La mayoría de la gente tiene malentendidos sobre la teoría de la relatividad de Einstein. ¿Tú también la tienes?

La mayoría de la gente entiende la lógica que contradice la teoría de la relatividad de Einstein. Desafortunadamente, esta inversión de la lógica fue precisamente la base de la originalidad de Einstein, y fue por esta razón que se distinguió decisivamente de Lorentz, Poincaré, Fitzgerald, Heavished y otros al romper con aquellos que anteriormente habían poseído algunos de sus logros teóricos. .

Comprender mal la lógica de la relatividad también ha generado preocupaciones de que la teoría no explica claramente cómo se desaceleran los relojes o por qué se acorta un metro. Al mismo tiempo, se preguntan por qué los físicos están tan convencidos de una teoría particular de la relatividad especial, a pesar de que muchas otras han sido reemplazadas.

Típicamente, el propio Einstein tenía la mente clara a la hora de explicar en qué se diferenciaba la relatividad de la mayoría de las otras teorías.

"Podemos distinguir una serie de teorías físicas, la mayoría de las cuales son constructivas. Intentan describir fenómenos más complejos a partir de una ecuación relativamente simple. Por tanto, la teoría cinética de los gases intenta reducir las propiedades mecánicas de los gases. movimiento molecular, procesos térmicos y de difusión, como partir de suposiciones sobre el movimiento molecular. Cuando decimos que hemos logrado comprender un conjunto de procesos naturales, siempre asumimos que se ha descubierto una teoría constructiva para explicar estos procesos. Además de la teoría más importante de este tipo, existe un segundo tipo de teoría, que también llamo "teoría de principios". Esta teoría adopta un enfoque analítico más que sintético. El punto de partida no son los principios postulados, sino los principios. características generales de los procesos naturales derivadas empíricamente y criterios que dan lugar a fórmulas matemáticas y que todo proceso natural y su teoría también deben satisfacer

La termodinámica pasa, por tanto, por el análisis del método de derivar del hecho empírico universal que se perpetúa. el movimiento es imposible, las condiciones necesarias que deben satisfacer los eventos independientes Las ventajas de una teoría constructiva residen en su integridad, adaptabilidad y organización clara. La ventaja de la teoría basada en principios reside en su lógica perfecta y su fundamento fiable.

La teoría de la relatividad pertenece a esta última. ”

El método de construcción de la teoría basada en principios es el pensamiento de Einstein lo que la diferencia de sus predecesores. Lorentz, Heavished y Poincaré reunieron teorías constructivas de teorías físicas conocidas en sus intentos de explicar los resultados nulos del experimento de la deriva del éter. Es decir, estudiaron las ecuaciones del electromagnetismo construidas en el marco estacionario del éter y luego calcularon que un objeto como una esfera cargada podría cambiar de forma cuando se excita en el éter (de ahí fenómenos como la contracción de Lorentz).

Lo que hizo Einstein fue completamente diferente. En lugar de comenzar con las leyes físicas incorporadas en el marco etérico y utilizarlas para construir estructuras microfísicas para explicar la indetectabilidad del marco, le dio la vuelta a todo el problema. Es decir, asumió que esta indetectabilidad era efectivamente universal, que efectivamente formaba parte de las leyes de la naturaleza, y la elevó a la categoría de principio. Armado con los principios de la relatividad y con la hipótesis de la luz, Einstein pasó a deducir lo que estas dos propiedades significaban para las leyes de la física. En su artículo de 1905, todo lo anterior se construyó en una sola página, y el resto se dedicó a derivar resultados que más tarde se volvieron comunes en la mecánica y la electrodinámica (las principales construcciones de la teoría en ese momento).

Los matemáticos deberían darse cuenta de que el enfoque de Einstein sobre los principios es similar a las estructuras lógicas con las que tratan. Con base en algunas premisas, pueden sacar conclusiones generales que son precisas y válidas sólo en el ámbito de esas premisas. El ejemplo clásico es, por supuesto, la geometría euclidiana (irónicamente, la teoría de la relatividad que finalmente condujo a Einstein).

Según la leyenda, las acciones de Einstein inicialmente sorprendieron a los "constructores". Poincaré dijo una vez sarcásticamente que Einstein sólo merece crédito por asumir lo que él y otros querían demostrar. Fuese ésta la reacción inicial o no, al cabo de unos años comprendieron y llegaron a apreciar el poder del método de Einstein.

Lorenz también atribuye explícitamente el mérito a Einstein por impulsar este cambio conceptual y por poder tener tantas consecuencias de gran alcance.

La analogía de Einstein con la termodinámica es útil porque da un ejemplo de cómo una teoría basada en principios puede ser poderosa y garantizar su validez a pesar de los cambios dramáticos en la física que la rodea.

Carnot y Clausius no consideraron ninguna teoría microfísica de gases o sustancias a la hora de construir la termodinámica. No tienen la menor idea de qué es la microfísica, basan su teoría en cuatro principios (tres leyes más la llamada ley cero) y nos piden que aceptemos estos principios. Muestran cómo se pueden derivar muchas predicciones para cualquier proceso que implique calor sin tener en cuenta la microfísica. Estas teorías originales fueron aceptadas sólo por su aparente éxito. Esta es una gran ventaja porque la termodinámica ha podido mantener su validez gracias a innovaciones en la teoría cinética de los gases, la teoría atómica y la revolución cuántica, y ahora se está aplicando a objetos exóticos como los agujeros negros. La termodinámica en sí no nos concierne y ahora podemos utilizar la mecánica estadística para explicar muchas sustancias. Pero lo interesante es que podemos hacer esto, que es un trabajo valioso, pero no tiene nada que ver con la lógica termodinámica, siempre que sus cuatro principios sean válidos.

Los paralelos con la relatividad deberían ser obvios. Einstein desarrolló sus dos principios y los utilizó para derivar diversas consecuencias de cualquier proceso físico que involucre objetos en movimiento relativo entre sí. Nuevamente, este razonamiento es completamente independiente de la microfísica. Nadie necesita preocuparse exactamente por qué procesos microfísicos hacen que un metro se encoja o que un reloj funcione más lento. Si bien es interesante abordar estas cuestiones, construir estas explicaciones no es la lógica de la teoría. Como teoría de principios, la teoría sostiene que mientras los principios sean sólidos, cualquier objeto capaz de funcionar como un medidor o un reloj debe funcionar como lo describió Einstein, independientemente de cómo esté construido, o a nivel atómico de lo que sucedió en el planeta. . Porque si no fuera así, sería posible distinguir un sistema inercial de otro. Por lo tanto, la lógica de Einstein permanece viva en la revolución cuántica, la teoría cuántica de campos y cualquier nueva física en el futuro previsible.

Quienes no aceptan que la relatividad es una teoría de principios puede encontrar bastante confuso que los físicos estén dispuestos a apostar casi todo a la validez continua del centenario concepto de covarianza de Lorentz, aunque superficialmente similar (constructivo). ) las teorías se reemplazan constantemente. Hay una diferencia.

Cabe señalar que Einstein también comenzó con un enfoque constructivo, pero finalmente se dio cuenta de que no estaba logrando ningún progreso. Esto le llevó a buscar métodos más eficaces:

"Poco a poco me fui desesperando de la posibilidad de descubrir leyes verdaderas mediante esfuerzos constructivos basados ​​en hechos conocidos. Cuanto más lo intentaba, más me desesperaba, y al mismo tiempo Al mismo tiempo, más creo que sólo descubriendo una forma general de principio podemos obtener ciertos resultados ”

Aunque esta versión de la oración se repite a menudo, no puedo encontrar la fuente donde dijo Poincaré. o escribió esta cita. Lo más cercano que puedo encontrar es una cita de Lorenz, pero eso es en el contexto de él elogiando a Einstein y reconociendo que su enfoque fue más efectivo. Si alguien conoce una fuente confiable, hágamelo saber.

Materiales de referencia

1. Enciclopedia Wikipedia

2. Términos de astronomía

3. forbes-Busy North Gate

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