De la física clásica la nueva física, un salto cuántico
Faraday, Maxwell, Planck, Einstein y otros.
miércoles, 25 de febrero de 2009
Los problemas de la Mecánica cuántica
martes, 24 de febrero de 2009
El reloj o la nube ?
Por que la física cuántica fascina, si es tan complicado ?
La teoría cuántica es esencialmente matemática , es decir, no es posible explicar los alcances de sus descubrimientos fuera del lenguaje matemático.
No es intuitiva como la física clásica ( Newton y Maxwell), es decir, se ocupa de fenómenos a un nivel micróscopico imposible de vislumbrar.
Antes se había inaugurado la era de la razón , la era de la certeza, los físicos clásicos estaban acostumbrados a lidiar con la mecánica de Isaak Newton y el electromagnetismo de James Clerk Maxwell , que constituían las dos síntesis de fenómenos físicos de mayor éxito en la historia del pensamiento.
Por un lado la Ley de gravitación de Newton fue utilizada para predecir los movimientos de los planetas con gran precisión.
Por otro con la teoría de las ondas electromagnéticas , Maxwell predijo la existencia de las ondas de luz invisibles, que más adelante Hertz detectó y hoy se llaman ondas de radio.
Aparentemente los físicos pudieron explicar todos los fenómenos de la naturaleza y se llegó hasta el colmo de la petulancia que el premio nobel norteamericano Albert Michelson, pensó que no había más nada que descubrir en física y que había que cerrar el boliche de los nuevos descubrimientos.
Postulados de la fisica clásica:
1. El universo era como una máquina gigante que operaba en un marco de tiempo y espacio absolutos. Los movimientos complicados podían entenderse como movimientos simples de las piezas internas de la máquina, aún si no era posible visualizar tales piezas.
2. La síntesis newtoniana implicaba que todo movimiento tenía una causa . Si un cuerpo manifestaba algún movimiento , siempre podía imaginarse que lo producía. Simplemente se trataba de causa y efecto , y nadie lo cuestionaba.
3. Si se conocía el estado de movimiento en un momento dado , por ejemplo , el presente, era posible determinarlo en cualquier otro del futuro o incluso del pasado. No había nada incierto, todo era consecuencia de una causa anterior. Esto era el determinismo.
4. Las propiedades de la luz habían sido descriptas en forma cabal por la teoría de la onda electromagnética de Maxwell y confirmadas a través de los patrones de interferencia observados en un sencillo experimento de ranura doble llevado a cabo por Thomas Young en 1802.
5. Existían dos modelos físicos para explicar la energía en movimiento , el de las partículas , representadas por esferas impenetrables similares a bolas de billar , y el de las ondas , semejantes a las olas que aparecen en la superficie del mar y barren la playa. Estos modelos se excluyen mutuamente, es decir, que la energía puede tomar sólo una de estas formas.
6. Era posible medir con la precisión deseada las propiedades de un sistema, tales como la temperatura o velocidad. Bastaba con reducir la intensidad del sondeo del observador o realizar las correcciones necesarias a través de un ajuste teórico. Los sistemas atómicos no eran considerados una excepción.
Los físicos clásicos creían que estas aseveraciones eran absolutamente ciertas, pero con el tiempo , los 6 supuestos resultarían dudosos. Los primeros en saberlo fueron los físicos que se reunieron en el Hotel Metropole de Bruselas el 24 de Octubre de 1927.
Las generaciones futuras se maravillarán ante la proximidad en tiempo y espacio que reunió a estos gigantes de la física cuántica en 1927.
Los más importantes contribuyentes :
1. Max Planck ( 1858-1947) Quien postuló que la materia absorbe y emite radiación electromagnética en paquetes de energía llamados cuantos , cuyo tamaño es proporcional a la frecuencia de la radiación. (e = h.f)
2. Albert Einstein (1879-1955) Quien demostró que la luz existe siempre bajo la forma de cuantos , explicó el efecto fotoeléctrico.
3.Niels Bohr ( 1885-1962) Hizo una interpretación probabilística de la teoria cuántica.
4.Erwin Schrodinger (1887-1961) Su formulación llamada mecánica ondulatoria , también es famoso por su famoso experimento mental del "gato en la caja".
5. Werner Heisenberg ( 1901-1976) Su formulación es una mécanica matricial, introdujo el principio de incertidumbre.
6. Paul Dirac ( 1902-1984) Su formulación llamada Electrodinámica cuántica, demostró que la formulación de Heisenberg y Schroringer eran equivalentes. Partiendo desde una óptica ondulatoria o corpuscular obtenía la solución de ambas maneras.
7. Wolfgang Pauli (1900-1958) Su famoso principio de exclusión , pudo explicar la rotación oculta del electrón.
Cada uno de estos físicos entre otros han contribuido a que nuestra visión del mundo cambiara por completo.
Antes la física era determinista, ahora es probabilista , es decir, no es posible tener certeza acerca de la posición o velocidad de una partícula dada.
Existe una limitación en la precisión entre la posición y el impulso.
A fin de ubicar o ver cualquier objeto con precisión , la radiación que lo ilumina debe ser significativamente menor al objeto mismo. En el caso de un electrón atómico estamos hablando de ondas mucho menores que las ultravioletas , pues el diámetro del átomo de hidrógeno en su totalidad es sólo una fracción de la longitud de onda de la luz visible.
Por esto es imposible ver a escala microscópica.
Los saltos cuánticos impredecibles no permiten determinar de antemano nada.
Se ha utilizado la alegóría del reloj para hablar de nuestro universo como una caja con su partes trabajando en forma encadenada y coordinada.
Con la nueva fisica la cosa se parece más a una nube en el cielo , que no tiene formas determinadas y está sujeto a factores impredecibles.
La teoría cuántica es esencialmente matemática , es decir, no es posible explicar los alcances de sus descubrimientos fuera del lenguaje matemático.
No es intuitiva como la física clásica ( Newton y Maxwell), es decir, se ocupa de fenómenos a un nivel micróscopico imposible de vislumbrar.
Antes se había inaugurado la era de la razón , la era de la certeza, los físicos clásicos estaban acostumbrados a lidiar con la mecánica de Isaak Newton y el electromagnetismo de James Clerk Maxwell , que constituían las dos síntesis de fenómenos físicos de mayor éxito en la historia del pensamiento.
Por un lado la Ley de gravitación de Newton fue utilizada para predecir los movimientos de los planetas con gran precisión.
Por otro con la teoría de las ondas electromagnéticas , Maxwell predijo la existencia de las ondas de luz invisibles, que más adelante Hertz detectó y hoy se llaman ondas de radio.
Aparentemente los físicos pudieron explicar todos los fenómenos de la naturaleza y se llegó hasta el colmo de la petulancia que el premio nobel norteamericano Albert Michelson, pensó que no había más nada que descubrir en física y que había que cerrar el boliche de los nuevos descubrimientos.
Postulados de la fisica clásica:
1. El universo era como una máquina gigante que operaba en un marco de tiempo y espacio absolutos. Los movimientos complicados podían entenderse como movimientos simples de las piezas internas de la máquina, aún si no era posible visualizar tales piezas.
2. La síntesis newtoniana implicaba que todo movimiento tenía una causa . Si un cuerpo manifestaba algún movimiento , siempre podía imaginarse que lo producía. Simplemente se trataba de causa y efecto , y nadie lo cuestionaba.
3. Si se conocía el estado de movimiento en un momento dado , por ejemplo , el presente, era posible determinarlo en cualquier otro del futuro o incluso del pasado. No había nada incierto, todo era consecuencia de una causa anterior. Esto era el determinismo.
4. Las propiedades de la luz habían sido descriptas en forma cabal por la teoría de la onda electromagnética de Maxwell y confirmadas a través de los patrones de interferencia observados en un sencillo experimento de ranura doble llevado a cabo por Thomas Young en 1802.
5. Existían dos modelos físicos para explicar la energía en movimiento , el de las partículas , representadas por esferas impenetrables similares a bolas de billar , y el de las ondas , semejantes a las olas que aparecen en la superficie del mar y barren la playa. Estos modelos se excluyen mutuamente, es decir, que la energía puede tomar sólo una de estas formas.
6. Era posible medir con la precisión deseada las propiedades de un sistema, tales como la temperatura o velocidad. Bastaba con reducir la intensidad del sondeo del observador o realizar las correcciones necesarias a través de un ajuste teórico. Los sistemas atómicos no eran considerados una excepción.
Los físicos clásicos creían que estas aseveraciones eran absolutamente ciertas, pero con el tiempo , los 6 supuestos resultarían dudosos. Los primeros en saberlo fueron los físicos que se reunieron en el Hotel Metropole de Bruselas el 24 de Octubre de 1927.
Las generaciones futuras se maravillarán ante la proximidad en tiempo y espacio que reunió a estos gigantes de la física cuántica en 1927.
Los más importantes contribuyentes :
1. Max Planck ( 1858-1947) Quien postuló que la materia absorbe y emite radiación electromagnética en paquetes de energía llamados cuantos , cuyo tamaño es proporcional a la frecuencia de la radiación. (e = h.f)
2. Albert Einstein (1879-1955) Quien demostró que la luz existe siempre bajo la forma de cuantos , explicó el efecto fotoeléctrico.
3.Niels Bohr ( 1885-1962) Hizo una interpretación probabilística de la teoria cuántica.
4.Erwin Schrodinger (1887-1961) Su formulación llamada mecánica ondulatoria , también es famoso por su famoso experimento mental del "gato en la caja".
5. Werner Heisenberg ( 1901-1976) Su formulación es una mécanica matricial, introdujo el principio de incertidumbre.
6. Paul Dirac ( 1902-1984) Su formulación llamada Electrodinámica cuántica, demostró que la formulación de Heisenberg y Schroringer eran equivalentes. Partiendo desde una óptica ondulatoria o corpuscular obtenía la solución de ambas maneras.
7. Wolfgang Pauli (1900-1958) Su famoso principio de exclusión , pudo explicar la rotación oculta del electrón.
Cada uno de estos físicos entre otros han contribuido a que nuestra visión del mundo cambiara por completo.
Antes la física era determinista, ahora es probabilista , es decir, no es posible tener certeza acerca de la posición o velocidad de una partícula dada.
Existe una limitación en la precisión entre la posición y el impulso.
A fin de ubicar o ver cualquier objeto con precisión , la radiación que lo ilumina debe ser significativamente menor al objeto mismo. En el caso de un electrón atómico estamos hablando de ondas mucho menores que las ultravioletas , pues el diámetro del átomo de hidrógeno en su totalidad es sólo una fracción de la longitud de onda de la luz visible.
Por esto es imposible ver a escala microscópica.
Los saltos cuánticos impredecibles no permiten determinar de antemano nada.
Se ha utilizado la alegóría del reloj para hablar de nuestro universo como una caja con su partes trabajando en forma encadenada y coordinada.
Con la nueva fisica la cosa se parece más a una nube en el cielo , que no tiene formas determinadas y está sujeto a factores impredecibles.
sábado, 21 de febrero de 2009
FISICA CUANTICA UNIVERSOS PARALELOS
El derrumbe del determinismo
Hacia finales del siglo XVIII , el filósofo Francés Pierre Simón de Laplace ( 1749-1827) enunció el principio del determinismo que dice que , si en un momento determinado se conociera las posiciones y movimientos de todas las partículas del universo , podríamos calcular su comportamiento en cualquier momento del futuro.
Pero el principio de la incertidumbre de Heisenberg destruye esa posibilidad , ya que no es posible conocer la posición exacta y el movimiento de una partícula en ningún momento dado.
Con ello cambia nuestra visión del mundo, se ha enriquecido filosóficamente nuestra compresión de la naturaleza y el principio de complementariedad de Bohr implica que la naturaleza del átomo puede ser explicada como partícula o como onda dependiendo de los instrumentos elegidos para su observación, desaparece la paradoja onda-partícula.
Conforme a los experimentos realizados , aparentemente nuestra realidad es no local, lo que significa:
1. La interacción no disminuye con la distancia.
2. Puede operar instantáneamente (supera vel. de la luz).
3. Conecta distintos lugares sin atravezar el espacio.
Estraño universo verdad ?
La lucha de los gigantes de la física no tiene aún hoy un vencedor.
Por un lado Albert Einstein , quien sostuvo que "Dios no juega a los dados con su creación ", oponiéndose tenazmente a las conclusiones de la teoría cuántica, afirmando que la realidad es local, es decir, que no es posible que haya comunicación entre partículas a mayor velocidad que la luz.
Por otro lado tenemos a Niels Bohr , quien sostuvo lo contrario con la interpretación de Copenhague.
Con el experimento de la ranura doble , existe una posiblidad matemática de universos paralelos que operen simultáneamente en donde las diferentes opciones se cumplan.
Que cada uno haga su mundo !
miércoles, 18 de febrero de 2009
Mecanica cuantica: el gato de Schrodinger
La famosa ecuación de Schrodinger permitió visualizar el átomo de manera más agradable que la mecánica matricial de Heisenberg. Sin embargo la paradoja que nos dejó a partir del problema cuántico de la medición , se inmortalizó en el famoso experimento mental del gato en el cual hipotéticamente se encierra al felino en una caja , con un recipiente de vidrio que contiene gases venenosos, un contador geiger y un martillo , la emisión radioactiva va desintegrando el átomo hasta que accione al martillo y golpear el recipiente a fin de romperlo y matar al gato con el veneno.
Conforme a las leyes de las probabilidades que rigen a la mecánica cuántica llegará un momento que habrá un 50% de probabilidad de encontrar un gato vivo y muerto a la vez si se abre la caja. las matemáticas no mienten.
Esto aparentemente crea un problema filosófico y viola los principios de causalidad y realidad que conocemos.
Cómo es posible estar muerto y vivo al mismo tiempo ?
Pero Bohr dijo que no existe fenómento hasta que el mismo sea observado, es decir, la paradoja desaparece en el momento de la observación y sólo se podrá encontrar un gato muerto o vivo , pero no ambos a la vez.
domingo, 15 de febrero de 2009
Understanding: Uncertainty / Todo Sobre: Incertidumbre (1/5)
En este video se comenta en forma didáctica las consecuencias del descubrimiento de Max Planck y Albert Einstein, más adelante entraría en el juego Niels Bohr quien aportaría un nuevo modelo de átomo.
Un discipulo suyo Werner Heisenberg introduciría el principio de la Incertidumbre que pondría a la física patas para arrriba.
Como es posible que todo lo que nos rodea sea hecha de nada ?
Que pasa con el principio de causalidad ?
Einstein dedicó toda su vida para demostrar que los postulados de la física cuántica estaban equivocadas y hasta hoy existe un experimento mental creado por él que no puede ser resuelto.
Adonde nos llevará todo esto ?
lunes, 9 de febrero de 2009
El Efecto Fotoeléctrico
En este video podrás entender mejor en que consiste el efecto fotoeléctrico, y apreciar a los que hicieron posible que hoy podamos disfrutar de la tecnología de que disponemos.
El aporte no famoso de Einstein
Sin duda es el científico más famoso de la historia, todos oyeron hablar de Albert Einstein .
Pero lo que pocos saben es que su aporte mas importante para la ciencia y la tecnología que hoy disfrutamos, no consistió por el que se hizo famoso; la teoria de la relatividad especial y general.
No señor , fue su aporte para la física de partículas que hace cien años aún estaba en pañales.
En la entrada anterior , se dijo que tres problemas no podían ser explicados por la física clásica o vigente de esos días .
1. El problema del cuerpo negro: explicado por los cuantos de Max Planck
2. El efecto fotoeléctrico : Explicado por Albert Einstein con los fotones.
3. Los espectros de luz y líneas brillantes: explicado por Niels Borh con su modelo de átomo.
Ahora nos ocuparemos del efecto fotoeléctrico.
Que es este efecto ?
Sencillamente es el fenómeno que ocurre cuando hoy quieres entrar al supermercado y la puerta se abre automáticamente cuando te acercas y luego se cierra cuando ya estás dentro.
El dispositivo que hace posible este servicio, sigue el principio físico del efecto fotoeléctrico.
En aquellos días un científico llamado Philipp Lenard (1862-1947), realizaba experimentos con haces de luz que hacía rebotar sobre una lámina metálica.
Notó que a medida que chocaba dichos haces contra el metal, arrancaba electrones del mismo.
Para explicar este fenómeno con la física clásica , bastaba con pensar que si se aumentaba la cantidad de luz , aumentaría también la cantidad de electrones arrancados del metal.
Pero esto no ocurría ...
Es más , en cierto momento por más cantidad de luz que se enviaba contra el metal, llegaba incluso a no arrancar ni un solo electrón . como era posible ?
Albert Einstein , se ocupó en dar la explicación a este fenómeno postulando la existencia de fotones o partículas de luz
Partío desde una ecuación fundamental en la física S = K.log.W además de otras para dar una explicación del fenómeno.
Supuso que un cuanto de luz transmite toda su energia (h f ) ecuación de Planck al electrón , el cual a llegar a la superficie , pierde un poco de su energía . Loe electrones que abandonen el metal a mayor velocidad serán los que se ubiquen cerca de la superficie.
No todos los fotones tienen la misma energía , con la ecuación de Max Planck se inhibe dicha equipartición ( a medida que aumenta la radiación disminuye la frecuencia ).
Por eso no importa que cantidad de luz se use contra el metal, no depende de eso, depende de la frecuencia del mismo.
Este descubrimiento le valió a Einstein el premio Nobel en el año 1921
Lo paradógico de todo esto es que tanto el fundador de la teoría cuántica Max Planck , como Albert Einstein , no lograron comprender el alcance de estos descubrimientos, prácticamente se dejaron guiar por las ecuaciones a ciegas de lo que implicaría en el futuro.
Era imposible saber que utilidad tendría todo eso. Por supuesto que el nuevo modelo de física que se estaba edificando tendría que contar con los fotones.
Quien diría que esto llevaría unos años más tarde a explicar las reacciones químicas, el descubrimiento de los rayos lasers, los microchips, las estabilidad del ADN , una visión filosófica diferente del mundo, exploración del mundo de la consciencia, el libre albedrío etc.
Para quienes piensan que Albert Einstein, Max Planck, Niels Borh , Pauli, Dirac, de Broglie, Heisenberg o Born son gente pasada de moda, deberían saber que toda la tecnología al alcance de sus manos, inclusive la computadora que hace posible este blog, no hubiese sido posible sin la reunión casi milagrosa de tantos genios en un periodo de tiempo tan corto.
Como dijo una vez Winston Chirchill "Nunca antes tantos debieron tanto a tan pocos ".
Hasta la próxima.
Pero lo que pocos saben es que su aporte mas importante para la ciencia y la tecnología que hoy disfrutamos, no consistió por el que se hizo famoso; la teoria de la relatividad especial y general.
No señor , fue su aporte para la física de partículas que hace cien años aún estaba en pañales.
En la entrada anterior , se dijo que tres problemas no podían ser explicados por la física clásica o vigente de esos días .
1. El problema del cuerpo negro: explicado por los cuantos de Max Planck
2. El efecto fotoeléctrico : Explicado por Albert Einstein con los fotones.
3. Los espectros de luz y líneas brillantes: explicado por Niels Borh con su modelo de átomo.
Ahora nos ocuparemos del efecto fotoeléctrico.
Que es este efecto ?
Sencillamente es el fenómeno que ocurre cuando hoy quieres entrar al supermercado y la puerta se abre automáticamente cuando te acercas y luego se cierra cuando ya estás dentro.
El dispositivo que hace posible este servicio, sigue el principio físico del efecto fotoeléctrico.
En aquellos días un científico llamado Philipp Lenard (1862-1947), realizaba experimentos con haces de luz que hacía rebotar sobre una lámina metálica.
Notó que a medida que chocaba dichos haces contra el metal, arrancaba electrones del mismo.
Para explicar este fenómeno con la física clásica , bastaba con pensar que si se aumentaba la cantidad de luz , aumentaría también la cantidad de electrones arrancados del metal.
Pero esto no ocurría ...
Es más , en cierto momento por más cantidad de luz que se enviaba contra el metal, llegaba incluso a no arrancar ni un solo electrón . como era posible ?
Albert Einstein , se ocupó en dar la explicación a este fenómeno postulando la existencia de fotones o partículas de luz
Partío desde una ecuación fundamental en la física S = K.log.W además de otras para dar una explicación del fenómeno.
Supuso que un cuanto de luz transmite toda su energia (h f ) ecuación de Planck al electrón , el cual a llegar a la superficie , pierde un poco de su energía . Loe electrones que abandonen el metal a mayor velocidad serán los que se ubiquen cerca de la superficie.
No todos los fotones tienen la misma energía , con la ecuación de Max Planck se inhibe dicha equipartición ( a medida que aumenta la radiación disminuye la frecuencia ).
Por eso no importa que cantidad de luz se use contra el metal, no depende de eso, depende de la frecuencia del mismo.
Este descubrimiento le valió a Einstein el premio Nobel en el año 1921
Lo paradógico de todo esto es que tanto el fundador de la teoría cuántica Max Planck , como Albert Einstein , no lograron comprender el alcance de estos descubrimientos, prácticamente se dejaron guiar por las ecuaciones a ciegas de lo que implicaría en el futuro.
Era imposible saber que utilidad tendría todo eso. Por supuesto que el nuevo modelo de física que se estaba edificando tendría que contar con los fotones.
Quien diría que esto llevaría unos años más tarde a explicar las reacciones químicas, el descubrimiento de los rayos lasers, los microchips, las estabilidad del ADN , una visión filosófica diferente del mundo, exploración del mundo de la consciencia, el libre albedrío etc.
Para quienes piensan que Albert Einstein, Max Planck, Niels Borh , Pauli, Dirac, de Broglie, Heisenberg o Born son gente pasada de moda, deberían saber que toda la tecnología al alcance de sus manos, inclusive la computadora que hace posible este blog, no hubiese sido posible sin la reunión casi milagrosa de tantos genios en un periodo de tiempo tan corto.
Como dijo una vez Winston Chirchill "Nunca antes tantos debieron tanto a tan pocos ".
Hasta la próxima.
sábado, 7 de febrero de 2009
Mecanica cuantica - Las nuevas leyes de la fisica
Este video grafica los inicios de la teoría cuántica con Einstein , y otros monstruos de la ciencia, tales como el príncipe francés Luis de Broglie , Heisenberg, Schrodinger etc.
La teoría cuántica no hubiera sido posible sin la colaboración de muchos científicos que a manera de rompecabezas, unieron todas las piezas necesarias para brindar nuevas respuestas a la ciencia y dar cimiento a un nuevo paradigma que hoy día damos por hecho.
LA REVOLUCION INDUSTRIAL STJ 2008
Un video que resume todo lo referente a los orígenes de la revolución industrial, y las consecuencias para el progreso humano.
Sin duda la Revolución Industrial como todo hecho humano , tiene sus fallas, la contaminación ambiental, la explotación laboral, etc.
Sin embargo analizando con objetividad , sin ella no hubiera sido posible la supervivencia de más de seis mil millones de habitantes. (la mecanización del agro , las fábricas etc.).
Más abajo hay un relatorio más extenso acerca del tema.
Nuevo Paradigma cuántico
Ya hemos hablado anteriormente acerca de lo que es un paradigma, en esta ocasión agregamos que un paradigma es un conjunto de supuestos implícitos que no se someten a evaluación , de hecho, son inconscientes . Son parte de nuestra manera de pensar y sentir la realidad.
El paradigma es como un zapato, nadie piensa en él , hasta que nos aprieta o nos incomoda. Son como cristales a través de los cuales percibimos la realidad.
Cuando todos creían que la tierra era plana, nadie se atrevía a cuestionar su lógica hasta que las preguntas surgieron y fue superado por otro paradigma.
Cuando se creía que las pestes eran un castigo divino, nadie pensaba en otras causas, hasta que algunos descubrieron los gérmenes y surgió otro paradigma.
Entonces, el paradigma es un sistema de creencias de una cultura determinada.
Algunos elementos:
1. Son provisionales: Un paradigma es una visión parcial de la realidad, como dijimos de una cultura determinada.Cuando existen contradicciones internas son superadas por otras.
2. Pueden coexistir dos o más paradigmas en una cultura determinada, por ejemplo una persona puede estar al día con la tecnología de la información ( paradigma cuántico), al tiempo que consulta vía celular su horóscopo ( paradigma astrológico)
Los grandes paradigmas o modelos de creencias que dominaron el mundo :
1. Mentalidad mágica:
- Creencia en seres caprichosos que rigen los fenómenos atmosféricos
- Temor a infringir ciertos tabúes que podrían acarrear desgracias
- El hombre no es libre sino regido por astros.
- La enfermedad como castigo divino.
- El hombre no debe cambiar las cosas
2. Mentalidad Ciéntifica:
- Revolución Newtoniana :
Isaak Newton (1642-1727) ,Dio inicio a un nuevo paradigma con leyes naturales que rigen para todo y para todos, con ello pudo darse inicio a la revolución industrial y el modelo democrático que hoy está vigente.
. Uso de las matemáticas para explicar los fenómenos de la naturaleza.
. El modelo newtoniano permitió la invención de máquinas que hicieron
posible la industrialización y el progreso.
. Pudo dar explicación incluso a fenómenos planetarios que fueron vigentes hasta
la llegada de Albert Eistein.
El modelo mecanicista newtoniano se tradujo en casi todo:
- Invención de la máquina vapor , para secar minas al principio y luego el ferrocarril, más tarde el automóvil ( conserva el mismo principio mecánico).
- Se cimentaron las bases de la termodinámica con sus dos leyes:
* Conservación de la energía ( Hermann Von Helmholtz) 1821-1894
* Entropía (Rudolf Clasius 1822-1888) quien denominó 1ra. ley a la anterior y 2da. a ésta.)
- Las leyes de Newton hicieron posible la ingeniería a escala.
Su libro "Principios matemáticos de la filosofía natural " ( Principia..)
fue el único tratado filosófíco que pudo explicar mediante las matemáticas , todas las leyes de la naturaleza, estuvo vigente hasta que se hallaron contradicciones que dieron inicio a la revolución llamada más tarde, cuántica.
- Revolución cuántica:
Es muy difícil explicar la teoría cuántica sino se tiene preparación en matemáticas avanzadas, pero haré el intento de explicar los fenómenos que dieron inicio a esta revolución y cambio de paradigma.
. Te haz preguntado porque el equipo de sonido de tus abuelos era una caja grande, y en cambio hoy día es apenas un equipo de bolsillo ?
. Los relojes de péndulo antiguas eran grandes y llenas de engranajes, y los relojes de hoy prácticamente se resumen de chips.
Hace apenas veinte años las máquinas de escribir eran mecánicas y pesadas, en cambio hoy día prácticamente ha sido reemplazada por las computadoras.
Factor común ? Disminución en tamaño y cambio de soporte
La mayoría de los televidentes seguro que se acuerdan de la famosa serie Jim West de los años 60 , o la última versión del cine protagonizado por Will Smith
en el que encarnan a un personaje tipo James Bond con científico incluído pero ambientado en el lejano Oeste futurista.
Te has fijado que toda la tecnología que rodea a la historia es la revolución newtoniana pero mejorada al punto de ficción ? ( pero movido todo a vapor ).
Hoy día todo es más reducido y electrónico, pero cuales son los principios que rigen esta nueva tecnología ?
Vamos a hablar porque se dice C U A N T I C A !
Cuántica, proviene de cuanto o cantidad , los paquetes de energía que constituye la mínima fracción de toda realidad.
Antes se creía que la energía podía ser dividida en infinitas partes, pero a partir de Max Planck (1858-1947) , quien descubrió matemáticamente una constante que más adelante se llamará constante de Planck , podrá dar explicación a fenómenos que la física Newtoniana no podía dar acerca de la radiación del cuerpo negro.
Dijimos que un paradigma es vigente hasta que tambalea en algo y se producen cambios que llevan a otro esquema mental.
Bueno, los problemas comenzaron cuando no se pudo dar explicaciones a tres fenómenos principales con los conocimientos de entonces:
1. Radiación del cuerpo negro : explicado por Max Planck con los cuantos
2. El efecto fotoeléctrico : explicado por Albert Eintein con las partículas de luz
3. Los espectros ópticos : explicado por Niels Bohr con su modelo de átomo
Radiación del cuerpo negro ?
Cuerpo negro es una caja de laboratorio para experimentar con el calor , el cual tiene la cualidad de absorber todo el calor que llega a el.
Los cuantos o partes de energía se creían que eran todas iguales y esto trajo problemas cuando se quería explicar el calor de un horno.
Matemáticamente conforme a las teorías vigentes hasta entonces, con el tiempo si aumentaba la temperatura de un horno, también aumentaba la frecuencia de la energía de cada cuanto y podría ser mortal para cualquiera que estuviere cerca. ( la energía total podía ser infinita y quemar todo !!!).
Pero los experimentos no mostraban eso. por consiguiente la teoría falla.
Planck descubrió que si la energía era discontinua, era posible explicar porque tal incendio no ocurría , su ecuación es esta E = hf ( Energía es igual a la constante que el descubrió multiplicado la frecuencia).
En pocas palabras , Max Plank fue el que inició todo eso de la revolución cuántica.
pero falta mucho tiempo y muchos aportes para llegar a lo que hoy conocemos
Hasta la próxima !!!!!
El paradigma es como un zapato, nadie piensa en él , hasta que nos aprieta o nos incomoda. Son como cristales a través de los cuales percibimos la realidad.
Cuando todos creían que la tierra era plana, nadie se atrevía a cuestionar su lógica hasta que las preguntas surgieron y fue superado por otro paradigma.
Cuando se creía que las pestes eran un castigo divino, nadie pensaba en otras causas, hasta que algunos descubrieron los gérmenes y surgió otro paradigma.
Entonces, el paradigma es un sistema de creencias de una cultura determinada.
Algunos elementos:
1. Son provisionales: Un paradigma es una visión parcial de la realidad, como dijimos de una cultura determinada.Cuando existen contradicciones internas son superadas por otras.
2. Pueden coexistir dos o más paradigmas en una cultura determinada, por ejemplo una persona puede estar al día con la tecnología de la información ( paradigma cuántico), al tiempo que consulta vía celular su horóscopo ( paradigma astrológico)
Los grandes paradigmas o modelos de creencias que dominaron el mundo :
1. Mentalidad mágica:
- Creencia en seres caprichosos que rigen los fenómenos atmosféricos
- Temor a infringir ciertos tabúes que podrían acarrear desgracias
- El hombre no es libre sino regido por astros.
- La enfermedad como castigo divino.
- El hombre no debe cambiar las cosas
2. Mentalidad Ciéntifica:
- Revolución Newtoniana :
Isaak Newton (1642-1727) ,Dio inicio a un nuevo paradigma con leyes naturales que rigen para todo y para todos, con ello pudo darse inicio a la revolución industrial y el modelo democrático que hoy está vigente.
. Uso de las matemáticas para explicar los fenómenos de la naturaleza.
. El modelo newtoniano permitió la invención de máquinas que hicieron
posible la industrialización y el progreso.
. Pudo dar explicación incluso a fenómenos planetarios que fueron vigentes hasta
la llegada de Albert Eistein.
El modelo mecanicista newtoniano se tradujo en casi todo:
- Invención de la máquina vapor , para secar minas al principio y luego el ferrocarril, más tarde el automóvil ( conserva el mismo principio mecánico).
- Se cimentaron las bases de la termodinámica con sus dos leyes:
* Conservación de la energía ( Hermann Von Helmholtz) 1821-1894
* Entropía (Rudolf Clasius 1822-1888) quien denominó 1ra. ley a la anterior y 2da. a ésta.)
- Las leyes de Newton hicieron posible la ingeniería a escala.
Su libro "Principios matemáticos de la filosofía natural " ( Principia..)
fue el único tratado filosófíco que pudo explicar mediante las matemáticas , todas las leyes de la naturaleza, estuvo vigente hasta que se hallaron contradicciones que dieron inicio a la revolución llamada más tarde, cuántica.
- Revolución cuántica:
Es muy difícil explicar la teoría cuántica sino se tiene preparación en matemáticas avanzadas, pero haré el intento de explicar los fenómenos que dieron inicio a esta revolución y cambio de paradigma.
. Te haz preguntado porque el equipo de sonido de tus abuelos era una caja grande, y en cambio hoy día es apenas un equipo de bolsillo ?
. Los relojes de péndulo antiguas eran grandes y llenas de engranajes, y los relojes de hoy prácticamente se resumen de chips.
Hace apenas veinte años las máquinas de escribir eran mecánicas y pesadas, en cambio hoy día prácticamente ha sido reemplazada por las computadoras.
Factor común ? Disminución en tamaño y cambio de soporte
La mayoría de los televidentes seguro que se acuerdan de la famosa serie Jim West de los años 60 , o la última versión del cine protagonizado por Will Smith
en el que encarnan a un personaje tipo James Bond con científico incluído pero ambientado en el lejano Oeste futurista.
Te has fijado que toda la tecnología que rodea a la historia es la revolución newtoniana pero mejorada al punto de ficción ? ( pero movido todo a vapor ).
Hoy día todo es más reducido y electrónico, pero cuales son los principios que rigen esta nueva tecnología ?
Vamos a hablar porque se dice C U A N T I C A !
Cuántica, proviene de cuanto o cantidad , los paquetes de energía que constituye la mínima fracción de toda realidad.
Antes se creía que la energía podía ser dividida en infinitas partes, pero a partir de Max Planck (1858-1947) , quien descubrió matemáticamente una constante que más adelante se llamará constante de Planck , podrá dar explicación a fenómenos que la física Newtoniana no podía dar acerca de la radiación del cuerpo negro.
Dijimos que un paradigma es vigente hasta que tambalea en algo y se producen cambios que llevan a otro esquema mental.
Bueno, los problemas comenzaron cuando no se pudo dar explicaciones a tres fenómenos principales con los conocimientos de entonces:
1. Radiación del cuerpo negro : explicado por Max Planck con los cuantos
2. El efecto fotoeléctrico : explicado por Albert Eintein con las partículas de luz
3. Los espectros ópticos : explicado por Niels Bohr con su modelo de átomo
Radiación del cuerpo negro ?
Cuerpo negro es una caja de laboratorio para experimentar con el calor , el cual tiene la cualidad de absorber todo el calor que llega a el.
Los cuantos o partes de energía se creían que eran todas iguales y esto trajo problemas cuando se quería explicar el calor de un horno.
Matemáticamente conforme a las teorías vigentes hasta entonces, con el tiempo si aumentaba la temperatura de un horno, también aumentaba la frecuencia de la energía de cada cuanto y podría ser mortal para cualquiera que estuviere cerca. ( la energía total podía ser infinita y quemar todo !!!).
Pero los experimentos no mostraban eso. por consiguiente la teoría falla.
Planck descubrió que si la energía era discontinua, era posible explicar porque tal incendio no ocurría , su ecuación es esta E = hf ( Energía es igual a la constante que el descubrió multiplicado la frecuencia).
En pocas palabras , Max Plank fue el que inició todo eso de la revolución cuántica.
pero falta mucho tiempo y muchos aportes para llegar a lo que hoy conocemos
Hasta la próxima !!!!!
viernes, 6 de febrero de 2009
El número googol y la idea del infinito
Para completar la reflexión de Carl Sagan , acerca de los números en su obra "Miles de millones", tenemos el video clásico del origen de googol y la idea del infinito . disfrútalo !!!
Curiosidades numéricas
En esta oportunidad quiero citarte nuevamente a Carl Sagan pero en esta ocasión cito páginas de su obra póstuma llamada "Miles de millones".
En una de sus páginas hace un comentario in extenso de la cifra de miles de millones, y nos ofrece una reflexión gráfica de los números grandes:
Número Notación científica Tiempo que llevaría contar desde
cero hasta el número ( a razón de
una cifra por segundo , día y noche)
Uno 1 10 exp o 1 segundo
Mil 1.000 10 exp 3 17 segundos
Millón 1.000.000 10 exp 6 12 días
Mil millones 1.000.000.000 10 exp 9 32 años
Billón 1.000.000.000.000 10 exp 12 32.000 años
(Tiempo superior
al de la existencia
de civilización
en la tierra).
Mil billones 1.000.000.000.000.000 10 exp 15 32 millones de años
(Tiempo superior a la presencia
de seres humanos en la tierra).
Trillón 1.000.000.000.000.000.000 10 exp 18 32.000 millones de años
más que la edad del Universo).
Si una persona hubiese contado desde la época prehistórica, sin parar día y noche, no alcanzaría la cifra del billón , es decir 10 con exponente 12 ( 1.000.000.000.000)
al día de hoy.
Esto nos hace pensar que es muy dificil, operar con grandes números. y es una antesala a lo que vamos a presentar con el nuevo paradigma que nos ofrece la física cuántica.
En una de sus páginas hace un comentario in extenso de la cifra de miles de millones, y nos ofrece una reflexión gráfica de los números grandes:
Número Notación científica Tiempo que llevaría contar desde
cero hasta el número ( a razón de
una cifra por segundo , día y noche)
Uno 1 10 exp o 1 segundo
Mil 1.000 10 exp 3 17 segundos
Millón 1.000.000 10 exp 6 12 días
Mil millones 1.000.000.000 10 exp 9 32 años
Billón 1.000.000.000.000 10 exp 12 32.000 años
(Tiempo superior
al de la existencia
de civilización
en la tierra).
Mil billones 1.000.000.000.000.000 10 exp 15 32 millones de años
(Tiempo superior a la presencia
de seres humanos en la tierra).
Trillón 1.000.000.000.000.000.000 10 exp 18 32.000 millones de años
más que la edad del Universo).
Si una persona hubiese contado desde la época prehistórica, sin parar día y noche, no alcanzaría la cifra del billón , es decir 10 con exponente 12 ( 1.000.000.000.000)
al día de hoy.
Esto nos hace pensar que es muy dificil, operar con grandes números. y es una antesala a lo que vamos a presentar con el nuevo paradigma que nos ofrece la física cuántica.
miércoles, 4 de febrero de 2009
El origen de la filosofía
De nuevo Carl Sagan nos habla acerca del origen de la filosofía y la ciencia.
Comentaremos algunos elementos que se conjugaron para que en Grecia haya surgido la filosofía.
1. Viajes marítimos: Con ello se desmitificó la visión del mundo.
2. Invención del calendario : Tiempo, como algo natural (crónica), principio de abstracción .
3. Invención del alfabeto : Idea como concepto ( no imagen) como por ejemplo el jeroglífico egipcio.
4. Incremento de la vida urbana : Declina la aristocracia rural que favorece los mitos, aparecen los comerciantes ( clase social independiente).
5. Derecho : Tránsito de lo sagrado a lo profano ( Solón).
6. Invención de la moneda : Paso del trueque a otro tipo de intercambio ( nueva capacidad de generalización ) .
7. Vida política : Democracia ( experiencia concreta y dialéctica de la racionalidad).
8. Idea de ley ( nomos) Las leyes de la Polis, serán el paradigma para que la filosofía piense el mundo como algo ordenado y armónico ( cosmos).
9. Creación de espacio común y público : Debate y diálogo que supera a los antiguos que sólo a través de los videntes recibían una inspiración divina que era comunicada a los demás. En cambio en el ágora ( plaza pública) todos se tornaban iguales por la capacidad de hablar ( isegoría) ,desaparece los privilegios de personas cercanas al lugar sagrado.
10. Economía marítima : Impide aislamiento (provincianismo).
11. Religión literaria no dominada por sacerdotes.
12. Persistencia de estas condiciones por más de mil años.
A estos elementos podemos agregar el Genio griego.
lunes, 2 de febrero de 2009
serie cosmos carl sagan en español latino de Mexico 3 (unica)
En forma magistral Carl Sagan relata como Isaak Newton nos dio las bases de la ciencia y como podemos conocer la realidad que nos rodea desde una perspectiva totalmente diferente a como la humanidad percibía su entorno.
Desde el átomo que en realidad es nada ... hasta el universo que permanece misterioso aún en nuestros días.
domingo, 1 de febrero de 2009
Como llegamos hasta aquí
Existe un dicho que dice " Las revoluciones generalmente se devoran a sus próceres", y creo que es muy cierto , a lo que me refiero es que los grandes hombres que trajeron luz a la humanidad casi siempre quedaron opacados por las sombras que produjeron en el proceso.
El caso es que nosotros disfrutamos de una época tecnológica sin precedentes , pero no nos preguntamos como sucedió todo esto.
Hasta mediados del siglo XVI no se produjeron grandes progresos tecnológicos , no por falta de hombres con buenas ideas, porque los había y en cantidad basta citar algunos:
1. Pitágoras (572-548 a.C) Quien con sus discípulos introdujo la matemática como principio deductivo, además de las leyes del triángulo que lleva su nombre.
No pudo producir cambios porque ellos concebían el conocimiento como algo bello , pero abstraído de las necesidades elementales y su lógica deductiva no aportaba novedad.
2. Arquímides (287-212 a.C): Quien descubrió las leyes de los cuerpos flotantes, fabricó toda una serie de palancas y artefactos de guerra, además a ser un gran matemático.
No pudo producir cambios en su época porque su paradigma mental de entonces era que los trabajos manuales no tenían dignidad y era reservados sólo para los esclavos , y sus descubrimientos sólo tenían utilidad para la guerra.
2. Galileo (1564-1642) Hizo grandes descubrimientos y se apropió de otros por el que más tarde Newton pudo recopilar e investigar. El método experimental fue lo más trascedente que produjo Galileo, pero no pudo producir cambios en su época , debido muchos factores entre otros, que fue perseguido por sus ideas acerca de que la tierra era la que se movía y no el sol. Todos los descubrimientos eran aplicados al cielo por el modelo de pensamiento de la época ( teocentrismo).
Tuvo que aparecer Newton (1642-1727) Para brindar un nuevo modelo de pensamiento (Paradigma) , en base a los nuevos descubrimentos brindados por los genios citados más arriba y otros , pero cambiando el enfoque que se tenía hasta entonces.
Hasta la llegada de Isaak Newton , el modelo mental estaba regido por Aristóteles quien tenía la creencia en la existencia del mundo sublunar y el de las estrellas fijas, que la tierra estaba inmovil y que los demás astros se movían en círculos perfectos dentro de una esfera cristalina.
Este modelo de pensamiento no aportaba nada para el mundo, y su lógica deductiva tampoco ayudaba mucho.
Con la llegada de Newton las cosas cambian, desde que era niño tenía inclinación hacia los artefactos mecánicos, produjo su monumental obra "Los principios matemáticos de la filosofía natural ", en el cual detalla todos los descubrimientos hechos acerca de las leyes de la naturaleza y destrona para siempre a Aristóteles.
La revolución que produjo Newton no solo se restringió a las leyes de los cielos , sino tambien los de la tierra , estableciendo leyes de la mecánica que sirven de base para la ingeniería.
Tambien produjo cambios sociales basados en las leyes universales,que rigen para todos sin distinción.
La filosofía democrática de John Locke está basada en la obra de Newton , y este a su vez sirvió de base a la revolución norteamericana en 1776.
Quien diría que una sóla persona pudo originar tantos cambios en tan poco tiempo!
Todas las máquinas están basadas en las leyes de Newton, y esta será hasta la llegada de la revolución cuántica, que lo cambiará todo.
Como podemos observar es el paradigma lo que determina una época, no los tipos de descubrimientos, el aporte principal de Newton fue de cambiar el modelo vigente hasta entonces y llevar a la humanidad a otro estadio mental.
Te has dado cuenta de ?
Tu equipo de sonido y tu televisor de hace 30 años eran grandes , aparatosos y basados en partes internas mecánicas (basados en el modelo newtoniano)
Hoy en día esos mismos artefactos , son pequeños y basados en circuitos integrados.
es el nuevo modelo cuántico.
En la próxima oportunidad hablaremos detalladamente de este nuevo enfoque.
El caso es que nosotros disfrutamos de una época tecnológica sin precedentes , pero no nos preguntamos como sucedió todo esto.
Hasta mediados del siglo XVI no se produjeron grandes progresos tecnológicos , no por falta de hombres con buenas ideas, porque los había y en cantidad basta citar algunos:
1. Pitágoras (572-548 a.C) Quien con sus discípulos introdujo la matemática como principio deductivo, además de las leyes del triángulo que lleva su nombre.
No pudo producir cambios porque ellos concebían el conocimiento como algo bello , pero abstraído de las necesidades elementales y su lógica deductiva no aportaba novedad.
2. Arquímides (287-212 a.C): Quien descubrió las leyes de los cuerpos flotantes, fabricó toda una serie de palancas y artefactos de guerra, además a ser un gran matemático.
No pudo producir cambios en su época porque su paradigma mental de entonces era que los trabajos manuales no tenían dignidad y era reservados sólo para los esclavos , y sus descubrimientos sólo tenían utilidad para la guerra.
2. Galileo (1564-1642) Hizo grandes descubrimientos y se apropió de otros por el que más tarde Newton pudo recopilar e investigar. El método experimental fue lo más trascedente que produjo Galileo, pero no pudo producir cambios en su época , debido muchos factores entre otros, que fue perseguido por sus ideas acerca de que la tierra era la que se movía y no el sol. Todos los descubrimientos eran aplicados al cielo por el modelo de pensamiento de la época ( teocentrismo).
Tuvo que aparecer Newton (1642-1727) Para brindar un nuevo modelo de pensamiento (Paradigma) , en base a los nuevos descubrimentos brindados por los genios citados más arriba y otros , pero cambiando el enfoque que se tenía hasta entonces.
Hasta la llegada de Isaak Newton , el modelo mental estaba regido por Aristóteles quien tenía la creencia en la existencia del mundo sublunar y el de las estrellas fijas, que la tierra estaba inmovil y que los demás astros se movían en círculos perfectos dentro de una esfera cristalina.
Este modelo de pensamiento no aportaba nada para el mundo, y su lógica deductiva tampoco ayudaba mucho.
Con la llegada de Newton las cosas cambian, desde que era niño tenía inclinación hacia los artefactos mecánicos, produjo su monumental obra "Los principios matemáticos de la filosofía natural ", en el cual detalla todos los descubrimientos hechos acerca de las leyes de la naturaleza y destrona para siempre a Aristóteles.
La revolución que produjo Newton no solo se restringió a las leyes de los cielos , sino tambien los de la tierra , estableciendo leyes de la mecánica que sirven de base para la ingeniería.
Tambien produjo cambios sociales basados en las leyes universales,que rigen para todos sin distinción.
La filosofía democrática de John Locke está basada en la obra de Newton , y este a su vez sirvió de base a la revolución norteamericana en 1776.
Quien diría que una sóla persona pudo originar tantos cambios en tan poco tiempo!
Todas las máquinas están basadas en las leyes de Newton, y esta será hasta la llegada de la revolución cuántica, que lo cambiará todo.
Como podemos observar es el paradigma lo que determina una época, no los tipos de descubrimientos, el aporte principal de Newton fue de cambiar el modelo vigente hasta entonces y llevar a la humanidad a otro estadio mental.
Te has dado cuenta de ?
Tu equipo de sonido y tu televisor de hace 30 años eran grandes , aparatosos y basados en partes internas mecánicas (basados en el modelo newtoniano)
Hoy en día esos mismos artefactos , son pequeños y basados en circuitos integrados.
es el nuevo modelo cuántico.
En la próxima oportunidad hablaremos detalladamente de este nuevo enfoque.
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