestro debate.

No parece, Marcos; que el problema sea que las matemáticas de la física actual (y sus implicaciones interpretativas y ontológicas) estén mal encaminadas, sino que todo apunta más bien a que lo único que necesitan son un refinamiento, pero manteniendo toda su base actual.

Y es que cuando se piensa bien realmente parece que es todo algo esencial al propio Universo: que posee una cualidad en sí que le permite de algún modo ser capaz de guiar instantáneamente una dinámica fenoménica infinita e infinitesimal de un modo en que nosotros sólo podemos entender como omnipotencia: cálculo o determinación en paralelo de infinitos eventos dinámicos todo en tiempo finito (instantáneo). Se mire como se mire (y se denomine como se denomine, al final no importa tanto la palabra que usemos para describir el hecho sino el hecho en sí mismo) se trata de algo muy asombroso.

Javier G. C. dijo...

¡¡Uff!! Que fuertes conclusiones. Honestamente estoy de acuerdo en la conclusión asumiendo las premisas que das. En lo que no estoy de acuerdo es en las premisas.

Me parece que las premisas asumen muchas cosas de forma más o menos gratuita, pero sería muy largo de explicar todas. Me voy a centrar en una cosa: asumir la naturaleza "continua" de la realidad.

Es fácil entender que un físico asuma que existe algo "continuo", en el sentido matemático del término, precisamente porque se auxilia de las matemáticas continuas para modelarlo todo. Eso aunado a un velado "platonismo matemático", hace que el argumento dependa de creer que la naturaleza "calcula" en el mismo sentido que el físico lo hace, concluyendo que, como el físico necesita infinitos cálculos para obtener un resultado exacto, la naturaleza debe estar realizando de alguna forma esos infinitos cálculos. Lo cuál me parece lo más disparatado de todo. Ya no se ve al cálculo como un modelo, una aproximación, sino como la realidad misma, y creo que es un profundo error. En realidad lo es por dos vertientes diferentes:

1) Si la naturaleza no es continua ni infinita en ninguna forma, todo cálculo matemático (que involucre números reales) es una aproximación, y la necesidad de "infinitos actuales" desaparece. No se puede negar de forma simple que no es discreta y/o finita la realidad. De hecho es la física la que se ha topado con fenómenos que revelan su naturaleza "discreta" (la cuantización de la energía por ejemplo). Hasta filosóficamente y matemáticamente los infinitos actuales son un problema y un debate (me viene a la mente el debate sobre el AXIOMA de elección en teoría de conjuntos).

2) Si existe algo así como un "continuo real", se puede demostrar que un dispositivo que haga uso de ese continuo para hacer los cálculos es capaz de realizar "hipercomputación", es decir, computación más allá de la computabilidad de Turing. Podría resolver el problema de la parada de la computación, que en el modelo de computación "normal" es imposible de resolver porque necesitamos infinitos cálculos para hacerlo.

En resumen: no se puede concluir lo del artículo, según yo.

Samu dijo...

Hola, Javier.

Respecto a tus dos objeciones en las premisas:

1)La mecánica cuántica no restringe ni acota superiormente el valor máximo para los estados físicos posibles (ni mucho menos la cantidad de estados distintos admisibles); como mucho en ciertas ocasiones limita los valores de estos estados a rangos no continuos, pero a pesar de ello la cantidad de configuraciones de valores observables posibles tiende a infinito (aunque esos valores aumenten a saltos no continuos. Recuerda que por ejemplo el conjunto de los número naturales es infinito a pesar de no incluir a los números reales). Que la naturaleza no sea continua ni infinita en forma alguna es algo que ni teórica ni experimentalmente es hoy por hoy defendible de manera coherente.

2)Si el Universo es capaz de hacer computación más allá de la computabilidad de Turing llegamos a la misma conclusión que he defendido en todo el artículo: el mundo sería en sí un ente con una extraordinaria cualidad esencial que le permitiría de algún modo guiar instantáneamente una dinámica fenoménica infinita e infinitesimal de un modo en que nosotros sólo podemos entender como omnipotencia: cálculo o determinación en paralelo de infinitos eventos dinámicos todo en tiempo finito (instantáneo).

MaGaO dijo...

La mecánica cuántica no restringe ni acota superiormente el valor máximo para los estados físicos posibles
Lo hace cuando, por ejemplo, se obtienen "temperaturas negativas". La entropía es, además, una "cuenta del número de formas en que se puede organizar los átomos de un cuerpo en una forma".
la cantidad de configuraciones de valores observables posibles tiende a infinito
"Tiende" en los modelos. Los modelos no son la realidad, como ya te hemos dicho varios.
Por lo demás, sigues con condicionales no comprobados.

Samu dijo...

1) Marcos, hay cientos de sistemas libres no ligados donde no existe cuantización alguna ni cota superior para el valor observable de sus estados, e incluso para los estados ligados no hay en principio cota superior a pesar de que los niveles deban aumentar a ritmos regulares según n (o cualquier otro número cuántico tiende a infinito).

2) "Los modelos no son la realidad, como ya te hemos dicho varios."
Lo único que el ser humano es capaz de abarcar en su mente son modelos, y eso es todo lo que tenemos para interpretar el mundo. Si la realidad no es como los modelos físicos indican entonces cómo es la realidad según tú: ¿cómo haces para saber que los modelos no muestran una aproximación matemática a una verdadera realidad llena de infinitos?

3) "Por lo demás, sigues con condicionales no comprobados."
Por lo demás me baso en lo que actualmente se sabe y en las perspectivas que las alternativas al modelo estándar presentan. Todo apunta en favor de que los infinitos y los infinitesimales van a permanecer por necesidad teórica y experimental dentro de nuestra física.

El que introduce condicionales que niegan la mayor sin aportar nada en favor del argumento contrario eres tú. Tú dices que la física teórica habla de infinitas partículas pero que eso es un modelo que no se corresponde con la realidad: ¿por qué afirmas alegremente eso, en qué te basas para saber que el mundo no es tal y como la física teórica y sus modelos indican?

MaGaO dijo...

hay cientos de sistemas libres no ligados donde no existe cuantización alguna ni cota superior para el valor observable de sus estados
Un ejemplo, por favor.
Lo único que el ser humano es capaz de abarcar en su mente son modelos, y eso es todo lo que tenemos para interpretar el mundo. Si la realidad no es como los modelos físicos indican entonces cómo es la realidad según tú: ¿cómo haces para saber que los modelos no muestran una aproximación matemática a una verdadera realidad llena de infinitos?
No se puede saber. La ciencia supone que la realidad se parece a los modelos, nada más. Por eso los modelos están sujetos a revisión continua. Los modelos son modelos, no evidencias. No son la realidad.
Por lo demás me baso en lo que actualmente se sabe y en las perspectivas que las alternativas al modelo estándar presentan
Pues se lo cuentas a los físicos del enlace que puse en su momento.
Todo apunta en favor de que los infinitos y los infinitesimales van a permanecer por necesidad teórica
Lo que no significa nada.
y experimental dentro de nuestra física.
¿Qué mediciones experimentales han dado infinitos o infinitesimales? Porque eso sí que sería un logro. ¿Es, de pronto, infinito el universo observable? Porque no podemos ver más allá. ¿Es, acaso, infinitesimal la precisión con la que logramos captar sucesos con nuestros instrumentos de medida? Porque hay ciertos inconvenientes asociados con Planck.
El que introduce condicionales que niegan la mayor sin aportar nada en favor del argumento contrario eres tú.
No, no añado condicionales. Digo que el efecto Casimir demuestra que existen distancias a partir de las cuales no "caben" las infinitas partículas que postulas. Esto es un hecho.
Tú dices que la física teórica habla de infinitas partículas
En realidad, no: lo de las infinitas partículas es cosa tuya.
pero que eso es un modelo que no se corresponde con la realidad: ¿por qué afirmas alegremente eso, en qué te basas para saber que el mundo no es tal y como la física teórica y sus modelos indican?
No hay evidencia de que los modelos científicos sean la realidad: la única forma, hasta donde entiendo, de determinar si "la realidad es real" es verla desde fuera. Algo que se sale, sin embargo, del ámbito científico.
Porque tu planteamiento de misticismo es, en el mejor de los casos, filosófico y no científico: conviertes una suposición en realidad "porque funciona muy bien" y construyes toda tu crítica a partir de esa hipótesis. Pero no sabes si es correcta. No sabes si el universo es infinito (o infinitesimal). Y los físicos tampoco, pero ellos son conscientes del problema y hacen lo que pueden: seguir experimentando y seguir modelando.
Y no, no tengo que "presentar una alternativa": las teorías valen o no valen por sí mismas, no en comparación con otras. Y tu teoría será todo lo bonita que quieras, pero no vale: parte de suposiciones sin comprobar, y ni siquiera añade nada útil. Lo siento, es lo que hay.

Samu dijo...

"Un ejemplo, por favor."
La posición de una partícula libre en el espacio.

"No se puede saber."
Pues si no se puede saber cabe la posibilidad (lógica) de que lo que los modelos aproximan sean parte de la verdadera realidad esencial.

"Lo que no significa nada."
Significa que todo lo que sabemos apunta en esa dirección.

"¿Qué mediciones experimentales han dado infinitos o infinitesimales? "
Todas las mediciones sólo cuadran con teorías que incluyen infinitesimales e infinitos en sus modelos sin que se hayan encontrado alternativas sin estos preceptos matemáticos.

"En realidad, no: lo de las infinitas partículas es cosa tuya."
Pues entonces siento decirte (desde el respeto) que no has entendido ni una palabra de QFT, la base sobre la que se construyó el modelo estándar de partículas. Por ponerte un ejemplo: ¿comprendes las implicaciones físicas de lo que refleja un Diagrama de Feynman? Pues sin aceptar la existencia de infinitas partículas (entre reales y virtuales) no tiene sentido.

"Algo que se sale, sin embargo, del ámbito científico."
Vale, pero eso no impide que alguien se deje llevar por la asumpción (repito, lógica) de que lo que los modelos muestran sea una aproximación a una realidad subyacente muy similar a lo que indican las matemáticas. Si las matemáticas hablan de infintésimos y de infinitos, y la experimentación concuerda a veces con más de 8 decimales de precisión estas teorías, ¿no es lógico aceptar que el mundo realmente es así en vez de negarlo y juguetear con el escepticismo simplemente porque las consecuencias filosóficas no nos gustan?

"Y no, no tengo que "presentar una alternativa""
Pues muy bien. Me parece que estás actuando de manera dogmática. Lo siento, pero es lo que hay.

MaGaO dijo...

"La posición de una partícula libre en el espacio."
No hay evidencia de que pueda estar en infinitos estados.
"Pues si no se puede saber cabe la posibilidad (lógica) de que lo que los modelos aproximan sean parte de la verdadera realidad esencial."
Pero tú no hablas de posibilidad. Dices "¿Cómo podría el cosmos realizar la monumental hazaña de procesar esta infinita computación instantánea si no fuera porque es en sí un ente omnipotente? ¿Y cómo se puede interpretar esta omnipotencia si no es mediante una relación panteísta admitiendo que el Universo es en sí una especie de auto-sostenido Ente todopoderoso?"
"Significa que todo lo que sabemos apunta en esa dirección."
Lo que sabíamos apuntaba a que no existían cisnes negros.
"Todas las mediciones sólo cuadran con teorías que incluyen infinitesimales e infinitos en sus modelos sin que se hayan encontrado alternativas sin estos preceptos matemáticos."
Me parece que pones el carro delante de los bueyes. Las teorías aparecen después de las mediciones, no antes. Y, una vez más, que no se encuentren alternativas no significa que no existan.
"Pues entonces siento decirte (desde el respeto) que no has entendido ni una palabra de QFT, la base sobre la que se construyó el modelo estándar de partículas. Por ponerte un ejemplo: ¿comprendes las implicaciones físicas de lo que refleja un Diagrama de Feynman? Pues sin aceptar la existencia de infinitas partículas (entre reales y virtuales) no tiene sentido."
Porque lo dices tú. Yo ya he enlazado a especialistas del campo que no lo tienen tan claro.
"Vale, pero eso no impide que alguien se deje llevar por la asumpción (repito, lógica) de que lo que los modelos muestran sea una aproximación a una realidad subyacente muy similar a lo que indican las matemáticas."
Pero tú no asumes. Tú afirmas.
· Si las matemáticas hablan de infintésimos y de infinitos, y la experimentación concuerda a veces con más de 8 decimales de precisión estas teorías, ¿no es lógico aceptar que el mundo realmente es así en vez de negarlo y juguetear con el escepticismo simplemente porque las consecuencias filosóficas no nos gustan?"
Lo es mientras tengas claro que es una hipótesis. Pero ya he citado cómo NO lo presentas como hipótesis.
"Pues muy bien. Me parece que estás actuando de manera dogmática. Lo siento, pero es lo que hay."
Te equivocas. Simplemente necesito algo más que una idea feliz para comulgar con ruedas de molino.

Javier G.C. dijo...

Me parece aquí hay problemas para distinguir un infinito potencial de un infinito actual. Yo entiendo que se necesita el promedio de una infinita cantidad de elementos para obtener el cálculo exacto que dices y que, en principio, nada acota dichas configuraciones. Pero asumes que el cálculo que involucra el modelo es la Realidad (así con mayúscula), y eso no sólo no está justificado, sino que todo en la historia y la filosofía apunta a que no es así.

También se podría decir que el área bajo al curva de una integral "asume" la existencia de infinitos rectángulos de ancho infinitesimal, y nadie piensa que la naturaleza este "calculando" con esa infinita suma el área de las cosas a cada instante en el universo.

Por otro lado, estoy de acuerdo que nada conocido acota la extensión del universo (sea discreto o continuo), pero tampoco nada contradice dicha noción. Personalmente, las implicaciones de algo como un infinito actual me parecen tan chocantes que lo rechazo visceralmente (me confieso). Tal vez invoques a Cantor para declarar que los matemáticos hace mucho que superaron la idea de un infinito actual o potencial, y que asumen la actualidad de forma natural. No es así: el "infinito actual" sólo existe (o tiene sentido declararlo), a nivel semántico en las matemáticas, las cuales son nociones perfectamente debatibles; y a nivel sintáctico nada en matemáticas es infinito. Ahí donde las matemáticas son lo que son: un lenguaje de símbolos que se acomodan en cadenas siempre finitas bajo procedimientos siempre finitos que siguen reglas que (tenemos fe) no se contradicen entre sí.

Samu dijo...

Marcos, te limitas al negacionismo barato: "No hay evidencias", "algunos autores no están de acuerdo", "podría ser pero es que tú no asumes sino que afirmas", y bla, bla, bla.

Me parece que te retuerces contra corriente con tal de negar lo evidente, pero bueno. Si con eso vas a estar conforme, te admito que la afirmación fundamental que hago en el artículo es de momento un mera hipótesis basada en la interpretación más ortodoxa de la física moderna (aunque confirmo que hay, como para todo, autores disconformes debido principalmente a las implicaciones filosóficas que esta ortodoxia supone -como posiblemente sea tu caso-).

Un saludo.

MaGaO dijo...

Marcos, te limitas al negacionismo barato: "No hay evidencias", "algunos autores no están de acuerdo", "podría ser pero es que tú no asumes sino que afirmas", y bla, bla, bla.
Me limito a ver la diferencia entre modelo y evidencia. Pero si te sientes mejor sacando conclusiones erróneas, tú mismo.

Samu dijo...

Te limitas a negar basado en una duda poco pragmática y en interpretaciones heterodoxas de ciertos "autores". Pero bueno, allá tú.

Unknown dijo...

Muchas gracias a todos,por plasmar sus ideas, aprendí mucho y me alegró que lo hayan hecho,pensamientos muy complejos y con cierta evidencia, al final creo que cada quien ve lo que quiere y decide creer y más si necesita de ello. Que interesante y divertido es saber de gente pensante como ustedes.

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