La primera línea de la introducción de un texto que se usó para el primer curso que tomé sobre mecánica cuántica como estudiante universitario dijo: “La física es lo que hacen los físicos”.
Entonces, ¿qué hacen los físicos, me preguntaba? Los físicos construyen modelos: construyen modelos conceptuales o matemáticos. Intentan hacer que sus modelos sean lo suficientemente realistas como para reflejar el mundo real. Pero también es importante que se den cuenta de las limitaciones de sus modelos también. En última instancia, el propósito de un modelo es simular, ya sea conceptual o matemáticamente, lo que ocurrirá en un sistema o circunstancia física real. Solo cuando un modelo predice correctamente los resultados de todos los experimentos relacionados, se puede suponer que el modelo es “correcto”, y solo hasta que aparezca otro resultado experimental que sea inconsistente, lo que significa que el modelo debe ser modificado.
Como instructor de física, a veces esos modelos son muy simples: suponga que un bloque se desliza por un plano sin fricción que forma un cierto ángulo con la horizontal, ¿cuál es su aceleración? O suponga que se arroja una canica por la habitación y no hay resistencia al aire o flotabilidad, y la fuerza gravitacional es constante y exactamente verticalmente hacia abajo (nada de lo cual es cierto), ¿qué camino tomaría la pelota? (La mayoría respondería ‘parabólica’, pero eso solo es cierto dentro de los límites establecidos por el modelo. Lanzar un globo a través de la habitación, y el modelo no es un predictor muy preciso de qué camino tomará). Esos supuestos son los modelos, las simplificaciones, que se utilizan para resolver problemas. Por supuesto, si el modelo no es correcto, tampoco puede ser la solución. Pero si el modelo es lo suficientemente realista para la precisión necesaria, la solución matemática será una buena aproximación a lo que cabría esperar.
Niels Bohr dio una vez una charla sobre su Principio de Complementariedad, esencialmente una versión más filosófica del Principio de Incertidumbre de Heisenberg, que decía esencialmente que para cualquier cantidad medible, hay una cantidad medible complementaria de tal manera que cuanto más se sepa sobre uno de ellos, menos será Se puede conocer sobre el otro. Alguien de la audiencia hizo la pregunta, “Entonces, ¿qué es complementario a ‘Verdad’?” Su respuesta inmediata fue “Claridad”. A menudo he pensado en eso en términos de lo que hacemos como físicos, pero también como maestros. Si bien afirmamos que enseñamos la Verdad, en realidad solo analizamos la verdad en pequeños incrementos para que nuestros estudiantes puedan captar las ideas poco a poco. (Y nosotros mismos podemos saber que la situación es mucho más compleja que eso, y tal vez ni siquiera tengamos una idea completa de la complejidad). Eso también es lo que hacemos cuando modelamos-construimos. Es decir, eliminamos la complejidad de algún problema o circunstancia con algunos supuestos simplificadores para crear un modelo que se pueda resolver sabiendo que todos los detalles pueden no ser correctos, pero los elementos esenciales de la solución se pueden entender si el modelo es realista . ¿Y por qué hacemos eso? Para mayor claridad’.
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