Determinismo y mecánica cuántica.

Te recomiendo que te leas la serie "cuántica sin fórmulas" de El Tamiz, empezando por aquí: http://eltamiz.com/2007/09/04/cuantica- ... -preludio/

Son una serie de artículos fantásticamente redactados para poder adentrarte en numerosos conceptos que te clarificarán todo ese indeterminismo que rodea a la cuántica, y como su nombre indica, sin hacer uso de un lenguaje fuertemente matemático.

Ahora mismo yo no te podría dejar una explicación rápida sobre lo que pides. No tengo las cosas frescas ni demasiado tiempo, pero para que no te pierdas, te voy a decir que hay una explicación al indeterminismo intrínseco a la física de partículas comúnmente asimilada por muchos no expertos que no es correcta.

La naturaleza indeterminada de la física cuántica NO viene solo del error asociado a la medición del sistema. Es decir, cuanto tú mides la posición de una partícula lanzando un haz de fotones contra ella, la causa de que haya cierta incertidumbre en las mediciones no es solo que el impacto de los fotones contra la partícula haya cambiado el estado de la partícula, si no que hay algo intrínseco en la física que usamos para describir esa partícula que ofrece esa incertidumbre.

Espero que te sirva de algo esta pista, y suerte con tu investigación

predator_95_ escribió:Ahora viene mi cuestión, según he leido, la mecanica cuantica es totalmente indeterminista, ¿alguien sabria explicarme el motivo? Tengo conocimientos muy muy muy básicos sobre ella y me gustaria que alguien me diese una visión general del tema y explicarme el por qué de este indeterminismo.

La mecanica cuántica es determinista en el sentido de que si tienes un sistema te dará leyes sobre cómo evoluciona. Tiene simetría temporal y la información se conserva.

Ahora bien, es indeterminista en el sentido de que un sistema tiene una cierta probabilidad de evolucionar hacia una dirección o hacia otra (por ejemplo, la desintegración del Higgs, que tiene un porcentaje para cada uno de los caminos de desintegración).

Pero si un sistema ha tomado un camino (el Higgs se ha desintegrado en un par de fotones, por ejemplo), si rebobinamos la cinta hacia atrás en el tiempo obtendremos ese Higgs. Es determinista en el sentido de que se conserva la información.

Aquí tienes los porcentajes de los distintos caminos de desintegración del Higgs. No sabemos en qué se desintegrará en concreto un Higgs hasta que se desintegre. En ese sentido es indeterminista.



Pero si ya se ha desintegrado y le damos la vuelta a la línea del tiempo obtendremos siempre el Higgs. En ese sentido es determinista... en el sentido de que SIEMPRE se conserva la información.



Como bien dice Elelegido, la incertidumbre no es introducida únicamente por la medición. Es intrínseca al sistema. De hecho, para un Oscilador Armónico, la energía del estado fundamental (el campo no está excitado) no es nula, si no que cumple el principio de incertidumbre.

Einstein corrigió, creo, la energía del nivel fundamental para un oscilador armónico. Pasamos de E_n = n*h*v a E_n = (n+1/2) hv,

donde h es la constante de Planck, n es el estado del oscilador y v es la frecuencia asociada a la f.d.o. de dicho estado. Para el estado fundamental (n=0), la energía de un oscilador es E_0 = (1/2)hv. La incertidumbre es inherente al sistema físico.



(el oscilador armónico en cuestión).

Elelegido escribió:Te recomiendo que te leas la serie "cuántica sin fórmulas" de El Tamiz, empezando por aquí: http://eltamiz.com/2007/09/04/cuantica- ... -preludio/

Son una serie de artículos fantásticamente redactados para poder adentrarte en numerosos conceptos que te clarificarán todo ese indeterminismo que rodea a la cuántica, y como su nombre indica, sin hacer uso de un lenguaje fuertemente matemático.

Ahora mismo yo no te podría dejar una explicación rápida sobre lo que pides. No tengo las cosas frescas ni demasiado tiempo, pero para que no te pierdas, te voy a decir que hay una explicación al indeterminismo intrínseco a la física de partículas comúnmente asimilada por muchos no expertos que no es correcta.

La naturaleza indeterminada de la física cuántica NO viene solo del error asociado a la medición del sistema. Es decir, cuanto tú mides la posición de una partícula lanzando un haz de fotones contra ella, la causa de que haya cierta incertidumbre en las mediciones no es solo que el impacto de los fotones contra la partícula haya cambiado el estado de la partícula, si no que hay algo intrínseco en la física que usamos para describir esa partícula que ofrece esa incertidumbre.

Espero que te sirva de algo esta pista, y suerte con tu investigación

Te lo agradezco muchísimo, voy a comenzar a leerlo, no sabia que existiese tal serie, es todo un acierto.

Si te digo la verdad ya no sé que pensar, he leido(ya que no he podido estudiar a fondo) que la teoria de la relatividad es determinista, y espero con estas series comprender un poco mas el funcionamiento del universo, y apreciaria sobre tu opinión sobre un universo determinista.

Un saludo y muchisimas gracias por tu ayuda

Edito: leyendo a vik_sgc me surge una duda. Para empezar quiero evidenciar que no tengo base para entender al completo tu post, espero con el tiempo poder entenderlo. Según he entendido es practicamente imposible una predicción sobre la desintegración del Higgs, pasando a otro campo, ¿podría el "demonio de Laplace(Marxwell) predecir este fenómeno?

Un saludo.

Mi opinión es que todo el mundo desearía que el universo fuera determinista, es a lo que estamos acostumbrados, es lo que nos dice la intuición, pero aunque no nos entre en la cabeza, parece que no lo es. Incluso el propio Einstein se negaba a aceptar los resultados de la cuántica como representación de la realidad. Él pensaba que habían variables ocultas aun por descubrir que explicarían la física de partículas de un modo determinista. Pero un día, llegó el bueno de Bell, enunció su teorema, y de un tiro demostró que es imposible formular una teoría local de variables ocultas capaz de reproducir los mismos resultados que la mecánica cuántica.

Esto implica algo que trasciende la física y se mete de lleno en pura filosofía. Que es, o la realidad no es lo que pensábamos hasta ahora que era y es algo "más raro" (dejémoslo ahí), o que el principio de localidad es falso, y cualquier partícula puede inferir en otra independientemente de la distancia en el espacio que se separen. Si el principio de localidad es falso, se anula el concepto físico de sistema semicerrado, por tanto, se invalidaría una herramienta esencial a la hora de crear modelos físicos, y en última instancia se derrumbaría el mismísimo Método Científico. La propia ciencia se sostiene sobre el empirismo, osea sobre nuestra capacidad de medir cosas para luego analizarlas. Si el ser humano descubre que aislar partes del entorno es inútil, ya que somos incapaces de medir el universo entero, cualquier intento de medir algo nos llevaría a conocer solo una parte distorsionada de la realidad.

Después de asimilar todo esto, es de esperar que te resulte más difícil conciliar el sueño, no te preocupes

¿Alguien puede explicarme como es posible que con un "núcleo" aleatorio e indeterminado pueda surgir un universo aparentemente determinado?

Reakl escribió:¿Alguien puede explicarme como es posible que con un "núcleo" aleatorio e indeterminado pueda surgir un universo aparentemente determinado?

Buena pregunta, de momento te puedo comentar que eso se conoce como fenómeno de decoherencia, aunque me temo que no tengo ni de lejos conocimiento para tratar de soltar una explicación al respecto. Estaría bien que alguien hiciera los honores.

Y no es demasiado complicado sin una base previa???,No habría que empezar desde chalmers (una cosa llamada ciencia) a la explicación del inductivismo,hipótesis,falsacionismo...no sé,me parece empezar la casa por el tejado.

Reakl escribió:¿Alguien puede explicarme como es posible que con un "núcleo" aleatorio e indeterminado pueda surgir un universo aparentemente determinado?

Te pongo el ejemplo de un gas en una caja. Desde el punto de vista microscópico el movimiento de los millones de millones de partículas revotando en las paredes de la caja es totalmente aleatorio.

Pongamos que cogemos ese gas y lo comprimimos. Su temperatura aumenta. Vamos de un macroestado, un estado de la colectividad, un estado termodinámico T1 p1 a un estado termodinámico T2 p2.

Volvemos a repetir la experiencia con el gas en el mismo estado termodinámico inicial que en la experiencia anterior. Lo comprimimos de la misma forma y llegamos al mismo estado termodinámico.

¿Por qué a partir del movimiento aleatorio de los millones de millones de partículas (que obviamente no ha sido el mismo) en ambas experiencias llegamos al mismo macroestado del sistema?.

Elelegido escribió:Mi opinión es que todo el mundo desearía que el universo fuera determinista, es a lo que estamos acostumbrados, es lo que nos dice la intuición, pero aunque no nos entre en la cabeza, parece que no lo es. Incluso el propio Einstein se negaba a aceptar los resultados de la cuántica como representación de la realidad. Él pensaba que habían variables ocultas aun por descubrir que explicarían la física de partículas de un modo determinista. Pero un día, llegó el bueno de Bell, enunció su teorema, y de un tiro demostró que es imposible formular una teoría local de variables ocultas capaz de reproducir los mismos resultados que la mecánica cuántica.

Esto implica algo que trasciende la física y se mete de lleno en pura filosofía. Que es, o la realidad no es lo que pensábamos hasta ahora que era y es algo "más raro" (dejémoslo ahí), o que el principio de localidad es falso, y cualquier partícula puede inferir en otra independientemente de la distancia en el espacio que se separen. Si el principio de localidad es falso, se anula el concepto físico de sistema semicerrado, por tanto, se invalidaría una herramienta esencial a la hora de crear modelos físicos, y en última instancia se derrumbaría el mismísimo Método Científico. La propia ciencia se sostiene sobre el empirismo, osea sobre nuestra capacidad de medir cosas para luego analizarlas. Si el ser humano descubre que aislar partes del entorno es inútil, ya que somos incapaces de medir el universo entero, cualquier intento de medir algo nos llevaría a conocer solo una parte distorsionada de la realidad.

Después de asimilar todo esto, es de esperar que te resulte más difícil conciliar el sueño, no te preocupes

Es complicado, pero... aunque no podamos(dentro del marco humano) medir o desarrollar teorias que busquen determinacion en la mecanica cuantica... si fuesemos capaces de analizar y medir(cosa que no podemos) todas las posibles variables, ¿seria posible conocer un resultado final? No me cabe en la cabeza que pueda dar un resultado aleatorio, si hay causa hay efecto, y pudiendo analizar la causa deberiamos poder predecir efectos. De aqui viene mi comedura de tarro con el demonio de Laplace, el cual en caso de existir podria medir y analizar la base encontrando causa y efecto.

vik_sgc escribió:

Reakl escribió:¿Alguien puede explicarme como es posible que con un "núcleo" aleatorio e indeterminado pueda surgir un universo aparentemente determinado?

Te pongo el ejemplo de un gas en una caja. Desde el punto de vista microscópico el movimiento de los millones de millones de partículas revotando en las paredes de la caja es totalmente aleatorio.

Pongamos que cogemos ese gas y lo comprimimos. Su temperatura aumenta. Vamos de un macroestado, un estado de la colectividad, un estado termodinámico T1 p1 a un estado termodinámico T2 p2.

Volvemos a repetir la experiencia con el gas en el mismo estado termodinámico inicial que en la experiencia anterior. Lo comprimimos de la misma forma y llegamos al mismo estado termodinámico.

¿Por qué a partir del movimiento aleatorio de los millones de millones de partículas (que obviamente no ha sido el mismo) en ambas experiencias llegamos al mismo macroestado del sistema?.

Pero el movimiento de estas partículas no es aleatorio, es tan solo desconocido. Si puedes explayarte un poco más te lo agradecería.

vik_sgc escribió:¿Por qué a partir del movimiento aleatorio de los millones de millones de partículas (que obviamente no ha sido el mismo) en ambas experiencias llegamos al mismo macroestado del sistema?.

Porque Dios así lo ha decidido. Claro.





Coñas a un lado, estas cosas se me escapan. Leo lo que ponéis, intento darle sentido en mi cabeza y... algo entra pero tengo una sensación de niebla increíble. Sigo leyendo.

Ya que está este hilo abierto aprovecho para haceros una pregunta sobre este tema: ¿conoce alguien algún libro en plan "física/química para tontos" que me pueda recomendar? Es que a mi me encantan la física y la química, pero para eso soy negada total porque soy de letras puras y duras :/ y me gustaría leer cosas que, más o menos, pudiera entender. Me dijeron que Universos Paralelos (de Michio Kaku) es un libro buenísimo, pero tiene toda la pinta de estar a años luz de mi entendimiento <:x

predator_95_ escribió:

Elelegido escribió:Mi opinión es que todo el mundo desearía que el universo fuera determinista, es a lo que estamos acostumbrados, es lo que nos dice la intuición, pero aunque no nos entre en la cabeza, parece que no lo es. Incluso el propio Einstein se negaba a aceptar los resultados de la cuántica como representación de la realidad. Él pensaba que habían variables ocultas aun por descubrir que explicarían la física de partículas de un modo determinista. Pero un día, llegó el bueno de Bell, enunció su teorema, y de un tiro demostró que es imposible formular una teoría local de variables ocultas capaz de reproducir los mismos resultados que la mecánica cuántica.

Esto implica algo que trasciende la física y se mete de lleno en pura filosofía. Que es, o la realidad no es lo que pensábamos hasta ahora que era y es algo "más raro" (dejémoslo ahí), o que el principio de localidad es falso, y cualquier partícula puede inferir en otra independientemente de la distancia en el espacio que se separen. Si el principio de localidad es falso, se anula el concepto físico de sistema semicerrado, por tanto, se invalidaría una herramienta esencial a la hora de crear modelos físicos, y en última instancia se derrumbaría el mismísimo Método Científico. La propia ciencia se sostiene sobre el empirismo, osea sobre nuestra capacidad de medir cosas para luego analizarlas. Si el ser humano descubre que aislar partes del entorno es inútil, ya que somos incapaces de medir el universo entero, cualquier intento de medir algo nos llevaría a conocer solo una parte distorsionada de la realidad.

Después de asimilar todo esto, es de esperar que te resulte más difícil conciliar el sueño, no te preocupes

Es complicado, pero... aunque no podamos(dentro del marco humano) medir o desarrollar teorias que busquen determinacion en la mecanica cuantica... si fuesemos capaces de analizar y medir(cosa que no podemos) todas las posibles variables, ¿seria posible conocer un resultado final? No me cabe en la cabeza que pueda dar un resultado aleatorio, si hay causa hay efecto, y pudiendo analizar la causa deberiamos poder predecir efectos. De aqui viene mi comedura de tarro con el demonio de Laplace, el cual en caso de existir podria medir y analizar la base encontrando causa y efecto.

No conocía eso del demonio de Laplace. En realidad la idea es bastante recurrente desde la perspectiva determinista he de suponer, es lógico que si conoces el estado exacto de todo el universo y una teoría del todo que gobierne cada transformación en el tiempo, serías capaz de ver tanto el futuro como el pasado.

Frente a esto nos encontramos con dos problemas. El primero, que no sabemos si es posible dar con una teoría del todo no-local de variables ocultas. Y el segundo (que me acabo de enterar ), es que parece ser imposible por otros motivos que desde dentro de un sistema, se pueda conocerlo todo acerca del propio sistema. Como digo, desconocía realmente de este último teorema hasta que me he puesto ahora en google a buscar qué demonios era el demonio de Laplace . Dejo el artículo que habla acerca de él porque de momento solo lo he leído por encima: http://www.cienciakanija.com/2009/02/25 ... erlo-todo/

Ucayaya escribió:Ya que está este hilo abierto aprovecho para haceros una pregunta sobre este tema: ¿conoce alguien algún libro en plan "física/química para tontos" que me pueda recomendar? Es que a mi me encantan la física y la química, pero para eso soy negada total porque soy de letras puras y duras :/ y me gustaría leer cosas que, más o menos, pudiera entender. Me dijeron que Universos Paralelos (de Michio Kaku) es un libro buenísimo, pero tiene toda la pinta de estar a años luz de mi entendimiento <:x

Te recomiendo el libro y la serie de Cosmos, de Carl Sagan, y que me mandes un PM, que tías que pidan libros de física no se ven todos los días

maponk escribió:Y no es demasiado complicado sin una base previa???,No habría que empezar desde chalmers (una cosa llamada ciencia) a la explicación del inductivismo,hipótesis,falsacionismo...no sé,me parece empezar la casa por el tejado.

Eso creo yo, intentar aprender fisica cuantica sin una base FUERTE de fisica y matematicas lo veo una locura.

Creo que recordar que mi ex (que estaba estudiando quimica) tenia quimica cuantica en quinto de carrera (licenciatura).

Aun asi, es un tema que siempre me ha atraido, no se si por el nombre o por lo que representa pero tengo entendido que todo lo cuantico se basa en sucesos aleatorios no?

Saludos

colinero escribió:Eso creo yo, intentar aprender fisica cuantica sin una base FUERTE de fisica y matematicas lo veo una locura.

Vamos que estoy loca, no? El único examen de mates que he aprobado en toda mi vida, que yo recuerde, fue la recuperación de 3ºESO, y porque me ayudó una amiga, que si no... Y bueno en física de 4º si no es por los chuletones que me hacía, ahí sigo

Elelegido escribió:Te recomiendo el libro y la serie de Cosmos, de Carl Sagan, y que me mandes un PM, que tías que pidan libros de física no se ven todos los días

Eso no lo echan en... Discovery Max? A qué hora y qué día?
No te preocupes, que seguro que no soy la única ;P Aunque debemos de quedar pocas

Ucayaya escribió:

colinero escribió:Eso creo yo, intentar aprender fisica cuantica sin una base FUERTE de fisica y matematicas lo veo una locura.

Vamos que estoy loca, no? El único examen de mates que he aprobado en toda mi vida, que yo recuerde, fue la recuperación de 3ºESO, y porque me ayudó una amiga, que si no... Y bueno en física de 4º si no es por los chuletones que me hacía, ahí sigo

Los locos son unos genios, no lo sabias?

Ahora en serio, todo lo que sea ciencias posee un alto grado de matematicas, despues ya depende de que tipo de matematicas pero hay que tenerlas controladas, por lo menos las que te corresponden.

Saludos

puf yo doy clase de esas cosas, y me parece que intentar entender la mecanica cuantica con 17 años y sin base previa.. es como intentar que un niño entienda lo que es una derivada con 10 años... lo que si es cierto, es que tu camino es el correcto para llegar a entenderlo, pero de aqui unos añitos xddd cuando te canses de leer y ver videos e interesarte por el tema.

yo te recomiendo una serie documental, que tiene muchisimos capitulos, y que da un repaso a la fisica desde sus inicios, y que termina enlazandolo todo con las teorias de la mecanica cuantica... ``el universo mecánico´´ está muy bien hecha, y es muy didáctica. en caso de verla... empieza por el principio!!

por cierto no me puedo resistir a mencionar dos frases epicas en la historia de la fisica cuantica, sobre la incertidumbre

``no creo que dios juegue a los dados con el universo´´

albert einstein

``einstein, no le diga a dios qué hacer con sus dados....´´

niels bohr

trynky escribió:puf yo doy clase de esas cosas, y me parece que intentar entender la mecanica cuantica con 17 años y sin base previa.. es como intentar que un niño entienda lo que es una derivada con 10 años... lo que si es cierto, es que tu camino es el correcto para llegar a entenderlo, pero de aqui unos añitos xddd cuando te canses de leer y ver videos e interesarte por el tema.

yo te recomiendo una serie documental, que tiene muchisimos capitulos, y que da un repaso a la fisica desde sus inicios, y que termina enlazandolo todo con las teorias de la mecanica cuantica... ``el universo mecánico´´ está muy bien hecha, y es muy didáctica. en caso de verla... empieza por el principio!!

por cierto no me puedo resistir a mencionar dos frases epicas en la historia de la fisica cuantica, sobre la incertidumbre

``no creo que dios juegue a los dados con el universo´´

albert einstein

``einstein, no le diga a dios qué hacer con sus dados....´´

niels bohr

El Universo Mecánico es notable aunque creo que esa sí que requiere una base decente de Matemáticas, de hecho, se pega buena parte de los capítulos trabajando sobre fórmulas.

Yo creo que la serie de artículos que enlacé al principio "cuánticas sin fórmulas" demuestra que se pueden divulgar conceptos muy complejos de la física haciendo poco o nada uso de matemáticas. Cosmos te pide aun menos matemáticas, aunque esa no va al meollo de la cuántica.

Elelegido escribió:

trynky escribió:puf yo doy clase de esas cosas, y me parece que intentar entender la mecanica cuantica con 17 años y sin base previa.. es como intentar que un niño entienda lo que es una derivada con 10 años... lo que si es cierto, es que tu camino es el correcto para llegar a entenderlo, pero de aqui unos añitos xddd cuando te canses de leer y ver videos e interesarte por el tema.

yo te recomiendo una serie documental, que tiene muchisimos capitulos, y que da un repaso a la fisica desde sus inicios, y que termina enlazandolo todo con las teorias de la mecanica cuantica... ``el universo mecánico´´ está muy bien hecha, y es muy didáctica. en caso de verla... empieza por el principio!!

por cierto no me puedo resistir a mencionar dos frases epicas en la historia de la fisica cuantica, sobre la incertidumbre

``no creo que dios juegue a los dados con el universo´´

albert einstein

``einstein, no le diga a dios qué hacer con sus dados....´´

niels bohr

El Universo Mecánico es notable aunque creo que esa sí que requiere una base decente de Matemáticas, de hecho, se pega buena parte de los capítulos trabajando sobre fórmulas.

Yo creo que la serie de artículos que enlacé al principio "cuánticas sin fórmulas" demuestra que se pueden divulgar conceptos muy complejos de la física haciendo poco o nada uso de matemáticas. Cosmos te pide aun menos matemáticas, aunque esa no va al meollo de la cuántica.

no conocia esos articulos, les pegaré un vistazo. es cierto que el universo mecanico usa muchas formulas, pero tambien da una nocion general de qué pasos se han ido dando para llegar a donde estamos hoy en mecanica cuantica, y eso es bueno que lo adquiera, claro no lo va a entender todo.. pero debemos conformarnos con que vaya entendiendo cosas.. todo de golpe es mu dificil.

Michio Kaku es un genio y sus libros se entienden bastante bien.
Los ejemplos que pone para explicar las cosas son simplemente geniales.
Sinceramente Universos Paralelos es una gran lectura, y no es necesario ser un maquina para entender la mayoria de lo que explica

Bueno, leer esto me anima a ver si pillo a mi profe y se lo pido ^^

Después de tanto tiempo me acuerdo ahora de este hilo. El otro día mi novio cogió de la biblioteca un libro de Stephen Hawking ("Brevísima historia del tiempo") y oye, que no pinta mal. Ya me dijo él que lo explican bastante claro para los simples mortales que no entendemos de estas cosas, así que ya os iré contando cuando avance en la lectura