¿Qué significa que la física ya no utiliza modelos mecánicos para describir los fenómenos?

Question

Acabo de empezar a leer la Lección de Mecánica de Sommerfeld, sin tener conocimientos de física (sólo de matemáticas). Puede explicarme qué quiere decir el autor con la frase en negrita?

La mecánica es la columna vertebral de la física matemática. Aunque es cierto que ya no necesitamos que la física explique todos los fenómenos en términos de modelos mecánicos como era común durante el siglo pasado, estamos que los principios de la mecánica, como los del momento, la energía y la de impulso, energía y mínima acción, son de la mayor importancia en todas las ramas de la física.

Answer 1

Sólo un ejemplo. Hubo momentos en que los físicos trataron de explicar las fuerzas electromagnéticas utilizando la mecánica. Algo así como "hay un medio que llena el espacio, en presencia de cargas eléctricas este medio se puede estirar o comprimir por lo tanto tenemos algunas fuerzas". Era una creencia común que la verdadera explicación de varios fenómenos debe ser mecánica, como esta.

Pero luego se dieron cuenta de que esta explicación visual en realidad no explica nada. Porque la naturaleza de las fuerzas elásticas en los materiales son fuerzas electromagnéticas entre los átomos. No se pueden explicar las fuerzas electromagnéticas a través de las fuerzas electromagnéticas.

Lo siento, no recuerdo la fuente de esta información.

Answer 2

Creo que las respuestas anteriores son excelentes, pero me gustaría señalar una cuestión relacionada.

A principios del siglo XX desarrollamos dos tipos de física totalmente nuevos, la RG y la MQ. Es difícil imaginar dos teorías más diferentes entre sí. La RG es esencialmente la mecánica clásica en una geometría no euclidiana, la MQ es, bueno, todavía se debate.

Así que durante gran parte de la mitad del siglo XX se vio a la gente de la QM tratando de cuantificar la GR, y a la gente de la GR tratando de "geometrizar" la QM. Así que tuvimos la idea de los gravitones, los cuantos de la gravedad, así como los twistores, la geometría de las partículas. Ninguna de las dos cosas funcionó, y seguimos en gran medida donde empezamos a pesar de muchos esfuerzos (y cuerdas, supergravedad, etc.).

El paralelismo es importante. La mecánica clásica sigue siendo espectacularmente con éxito. Así que cuando empiezas a pensar en algo como el "calor", lo primero que haces es intentar reutilizar los modelos existentes, y listo, obtienes una fórmula para la transferencia de calor que realmente funciona... en su mayoría. Pero con el tiempo vimos que algunas cosas simplemente no funcionaban así por mucho que lo intentáramos, como la radiactividad, y finalmente dejamos de intentar aplicar la mecánica a absolutamente todos los problemas.

Y de ahí la cita. Ya no intentamos aplicar alguna versión de los axiomas originales de Newton a cada problema porque sabemos que no son universales.

Answer 3

Los "modelos mecánicos" se refieren probablemente a las ideas que Maxwell tuvo más tarde en su vida, en las que visualizaba el espacio como si estuviera poblado por pequeñas ruedas dentadas que se enredaban entre sí. Pensaba que los efectos electromagnéticos se propagaban por el espacio mediante las rotaciones enlazadas de esas ruedas dentadas.

Answer 4

Creo que se debe a que, a medida que hemos ido profundizando en la física, nos hemos dado cuenta de que el comportamiento de la materia y la energía ya no puede ser modelado por mecanismos . En cambio, las matemáticas tienen que sustituir a lo antiguo, lo tangible, lo tocable, mecánico modelos. En la física del pasado, la materia y la energía se conceptualizaban como partículas individuales que tenían propiedades intrínsecas propias y eran tan pequeñas (en algunos casos, sin tamaño) que, al actuar en conjunto, dan lugar al mundo material que experimentamos. Sin embargo, avances modernos como la física cuántica y la teoría de cuerdas nos muestran que...

1. La realidad de la física no está en las verdades absolutas, sino en la probabilidad.
2. Las entidades que la física intenta explicar y modelar, incluso cuando la probabilidad es abrumadora, no son exclusivamente partículas puntuales, como quiere hacer creer un modelo mecánico. Estas entidades se comportan a veces como ondas, lo que es mucho más difícil de modelar con un mecanismo (y mucho más fácil de modelar en matemáticas).

Answer 5

Es probable que el autor se refiera a conceptos que incluyen y son similares a los de Rutherford modelo planetario del átomo. En este modelo, los electrones orbitan el núcleo del átomo como los planetas orbitan el sol.

La física moderna prescinde de este modelo porque simplemente no existe. Estas órbitas se sustituyen por una función de onda probabilística. Sin embargo, seguimos hablando de "giro a pesar de que sabemos que las partículas no son bolitas y no giran físicamente sobre un eje.