viernes, 29 de junio de 2012

Implicaciones de la teoría probabilística en el análisis de los fenómenos físicos. Su contrastación con las teorías causalistas



     La ciencia, en su avance por comprender el mundo, a veces olvida la simplicidad en favor de teorías más completas y complejas, aunque no por ello totalmente válidas. antes de comenzar a tratar sobre la teoría probabilista que trabajo diversos conflictos del entendimiento de la mecánica cuántica, es fundamental  hablar sobe el azar que se dice que es el punto donde la ciencia  toca la ignorancia, es decir, el científico no es capaz de argumentar con su lenguaje algunos fenómenos o sucesos de la realidad, por lo tanto lo justifica por media del concepto del azar, lo cual como no es completamente cierto, ya que  todos hemos escuchado de los "juegos de azar"; si bien por ejemplo en estos el comportamiento de las cartas y dados parece completamente imposible de predecir, la verdad es que la ciencia a través de las matemáticas conoce perfectamente la manera en que se comportan estos juegos, e incluso es posible determinar el desarrollo de los mismos mediante complejos cálculos. Por lo mismo es que en muchos casinos se revisa a los visitantes para asegurarse de que no porten computadoras o aparatos especialmente programados para realizar este tipo de cálculos y lograr de esta manera una ventaja sobre el casino. En la ciencia cuando se habla de azar en realidad nos referimos a un asunto probabilístico, teoréticamente calculable si se tienen y se conocen los parámetros; pero ¿Qué es la teoría probabilística? Se dice que mide la frecuencia con la que se obtiene un resultado (o conjunto de resultados) y luego al llevar a cabo un experimento aleatorio, del que se conocen todos los resultados posibles, bajo condiciones suficientemente estables. La teoría de la probabilidad se usa extensamente en áreas como la estadística, la física, la matemática, la ciencia  y la filosofía  para sacar conclusiones sobre la probabilidad discreta de sucesos potenciales y la mecánica subyacente discreta de sistemas complejos. La idea de Probabilidad está íntimamente ligada a la idea de azar y nos ayuda a comprender nuestras posibilidades de ganar un juego de azar o analizar las  encuestas. Pierre Simon Laplace afirmó: "Es notable que una ciencia que comenzó con consideraciones sobre juegos de azar haya llegado a ser el objeto más importante del conocimiento humano". Comprender y estudiar el azar es indispensable, porque la probabilidad es un soporte necesario para tomar decisiones en cualquier ámbito. La probabilidad constituye un importante parámetro en la determinación de las diversas casualidades obtenidas tras una serie de eventos esperados dentro de un rango estadístico. Existen diversas formas como método abstracto, como la teoría Dempster- shafer  y la teoría de la relatividad numérica, esta última con un alto grado de aceptación si se toma en cuenta que disminuye considerablemente las posibilidades hasta un nivel mínimo ya que somete a todas las antiguas reglas a una simple ley de relatividad. Se puede decir que la probabilidad es la medida de nuestro grado de incertidumbre, o esto es, el grado de nuestra ignorancia dada una situación. La física moderna proporciona ejemplos importantes de situaciones determinísticas donde sólo la descripción probabilística es factible debido a información incompleta y la complejidad de un sistema así como ejemplos de fenómenos realmente aleatorios. En un universo determinista, basado en los conceptos newtonianos, no hay probabilidad si se conocen todas las condiciones. En el caso de una ruleta, si la fuerza de la mano y el periodo de esta fuerza es conocida, entonces el número donde la bola parará será seguro. Naturalmente, esto también supone el conocimiento de la inercia y la fricción de la ruleta, el peso, lisura y redondez de la bola, las variaciones en la velocidad de la mano durante el movimiento y así sucesivamente. Una descripción probabilística puede entonces ser más práctica que la mecánica newtoniana para analizar el modelo de las salidas de lanzamientos repetidos de la ruleta. Los físicos se encuentran con la misma situación en la teoría cinética  de los gases, donde el sistema determinístico en principio, es tan complejo (con el número de moléculas típicamente del orden de magnitud de la constaten de avogadro 6 x10*23) que sólo la descripción estadística de sus propiedades es viable. La mecánica cuántica, debido al  principio de indeterminación de Heisenberg , sólo puede ser descrita actualmente a través de distribuciones de probabilidad, lo que le da una gran importancia a las descripciones probabilísticas. Algunos científicos hablan de la expulsión del paraíso. Otros no se conforman con la pérdida del determinismo. Albert Einstein comentó estupendamente en una carta a Max Born: (Estoy convencido de que Dios no tira el dado). No obstante hoy en día no existe un medio mejor para describir la física cuántica si no es a través de la teoría de la probabilidad. El cual trajo una confrontación entre Einstein  y Bohr, ya que Einstein fue el primero de los físicos en señalar que el descubrimiento de Plank del cuánto de acción (h) implicaba reescribir de nuevo la física. Con objeto de probar esta afirmación, en 1905 propuso que la luz actuaba a veces como una partícula a la que llamó cuanto de luz (actualmente llamado fotón). Bohr fue uno de los mayores oponentes verbales a la idea del fotón y no llegó a abrazarla abiertamente hasta 1925. Su posterior habilidad para trabajar creativamente con una idea a la que él se había resistido tan largamente es bastante inusual en la historia de la ciencia. El fotón llamó la atención a Einstein porque él lo vió como una realidad física (aunque confusa) detrás de los propios números. A Bohr le desagradaba porque hacía arbitraria ciertas soluciones matemáticas. No le gustaba que los científicos tuvieran que elegir entre distintas ecuaciones. 1913 trajo el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno que hacía uso del cuánto de Plank para explicar el espectro atómico. Einstein estuvo al principio dubitativo, pero rápidamente cambió su mente y lo aceptó. Él toleró el modelo de Bohr a pesar del hecho de que su realidad subyacente no podía ser representada en detalle, porque lo consideró un trabajo en progreso. Mucha gente hoy en día confunde el hecho de que la mecánica cuántica se describe a través de distribuciones de probabilidad con la suposición de que es por ello un proceso aleatorio, cuando la mecánica cuántica es probabilística no por el hecho de que siga procesos aleatorios sino por el hecho de no poder determinar con precisión sus parámetros fundamentales, lo que imposibilita la creación de un sistema de ecuaciones determinista.



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