TALLER DE RELATIVIDAD: 4.- La paradoja de los gemelos

Vídeo: La paradoja de los gemelos

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Lectura complementaria: "Brian May, la relatividad y la dilatación del tiempo" por Jorge Díaz 

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¿Ha sido nuestro universo diseñado por un creador o es el resultado de un proceso de selección natural?

Imagine que está usted deambulando por un desierto inhóspito, en el cual, además de arena, lo único que pueden verse son piedras y algo de musgo, y que, de pronto, encuentra en el suelo un bonito reloj. Si usted lo inspecciona en detalle, lo desmonta y estudia su mecanismo interno de ruedas dentadas, se dará cuenta de que se trata de un dispositivo altamente complejo y delicado en el que cada una de sus partes está perfectamente colocada para servir a un propósito colectivo: indicar la hora. En efecto, si alguna de las ruedas de sus engranajes hubiera sido un poco más grande, o un poco más pequeña, con ruedas un poco más anchas o un poco más delgadas, el reloj no funcionaría. Y lo mismo podemos decir de cada muelle. Cada una de las partes del reloj contribuye con tanta precisión al funcionamiento de la máquina completa que no podríamos llamarle a usted irracional si concluye en ese momento que ese reloj ha tenido que ser diseñado por un ser inteligente.

Al igual que el reloj, los seres vivos también están aparentemente dotados de un propósito: un proyecto teleológico que consiste en mantener con vida a ellos mismos y su descendencia. En 1802, el teólogo inglés William Paley, en su obra Teología Natural, usó el ejemplo del reloj para argumentar que la explicación más racional que podemos dar del hecho de que cada una de las partes de cada organismo vivo esté perfectamente colocada para servir a ese proyecto teleológico es que alguien lo haya diseñado así [Paley1802]. Para Paley, darse cuenta de que las diversas partes de un sistema están dispuestas de forma casi perfecta para cooperar en un propósito global es suficiente para poder afirmar que el sistema ha sido diseñado por alguien. Y esto se puede aplicar tanto al reloj como a los seres vivos.

¿Ha sido nuestro universo diseñado por un creador para que albergue vida? Eso es lo que vamos a analizar en este artículo.

 

 

TALLER DE RELATIVIDAD: 3.- La dilatación temporal relativista

Vídeo: La dilatación temporal relativista

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TALLER DE RELATIVIDAD: 2.-El intervalo relativista entre dos sucesos

• Lectura del libro de Einstein hasta el apartado "La transformación de Lorentz", sin incluir éste.
• Vídeo: El intervalo relativista entre dos sucesos

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"El discreto encanto del color". Conferencia. Prof. Margarita García Pérez

	Miércoles 8 de Noviembre 2017
	18:30
	Residencia de Estudiantes del CSIC c/ Pinar 21, 28006 Madrid
Organiza	Instituto de Física Teórica UAM-CSIC
Tipo de evento	Conferencia de divulgación
Título	1El discreto encanto del color.
Ponente	Prof. Margarita García Pérez
Institución	IFT-UAM/CSIC
¿Necesario confirmación?	No
Más información	https://workshops.ift.uam-csic.es/residencia2017/Programa

La fuerza de color media las interacciones entre quarks y gluones, las partículas que componen los protones y neutrones del núcleo atómico. En esta charla nos adentramos en un mundo discretizado para averiguar cuánto pesa el color y dar masa a los objetos que forman nuestro mundo cotidiano.

"Los ladrillos del Univeso y su lado oscuro". Conferencia. Prof. Carlos Muñoz

	Martes 7 de Noviembre 2017
	20:00
	Residencia de Estudiantes del CSIC c/ Pinar 21, 28006 Madrid
Organiza	Instituto de Física Teórica UAM-CSIC
Tipo de evento	Conferencia de divulgación
Título	Los ladrillos del Univeso y su lado oscuro.
Ponente	Prof. Carlos Muñoz
Institución	IFT-UAM/CSIC
¿Necesario confirmación?	No
Más información	https://workshops.ift.uam-csic.es/residencia2017/Programa

Daremos un paseo por el mundo de las partículas elementales. Descubriremos como los quarks, el electrón y los neutrinos son fundamentales para nuestra existencia. Hablaremos de por qué el bosón de Higgs es tan especial. De por qué el gravitón se nos resiste y de cómo la teoría de cuerdas puede quizás unificarlo todo. Sin embargo, al final del viaje, tendremos que reconocer que ninguna de esas partículas puede ser la materia oscura (ni la energía oscura) que constituye casi todo el Universo. Se necesitan nuevas partículas todavía desconocidas, sobre las que elucubraremos, así como de los experimentos que permitirán detectarlas en el LHC, en telescopios y en satélites.

"El fin del espacio-tiempo". Vídeo de la conferencia. Prof. José L. Fernández Barbón

	Martes 7 de Noviembre 2017
	18:30
	Residencia de Estudiantes del CSIC c/ Pinar 21, 28006 Madrid
Organiza	Instituto de Física Teórica UAM-CSIC
Tipo de evento	Conferencia de divulgación
Título	El fin del espacio-tiempo.
Ponente	Prof. José L. Fernández Barbón
Institución	IFT-UAM/CSIC
¿Necesario confirmación?	No
Más información	https://workshops.ift.uam-csic.es/residencia2017/Programa

La física se fundamenta en dos conceptos con un siglo de antigüedad: la mezcla entre espacio y tiempo propuesta por Einstein y la noción  de partícula cuántica. En esta charla explico algunas limitaciones de esta concepción dual tal como se vislumbran a principios del siglo XXI. Estos límites se hacen palpables en el estudio de los agujeros negros y la existencia de la energía oscura del universo. 

TALLER DE RELATIVIDAD: 1.-Los postulados de la relatividad especial

• Vídeo: Los postulados de la relatividad especial

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• Lectura adicional: "El cono de luz", por Cuentos Cuánticos

• Vídeo adicional: "¿Es la mecánica cuántica compatible con los postulados de la relatividad especial?

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Los resultados experimentales no determinan por completo el conocimiento científico

En el artículo anterior hemos visto cómo, a partir del falsacionismo sofisticado, es posible, si vamos más allá de la propuesta de Popper asignando grados de confianza a las distintas hipótesis, derivar las reglas de la inferencia bayesiana. Las hipótesis y teorías científicas deben ser falsables, deben poderse someter a pruebas experimentales y la introducción de los nuevos resultados experimentales en las reglas de la inferencia bayesiana nos dice que la forma en que avanza la ciencia es mediante la confirmación de conjeturas audaces y la falsación de las conjeturas prudentes. En este artículo nos planteamos la siguiente pregunta: ¿nos proporciona el criterio falsacionista una guía realista sobre cómo distinguir una teoría científica de otra que no lo es?

Del falsacionismo a las inferencias bayesianas

En el artículo anterior hemos visto que las inferencias inductivas no son inferencias válidas. Aunque los enunciados particulares que constituyen las premisas

E="Este cuervo, y éste, y este otro, son negros"

sean verdaderas, la conclusión

H="Todos los cuervos son negros"

es un enunciado general que podría ser falso. Podría existir un cuervo no negro que no haya sido todavía observado. La justificación del esquema de inferencia inductiva es circular: la inducción nos ha dado buenos resultados en el pasado, luego, por inducción, seguirá dándonos buenos resultados en el futuro. Vimos también que, en la práctica, este problema es poco importante. Después de todo, el hecho E sí que debería hacernos tener más confianza en que H es cierta, aunque nunca estemos totalmente seguros.

Sin embargo, al preguntarnos en qué casos un resultado experimental particular E confirma a una hipótesis general H, es decir, en qué casos al obtener E podemos estar un poco más seguros de que H es cierta, hemos visto que no basta con que H implique E. Por ejemplo, al estudiar la paradoja de los cuervos vimos que, si E consiste en que he observado una cosa no negra y he visto que no es cuervo, eso no nos hace estar más seguros de que es cierta la hipótesis H="Todas las cosas no negras son no cuervos". En cambio, si E="He visto un cuervo negro", entonces sí que E nos confirma H, porque E hace que estemos ahora un poquito más seguros de que todos los cuervos son negros. La paradoja de los cuervos nos indica que no es posible establecer unas reglas generales y objetivas (que no dependan de las expectativas previas ni del contexto) que nos indiquen cuando E confirma H, lo que nos lleva a un relativismo muy incómodo.

Además, incluso en el caso de que E sí  confirme a H, existe el problema adicional de encontrar el criterio que nos diga en qué casos podemos estar muy seguros de que H es cierta, frente a los casos en los que sólo debemos estar un poco más seguros. 

Karl Popper

De LSE library - http://www.flickr.com/photos/lselibrary/3833724834/in/set-72157623156680255/, No restrictions, Enlace

Estos problemas de la inducción llevaron al filósofo austriaco Karl Popper a proponer la falsación, en vez de la inducción, como el tipo de razonamiento en el que está basada la ciencia. Popper se dio cuenta de que, aunque el resultado experimental singular "Hay x cuervos negros" no se puede usar para afirmar con seguridad el enunciado general "Todos los cuervos son negros", la observación singular de que hay un cuervo que no es negro sí sirve para demostrar rigurosamente que el enunciado "Todos los cuervos son negros" es falsa. La concepción falsacionista de la ciencia, en su versión más sofisticada, está basada en las siguientes premisas [Popper1959]:

• Popper adapta el postulado reduccionista del positivismo, según el cual sólo tienen sentido las afirmaciones que se puedan comprobar directamente a partir de los "hechos" o que pueden deducirse lógicamente a partir de éstos, modificándolo por el postulado falsacionista: "Las leyes y teorías científicas han de ser falsables, es decir, ha de existir algún hecho experimental posible que sea incompatible con ellas". En otras palabras, según Popper para que un enunciado sea científico debe existir algún hipotético resultado experimental que lo refute. Así, por ejemplo, la ley de conservación de la cantidad de movimiento es un enunciado científico, porque en un experimento de colisiones podría obtenerse como resultado que la cantidad de movimiento total final es distinta de la inicial. Si pasara esto alguna vez, tendríamos claro que tenemos que descartar la ley de conservación de la cantidad de movimiento (¿a que sí Pauli?).
• Si, tras numerosos y elaborados intentos, no hemos conseguido refutar una teoría concreta, entonces tenemos que aceptarla, pero siempre de forma provisional. De esta forma, las teorías no se derivan de las experiencia, sino que se crean por el intelecto humano para después ser sometidas a prueba rigurosa e implacablemente por la observación y la experimentación. Éstas, la observación y la experimentación, son guiadas por la teoría y la presuponen.
• Las teorías que no superen las pruebas experimentales han de ser eliminadas y reemplazadas por otras que a su vez se pondrán a prueba. Pero no vale cualquier hipótesis o teoría, sino que éstas deben ser más falsables que aquella en cuyo lugar se ofrecen. Una teoría recién propuesta ha de ser considerada como digna de atención si es más falsable que su rival y, en especial, si predice un nuevo tipo de fenómenos que su rival no menciona. Esto excluye modificaciones "ad hoc'' como, por ejemplo, la que propusieron los aristotélicos cuando, ante la afirmación de Galileo de que había visto cráteres en la Luna, postularon que la Luna seguía siendo una esfera perfecta porque estaba rodeada de un material transparente perfectamente esférico. Esta afirmación no era falsable porque en aquella época no era posible viajar a la Luna para comprobarla.

De esta forma, según Popper, la ciencia progresa en el sentido de que sólo sobreviven las teorías más aptas. Aunque no se puede decir que una teoría superviviente es rigurosamente verdadera, sí que se puede decir que es la mejor disponible.

En este artículo vamos a analizar el falsacionismo desde una perspectiva más amplia de la que propuso Popper. Esto nos llevará a una concepción del razonamiento científico más sofisticada que el inductivismo y el falsacionismo denominada "bayesianismo".

Los problemas de la inducción

En un artículo anterior hemos señalado la necesidad, no sólo de mejorar los conocimientos científicos de los ciudadanos en una sociedad democrática, sino, sobre todo, de hacerlo yendo más allá de la ingenua concepción empirista-positivista de la ciencia. Al analizar, de acuerdo con A.F. Chalmers [Chalmers1999], esta doctrina, hemos dado argumentos que nos han llevado a rechazar completamente el enunciado:

• B) Los "hechos'' en los que se basa la Ciencia son anteriores a la teoría e independientes de ella.

ya que es la teoría previa la que te permite diseñar el experimento y decidir qué magnitudes medir de entre las infinitas posibilidades que tenemos de manipular la naturaleza. También hemos matizado enormemente los enunciados:

• (A) Los "hechos'' en los que se basa la Ciencia se dan directamente a observadores cuidadosos y desprejuiciados por medio de los sentidos.
• (C) Estos "hechos'' constituyen un fundamento firme y confiable para el conocimiento científico.

ya que vimos que no podemos descartar la posibilidad de que los "hechos" observados no sean tan seguros como creemos, y por eso vamos a seguir denotándolos entre comillas. Aunque estas conclusiones nos obligan a estar alerta, no nos preocupan demasiado, ya que las condiciones en las que se llevan a cabo los experimentos científicos y su discusión posterior por parte de la comunidad científica hacen que normalmente estemos justificados en dar por válido ese "hecho" si la comunidad científica le da el visto bueno.

En este artículo vamos a analizar, basándonos en la referencia [Hare2013], el cuarto postulado en el que está basado el positivismo:

• D) Es posible ir de forma correcta y legítima de los "hechos'' a las leyes y teorías mediante el uso de la razón.

De hecho, los positivistas van más allá, y afirman que sólo tienen sentido las afirmaciones que puedan comprobarse experimentalmente de forma directa, o bien que se puedan deducir lógicamente a partir de afirmaciones comprobables experimentalmente (reduccionismo positivista).

TALLER DE RELATIVIDAD: 0 - Algo pasa con la ley de suma de velocidades

• Vídeos de repaso sobre los movimientos rectilíneos.

• Vídeo: La ley de suma de velocidades

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• Textos y vídeos sobre el principio de relatividad.
• Lectura del libro de Einstein desde el principio hasta el apartado "Sobre la aparente incompatibilidad entre el principio de relatividad y la ley de suma de velocidades", incluyendo éste.

• El experimento de Michelson
• Artículo original de Michelson y Morley
• Lo que se esperaba obtener
• Lo que se obtuvo

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"La computación del CERN al servicio de la ciencia y su impacto en la sociedad". Conferencia. Maite Barroso y Pippa Wells

	12/05/2016
	19:30
	Palacio del Marqués de Salamanca. Paseo de Recoletos 10. 28001. Madrid
Organiza	Fundación BBVA
Tipo de evento	Conferencia de divulgación
Título	"La computación del CERN al servicio de la ciencia y su impacto en la sociedad"
Ponente	Maite Barroso y Pippa Wells.
Institución	CERN
¿Necesario confirmación?	Sí
Más información	http://www.fbbva.es/TLFU/tlfu/esp/agenda/eventos/fichaconfe/index.jsp?codigo=1131