La relación de la física con otras ciencias

3-1 IntroducciónFísica es el más fundamental y todo incluido de las ciencias, y ha

tenido un profundo efecto en todo el desarrollo científico. De hecho, la física es el equivalente de hoy en día de lo que antes se llamabafilosofía natural , de la que la mayoría de nuestras ciencias modernas surgieron. Los estudiantes de muchos campos se encuentran el estudio de la física por el papel fundamental que desempeña en todos los fenómenos. En este capítulo vamos a tratar de explicar cuáles son los problemas fundamentales en las otras ciencias son, pero por supuesto que es imposible en un espacio tan pequeño realmente para hacer frente a las complejas cuestiones sutiles, hermosas, en estos otros campos. La falta de espacio también evita que nuestra discusión de la relación de la física con la ingeniería, la industria, la sociedad y la guerra, o incluso el más notable relación entre las matemáticas y la física. (Las matemáticas no es una ciencia, desde nuestro punto de vista, en el sentido de que no es un natural de la ciencia. La prueba de su validez no es experimento.) Debemos, por cierto, que quede claro desde el principio que si una cosa no es una ciencia, no es necesariamente malo. Por ejemplo, el amor no es una ciencia. Así pues, si se dice algo que no sea una ciencia, no significa que hay algo mal con él; sólo significa que no es una ciencia.2.3 Química

La ciencia que es quizás el más profundamente afectados por la física es la química. Históricamente, los primeros días de la química reparten casi por completo con lo que ahora llamamos la química inorgánica, la química de las sustancias que no están asociados con los seres vivos. Se requiere un análisis considerable para descubrir la existencia de los muchos elementos y sus relaciones-la forma en que hacen los diversos compuestos relativamente simples que se encuentra en las rocas, la tierra, etc. Esta química temprana fue muy importante para la física. La interacción entre las dos ciencias era muy grande debido a que la teoría de los átomos fue motivada en gran medida por los experimentos en la química. La teoría de la química, es decir, de las propias reacciones, se resumió en gran medida en la tabla periódica de Mendeleev, que lleva a cabo muchas relaciones extrañas entre los diversos elementos, y fue el conjunto de reglas en cuanto a qué sustancia se combina con que, y cómo, que constituyó la química inorgánica. Todas estas reglas se explican en última instancia, en principio, por la mecánica cuántica, por lo que la química teórica es de hecho la física. Por otro lado, hay que destacar que esta explicación es en principio . Ya hemos hablado de la diferencia entre conocer las

reglas del juego de ajedrez, y ser capaz de jugar. Por lo que es para que sepamos las reglas, pero no podemos jugar muy bien. Resulta muy difícil predecir con exactitud lo que sucederá en una reacción química dada; sin embargo, la parte más profunda de la química teórica debe terminar en la mecánica cuántica.

También hay una rama de la física y la química que fue desarrollado por ambas ciencias juntos, y que es extremadamente importante. Este es el método de estadística aplicada en una situación en la que hay leyes mecánicas, lo que se llama acertadamente la mecánica estadística . En cualquier situación químico un gran número de átomos están involucrados, y hemos visto que los átomos están balanceándose alrededor de una manera muy aleatoria y complicada. Si pudiéramos analizar cada colisión, y ser capaz de seguir con detalle el movimiento de cada molécula, podríamos esperar para averiguar lo que iba a pasar, pero los muchos números necesarios para realizar un seguimiento de todas estas moléculas supera tan enormemente la capacidad de cualquier ordenador , y sin duda la capacidad de la mente, que era importante para el desarrollo de un método para hacer frente a este tipo de situaciones complicadas. La mecánica estadística, entonces, es la ciencia de los fenómenos de calor o termodinámica. La química inorgánica es, como ciencia, ahora reducido esencialmente a lo que se llama la química física y la química cuántica; química física para estudiar las tasas a las que se producen las reacciones y lo que está sucediendo en detalle (¿Cómo golpean las moléculas? ¿Qué piezas vuelan primero ?, etc.), y la química cuántica que nos ayudan a entender lo que sucede en términos de las leyes físicas.

La otra rama de la química es la química orgánica , la química de las sustancias que se asocian con los seres vivos. Durante un tiempo se creía que las sustancias que se asocian con los seres vivos eran tan maravilloso que no podían ser hechas a mano, a partir de materiales inorgánicos. Esto no es del todo cierto: son lo mismo que las sustancias producidas en la química inorgánica, pero los arreglos más complicados de los átomos son los involucrados. La química orgánica, obviamente, tiene una relación muy estrecha con la biología que suministra sus sustancias, y para la industria, y además, la mecánica cuántica y la química tanto físicas se puede aplicar a orgánica, así como a los compuestos inorgánicos. Sin embargo, los principales problemas de la química orgánica no están en estos aspectos, sino más bien en el análisis y la síntesis de las sustancias que se forman en los sistemas biológicos, en los seres vivos. Esto conduce imperceptiblemente, en pasos, hacia la bioquímica, la biología y luego en sí mismo, o de la biología molecular.3.3 Biología

Así llegamos a la ciencia de la biología , que es el estudio de los seres vivos. En los primeros días de la biología, los biólogos tuvieron que hacer frente al problema puramente descriptivo de averiguar lo que la

vida las cosas no eran, por lo que sólo tenía que contar las cosas tales como los cabellos de las extremidades de las pulgas. Después de estos asuntos fueron resueltos con un gran interés, los biólogos entraron en la maquinaria dentro de los cuerpos vivos, primero desde un punto de vista bruta, como es natural, porque se necesita un poco de esfuerzo para entrar en los detalles más finos.

Hubo una relación temprana interesante entre la física y la biología en la que la biología ayudó a la física en el descubrimiento de la conservación de la energía , que fue demostrado por primera vez por Mayer en relación con la cantidad de calor tomada y dada por un ser vivo.

Si nos fijamos en los procesos de la biología de los animales que viven más de cerca, vemos que muchos fenómenos físicos: la circulación de la sangre, bombas, presión, etc. Hay nervios: sabemos lo que sucede cuando damos un paso en una piedra afilada, y que de alguna manera u otra la información va desde la pierna. Es interesante cómo sucede. En su estudio de los nervios, los biólogos han llegado a la conclusión de que los nervios son muy finos tubos con una pared compleja que es muy delgada; a través de esta pared de bombas de iones de la célula, de modo que no son iones positivos en los iones negativos fuera y en el interior, como un condensador. Ahora bien, esta membrana tiene una propiedad interesante; si "descargas" en un solo lugar, es decir, si algunos de los iones fueron capaces de moverse a través de un solo lugar, por lo que la tensión eléctrica se reduce allí, que la influencia eléctrica se hace sentir en los iones en el barrio, y que afecta a la membrana de tal manera que permite a los iones a través de en los puntos vecinos también. Esto a su vez afecta a más lejos a lo largo de, etc., y lo que hay una ola de "penetración" de la membrana que se extiende por la fibra cuando se "excita" en un extremo por pisar la piedra afilada. Esta ola es algo análogo a una larga secuencia de dominó verticales; si el un extremo es empujado encima, que uno empuja el siguiente, etc. Por supuesto, esto transmitir sólo un mensaje a menos que las fichas de dominó se configuran de nuevo; y de manera similar en la célula nerviosa, hay procesos que bombean los iones lentamente de nuevo, para obtener el nervio listo para el siguiente impulso. Así es que sabemos lo que estamos haciendo (o al menos donde estamos). Por supuesto, los efectos eléctricos asociados a este impulso nervioso pueden ser recogidos con instrumentos eléctricos, y porque no son efectos eléctricos, obviamente, la física de los efectos eléctricos ha tenido una gran influencia en la comprensión del fenómeno.

El efecto contrario es que, desde algún lugar en el cerebro, se envía un mensaje a lo largo de un nervio. ¿Qué sucede al final del nervio? Allí las ramas nerviosas a cabo en finas pequeñas cosas, conectados a una estructura de cerca de un músculo, llamaron a una placa terminal. Por razones que no se entienden exactamente, cuando el impulso llega al extremo del nervio, pequeños paquetes de un químico llamado

acetilcolina se tiran fuera (cinco o diez moléculas a la vez) y que afectan a la fibra muscular y hacen contrato de lo simple ! ¿Qué hace que un contrato músculo? Un músculo es un número muy grande de fibras muy juntos, que contiene dos sustancias diferentes, miosina y actomiosina, pero la maquinaria por el que la reacción química inducida por la acetilcolina puede modificar las dimensiones del músculo no se conoce todavía. Por lo tanto no se conocen los procesos fundamentales en el músculo que hacen movimientos mecánicos.

La biología es un campo tan enormemente amplia que hay huestes de otros problemas que no podemos mencionar a todos los-problemas en cómo funciona la visión (lo que la hace la luz en el ojo), la forma de escuchar obras, etc. (La forma en la que el pensamiento que trabaja discutiremos más tarde bajo la psicología). Ahora, estas cosas referentes a la biología que acabamos discutidos son, desde un punto de vista biológico, realmente no fundamental, en la parte inferior de la vida, en el sentido de que, incluso si les entendimos que todavía no entenderíamos la vida sí mismo. Para ilustrar: los hombres que estudian nervios sienten que su trabajo es muy importante, porque después de todo no se puede tener animales sin nervios. Pero usted puede tener vida sin nervios. Las plantas tienen ni nervios ni músculos, pero están trabajando, están vivos, lo mismo. Así que para los problemas fundamentales de la biología debemos mirar más profundo; cuando lo hacemos, descubrimos que todos los seres vivos tienen un gran número de características en común. La característica más común es que están hechos de células , dentro de cada uno de los cuales es compleja maquinaria para hacer las cosas químicamente. En las células vegetales, por ejemplo, no hay maquinaria para recoger la luz y la generación de la glucosa, que se consume en la oscuridad para mantener viva la planta. Cuando la planta se come la glucosa en sí genera en el animal una serie de reacciones químicas muy estrechamente relacionados con la fotosíntesis (y su efecto opuesto en la oscuridad) en plantas.

Fig. 3-1. El ciclo de Krebs.

En las células de los sistemas vivos existen muchas reacciones químicas complejas, en las que un compuesto se transforma en otra y otra. Para dar una idea de los enormes esfuerzos que han entrado en el estudio de la bioquímica, el gráfico de la Fig.  3.1 se resumen nuestros conocimientos hasta la fecha sólo en una pequeña parte de las muchas series de reacciones que se producen en las células, tal vez un por ciento o así que de la misma.

Aquí vemos toda una serie de moléculas que cambian de uno a otro en una secuencia o ciclo de bastante pequeños pasos. Se llama el ciclo de Krebs, el ciclo respiratorio. Cada uno de los productos químicos y cada uno de los pasos es bastante simple, en términos de lo que el

cambio se hace en la molécula, pero -y esto es un descubrimiento de importancia central en bioquímica-estos cambios sonrelativamente difíciles de lograr en un laboratorio . Si tenemos una sustancia y otra sustancia muy similar, la que no sólo se convertirá en la otra, ya que las dos formas son generalmente separados por una barrera de energía o Considere esta analogía "colina.": Si queríamos tomar un objeto de una lugar a otro, en el mismo nivel, pero en el otro lado de una colina, podríamos empujarlo sobre la parte superior, pero para ello requiere la adición de un poco de energía. Así reacciones más químicas no ocurren, porque no es lo que se llama una energía de activación de la forma. Con el fin de añadir un átomo extra para nuestra química requiere que lo conseguimos cerrar lo suficiente para que pueda producirse algún reordenamiento; entonces se pegará. Pero si no podemos darle la energía suficiente para conseguirlo lo suficientemente cerca, no va a ir hasta el final, se acaba de ir hasta cubrir parte de la "colina", y hacia abajo de nuevo. Sin embargo, si pudiéramos tomar literalmente las moléculas en nuestras manos y empujar y tirar de los átomos alrededor de tal manera como para abrir un agujero para que el nuevo átomo en, y luego dejar que regrese bruscamente, habríamos encontrado otra manera,alrededor de la colina, que no requeriría más energía, y la reacción se iría fácilmente. Ahora hay en realidad son , en las células, muy grandes moléculas, mucho más grandes que aquellos cuyos cambios que hemos estado describiendo, que de alguna manera complicada sostienen las moléculas más pequeñas apenas a la derecha, por lo que la reacción puede ocurrir fácilmente. Estas cosas muy grandes y complicados son llamadas enzimas . (Ellos fueron llamados primero fermentos, porque fueron descubiertos originalmente en la fermentación de azúcar. De hecho, algunas de las primeras reacciones en el ciclo fueron descubiertos allí.) En presencia de una enzima que la reacción pueda.

Una enzima está hecho de otra sustancia llamada proteína . Las enzimas son muy grandes y complicados, y cada uno es diferente, cada uno está construyendo para controlar una determinada reacción especial. Los nombres de las enzimas se escriben en la Fig.  3-1 en cada reacción. (A veces la misma enzima puede controlar dos reacciones.) Hacemos hincapié en que las propias enzimas no están involucrados en la reacción directa. No cambian; ellos simplemente permiten un átomo de ir de un lugar a otro. Una vez hecho esto, la enzima está dispuesto a hacerlo a la siguiente molécula, como una máquina en una fábrica. Por supuesto, debe existir un suministro de ciertos átomos y una manera de disponer de otros átomos. Tome hidrógeno, por ejemplo: hay enzimas que tienen unidades especiales en ellos que llevan el hidrógeno para todas las reacciones químicas. Por ejemplo, hay tres o cuatro enzimas de hidrógeno-reductor que se utilizan en todo nuestro ciclo en diferentes lugares. Es interesante que la maquinaria que libera algo de hidrógeno en un solo lugar se llevará a que el hidrógeno y utilizarlo en otro lugar.

La característica más importante del ciclo de la Fig.  3-1 es la transformación del PIB al GTP (guanosina-di-fosfato de guanosina-tri-fosfato) debido a que la sustancia tiene una mucha más energía en ella que el otro. Así como hay una "caja" en ciertas enzimas para llevar a átomos de hidrógeno alrededor, hay especiales de energía -Sacar "cajas" que implican el grupo trifosfato. Así, GTP tiene más energía que el PIB y si el ciclo se va de una manera, estamos produciendo moléculas que tienen la energía extra y que pueden ir en coche otro ciclo que requiere energía, por ejemplo, la contracción del músculo. El músculo no se contrae menos que haya GTP. Podemos tomar la fibra muscular, lo puso en el agua, y añadir GTP, y el contrato de fibras, el cambio de GTP a GDP si las enzimas adecuadas están presentes. Así que el sistema real es en la transformación del PIB-GTP; en la oscuridad del GTP que se ha acumulado durante el día se utiliza para ejecutar todo el ciclo alrededor de la otra manera. Una enzima, ya ves, no le importa en qué dirección va la reacción, ya que si lo hiciera estaría violando una de las leyes de la física.

121314Ahora, volvamos a la descripción de las enzimas y proteínas. Todas

las proteínas no son enzimas, pero todas las enzimas son proteínas. Hay muchas proteínas, como las proteínas en los músculos, las proteínas estructurales que son, por ejemplo, en el cartílago y el cabello, la piel, etc., que no son ellos mismos enzimas. Sin embargo, las proteínas son una sustancia muy característica de la vida: en primer lugar, que conforman todas las enzimas, y la segunda, que constituyen la mayor parte del resto de la materia viva. Las proteínas tienen una estructura muy interesante y simple. Son una serie o cadena, de diferentes aminoácidos . Hay veinte aminoácidos diferentes, y todos ellos pueden combinarse entre sí para formar cadenas en las que la columna vertebral es CO-NH, etc. Las proteínas son nada más que cadenas de varios las de estos veinte aminoácidos. Cada uno de los aminoácidos probablemente sirve algún propósito especial. Algunos, por ejemplo, tiene un átomo de azufre en un lugar determinado;cuando dos átomos de azufre están en la misma proteína, que forman un enlace, es decir, que atan la cadena en dos puntos juntos y forman un bucle. Otra tiene átomos de oxígeno adicionales que lo convierten en una sustancia ácida, otro tiene una característica básica. Algunos de ellos tienen grandes grupos colgando a un lado, por lo que ocupan mucho espacio. Uno de los aminoácidos, llamado prolina, no es realmente un aminoácido, pero el ácido imino. Hay una ligera diferencia, con el resultado de que cuando es prolina en la cadena, hay una torcedura en la cadena. Si quisiéramos fabricar una proteína particular, queremos dar a estas instrucciones: poner uno de esos ganchos de azufre aquí; siguiente, añadir algo a tomar el espacio; luego coloque algo para poner una torcedura en la cadena. De esta manera, tendremos un aspecto complicado cadena, enganchados juntos y tener un poco de

estructura compleja; esto es, presumiblemente, sólo la manera en que se hacen todos los diferentes enzimas.Uno de los grandes triunfos en los últimos tiempos (desde 1960), fue por fin a descubrir la disposición atómica espacial exacta de ciertas proteínas, que implican unos cincuenta y seis o sesenta aminoácidos en una fila. Más de un millar de átomos (más cerca de dos mil, si contamos los átomos de hidrógeno) se han situado en un patrón complejo en dos proteínas. La primera fue la hemoglobina.Uno de los aspectos tristes de este descubrimiento es que no podemos ver nada del patrón; no entendemos por qué funciona la forma en que lo hace. Por supuesto, ese es el siguiente problema a ser atacado.

Otro problema es ¿cómo saben las enzimas lo que sea? Una mosca de ojos rojos hace que un bebé mosca de ojos rojos, y así la información para todo el patrón de enzimas para hacer pigmento rojo se debe pasar de una marcha a otra. Esto se hace por una sustancia en el núcleo de la célula, no una proteína, llamada DNA (abreviatura de ácido nucleico des-oxyribose). Esta es la sustancia clave que se pasa de una célula a otra (por ejemplo, células de esperma consisten principalmente de ADN) y lleva la información en cuanto a cómo hacer que las enzimas. El ADN es el "plan maestro". ¿Qué significa el plan parece y cómo funciona? En primer lugar, el modelo debe ser capaz de reproducirse a sí mismo. En segundo lugar, debe ser capaz de instruir a la proteína. En cuanto a la reproducción, podríamos pensar que esta procede como la reproducción celular. Las células simplemente crecen más grandes y luego se dividen por la mitad. ¿Tiene que ser así con las moléculas de ADN, entonces, que ellos también crecen más grandes y se dividen por la mitad? Cada átomo de duda no crece más grande y dividir por la mitad! No, es imposible de reproducir una molécula, excepto por algunos de forma más inteligente.

Fig. 3-2. Diagrama esquemático de ADN.

B A A D C...LABCDLABCDCLABCLABCDCDLABCDB A A D C...A B B CD ...LABCDLABCCLACiertamente ningún tema o campo está haciendo más progresos en

muchos frentes en el momento actual, de la biología, y si tuviéramos que nombrar a los más poderosos asunción de todos, lo que uno lleva una y otra vez en un intento de entender la vida, es que todas las cosas están hechas de átomos , y que todo lo que los seres vivos lo hacen pueden ser entendidos en términos de las jigglings y wigglings de átomos.3-4 Astronomía

En esta explicación de tiro rápido de todo el mundo, ahora debemos recurrir a la astronomía. La astronomía es más viejo que la física. De hecho, llegó la física iniciadas por mostrar la hermosa simplicidad del movimiento de las estrellas y los planetas, la comprensión de que era el principio de la física. Pero el más notable descubrimiento en toda la astronomía es que las estrellas están hechas de átomos del mismo tipo que los de la tierra . 1 ¿Cómo se hizo esto? Los átomos liberan luz que tiene frecuencias definidas, algo así como el timbre de un instrumento musical, que tiene puntos o frecuencias de sonido definidas. Cuando estamos escuchando varios tonos diferentes que podemos distinguirlos, pero cuando miramos con nuestros ojos en una mezcla de colores que no podemos decir las partes de la que se hizo, porque el ojo no es tan exigente como el oído en este conexión. Sin embargo, con un espectroscopio nos podemos analizar las frecuencias de las ondas de luz y de esta manera podemos ver las mismas melodías de los átomos que se encuentran en las diferentes estrellas. Como cuestión de hecho, dos de los elementos químicos se descubrieron en una estrella antes de que se descubrieron en la tierra. El helio fue descubierto en el sol, de ahí su nombre, y el tecnecio fue descubierto en ciertas estrellas frías. Esto, por supuesto, nos permite avanzar en la comprensión de las estrellas, ya que están hechos de los mismos tipos de átomos que hay en la tierra. Ahora sabemos mucho acerca de los átomos, especialmente en relación con su comportamiento en condiciones de alta temperatura, pero no muy grande densidad, por lo que podemos analizar por la mecánica estadística del comportamiento de la sustancia estelar. A pesar de que no podemos reproducir las condiciones en la tierra, el uso de las leyes físicas básicas a menudo podemos decir con precisión, o muy cerca, lo que sucederá. Así es que la astronomía ayudas física. Por extraño que pueda parecer, entendemos la distribución de la materia en el interior del sol mucho mejor que nosotros entendemos el interior de la tierra. Lo que sucede en el interior de una estrella se entiende mejor lo que uno podría adivinar por la dificultad de tener que mirar a un pequeño punto de luz a través de un telescopio, ya que podemos calcular lo que los átomos en las estrellas deben hacer en la mayoría de las circunstancias.

Uno de los descubrimientos más impresionantes fue el origen de la energía de las estrellas, que les hace continúan ardiendo. Uno de los hombres que descubrieron esto fue con su novia la noche después de que él se dio cuenta que las reacciones nucleares deben estar ocurriendo en las estrellas con el fin de hacerlos brillar. Ella dijo: "Mira qué bonito brillan las estrellas!" Él dijo: "Sí, y ahora mismo soy el único hombre en el mundo que sabe por qué brillan. "Ella simplemente se rió de él. Ella no estaba impresionado con estar fuera con el único hombre que, en ese momento, sabía por qué las estrellas brillan. Bueno, es triste estar solo, pero esa es la forma en que está en este mundo.

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5.3 GeologíaPasamos ahora a lo que se llaman ciencias de la tierra , o la

geología . En primer lugar, la meteorología y el clima. Por supuesto, los instrumentos de la meteorología son instrumentos físicos, y el desarrollo de la física experimental hicieron estos instrumentos es posible, como se explicó antes. Sin embargo, la teoría de la meteorología nunca ha sido satisfactoriamente resuelto por el físico. "Bueno," usted dice, "no hay nada más que aire, y sabemos las ecuaciones de los movimientos de aire." Sí lo hacemos. "Así que si conocemos la condición del aire de hoy en día, por qué no podemos averiguar la condición del aire de mañana?" En primer lugar, no tenemos realmente sabemos lo que la condición es hoy, porque el aire está girando y girando en todas partes. Resulta ser muy sensible, e incluso inestable. Si alguna vez has visto correr el agua suavemente sobre una presa, y luego se convierten en un gran número de manchas y gotas a medida que cae, usted entenderá lo que quiero decir con inestable. Usted sabe que el estado del agua antes de que vaya sobre el aliviadero; es perfectamente lisa; pero el momento en que comienza a caer, ¿dónde comienzan las gotas? Lo que determina qué tan grande los bultos van a ser y dónde estarán? Eso no se sabe, porque el agua es inestable. Incluso una masa suave movimiento de aire, al pasar sobre una montaña se convierte en torbellinos y remolinos complejos. En muchos campos nos encontramos con esta situación de flujo turbulento que no podemos analizar hoy. Rápidamente dejamos el tema de tiempo, y discutimos la geología!

La pregunta básica a la geología es, lo que hace que la tierra de la manera que es? Los procesos más obvios son delante de sus propios ojos, los procesos de erosión de los ríos, los vientos, etc. Es bastante fácil de entender esto, pero para todos los bits de la erosión hay una cantidad igual de algo más en juego. Montañas ningún menor son hoy en día, en promedio, de lo que eran en el pasado. Debe haber montañosas que forman procesos. Va a encontrar, si se estudia la geología, que no son los procesos de formación de las montañas y el vulcanismo, que nadie entiende pero que es la mitad de la geología. El fenómeno de los volcanes realmente no se entiende. Lo que hace que un terremoto es, en última instancia, no se entiende. Se entiende que si algo está empujando algo más, que encaje y se deslice, que está bien. Pero lo empuja, y por qué? La teoría es que hay corrientes dentro de las corrientes de tierra-circulante, debido a la diferencia de temperatura interior y el exterior, lo cual, en su movimiento, empujar la superficie ligeramente. Así, si hay dos circulaciones opuestas lado de la otra, la materia se acumula en la región donde se encuentran y hacer cinturones de montañas que están en descontento estresado condiciones, y así producir los volcanes y terremotos.

¿Qué pasa con el interior de la tierra? Mucho se sabe acerca de la velocidad de las ondas sísmicas a través de la tierra y la densidad de la

distribución de la tierra. Sin embargo, los físicos no han podido obtener una buena teoría sobre cómo densa debe ser una sustancia a las presiones que se espera en el centro de la tierra. En otras palabras, no podemos averiguar las propiedades de la materia muy bien en estas circunstancias. Lo hacemos mucho menos bien con la tierra que lo hacemos con las condiciones de la materia en las estrellas. Las matemáticas involucradas parece un poco demasiado difícil, hasta el momento, pero tal vez no será demasiado largo antes de que alguien se da cuenta de que es un problema importante, y realmente funciona hacia fuera. El otro aspecto, por supuesto, es que incluso si lo hiciéramos saber la densidad, no podemos entender las corrientes circulantes. Tampoco podemos realmente resolver las propiedades de las rocas a alta presión. No podemos decir qué tan rápido las rocas deben "dar"; que todos deben ser resueltos por el experimento.

3.6 PsicologíaA continuación, tenemos en cuenta la ciencia de la psicología . Por

cierto, el psicoanálisis no es una ciencia: es en el mejor de un proceso médico, y tal vez incluso más como bruja-rascador. Tiene una teoría sobre las causas de la enfermedad-un montón de diferentes "espíritus", etc. El brujo tiene la teoría de que una enfermedad como la malaria es causada por un espíritu que viene en el aire; no se cura agitando una serpiente sobre ella, pero sí ayuda a la quinina malaria. Por lo tanto, si usted está enfermo, me aconsejo que vayas al médico brujo, porque él es el hombre de la tribu que más sabe sobre la enfermedad; por el contrario, su conocimiento no es ciencia. El psicoanálisis no ha sido comprobado cuidadosamente por el experimento, y no hay manera de encontrar una lista de la cantidad de casos en los que trabaja, el número de casos en los que no funciona, etc.

Las otras ramas de la psicología, que implican cosas como la fisiología de la sensación-lo que sucede en el ojo, y lo que sucede en el cerebro-son, si se quiere, menos interesante. Pero se ha hecho algún pequeño pero real progreso en el estudio de ellos. Uno de los problemas técnicos más interesantes puede o no puede ser llamado psicología. El problema central de la mente, si se quiere, o el sistema nervioso, es la siguiente: cuando un animal aprende algo, se puede hacer algo diferente de lo que podía antes, y su célula cerebral debe haber cambiado también, si se hace fuera de átomos. ¿En qué sentido es diferente? No sabemos dónde buscar, o lo que debe buscar, cuando se memoriza algo. No sabemos lo que significa, o lo cambiamos existe en el sistema nervioso, cuando se enteró de un hecho. Este es un problema muy importante que no se ha resuelto en absoluto. Suponiendo, sin embargo, que hay un cierto tipo de cosas de memoria, el cerebro es una masa enorme de la interconexión de los cables y los nervios que probablemente no se puede analizar de una manera directa tales. No es un análogo de esta a las máquinas de computación e informática elementos, que también tienen una gran cantidad de líneas, y tienen

algún tipo de elemento, de forma análoga, tal vez, a la sinapsis, o la conexión de un nervio a otro. Este es un tema muy interesante que no tenemos el tiempo para discutir más, la relación entre máquinas pensantes y computación. Debe ser apreciado, por supuesto, que este tema nos dirá muy poco acerca de las complejidades reales del comportamiento humano ordinario. Todos los seres humanos son tan diferentes. Será un largo tiempo antes de llegar allí. Debemos empezar a mucho más atrás. Si pudiéramos siquiera imaginar cómo un perro trabaja, nos habríamos ido bastante lejos. Los perros son más fáciles de entender, pero todavía nadie sabe cómo funcionan los perros.7.3 ¿Cómo llegó esa manera?

Para que la física para ser útil a otras ciencias en un teórico manera, que no sea en la invención de instrumentos, la ciencia en cuestión debe suministrar al físico una descripción del objeto en el lenguaje de un físico. Pueden decir "¿por qué saltar una rana ?," y el físico no pueden responder. Si le dicen lo que una rana es que hay tantas moléculas, hay un nervio aquí, etc., que es diferente. Si ellos nos dirán, más o menos, lo que la tierra o las estrellas son como, entonces podemos entenderlo. Para que la teoría física para ser de alguna utilidad, debemos saber donde se encuentran los átomos. Para entender la química, debemos saber exactamente lo que los átomos están presentes, de lo contrario no podemos analizarlo. Eso no es más que una limitación, por supuesto.

Hay otro tipo de problema en las ciencias hermanas que no existen en la física; que podríamos llamar, a falta de un mejor término, la cuestión histórica. ¿Cómo llegó esa manera? Si entendemos todo acerca de la biología, la vamos a querer saber cómo todas las cosas que están en la tierra llegaron allí. Existe la teoría de la evolución, una parte importante de la biología. En geología, no solo queremos saber cómo las montañas se están formando, pero ¿cómo se formó la Tierra entera en un principio, el origen del sistema solar, etc. Eso, por supuesto, nos lleva a querer saber qué tipo de materia no había en el mundo. ¿Cómo evolucionan las estrellas? ¿Cuáles fueron las condiciones iniciales? Ese es el problema de la historia astronómica. Mucho se ha enterado de la formación de estrellas, la formación de elementos de los que nos hicieron, e incluso un poco sobre el origen del universo.

No hay cuestión histórica que se está estudiando en la física en el momento actual. No tenemos una pregunta: "Estas son las leyes de la física, ¿cómo llegaron de esa manera?" No nos imaginamos, por el momento, que las leyes de la física de alguna manera están cambiando con el tiempo, que eran diferentes en el pasado de lo que son en la actualidad. Por supuesto que pueden ser, y el momento en que nos encontramos con que son , la cuestión histórica de la física serán envueltos con el resto de la historia del universo, y luego el físico se habla de los mismos problemas que los astrónomos, geólogos, y biólogos.

Por último, existe un problema físico que es común a muchos campos, que es muy antiguo, y que no ha sido resuelto. No es el problema de encontrar nuevas partículas fundamentales, pero algo quedó de hace mucho tiempo, más de cien años. Nadie en la física ha sido realmente capaz de analizar matemáticamente satisfactoria, a pesar de su importancia para las ciencias hermanas. Es el análisis de lacirculación o fluidos turbulentos . Si observamos la evolución de una estrella, llega un punto en el que se puede deducir que se va a iniciar la convección, ya partir de entonces ya no podemos deducir lo que debe suceder. A pocos millones de años más tarde, la estrella explota, pero no podemos averiguar la razón. No podemos analizar el clima. No sabemos los patrones de movimientos que debe haber dentro de la tierra. La forma más simple del problema es tomar una tubería que es muy largo y empujar el agua a través de él a gran velocidad. Nos preguntamos: para empujar una cantidad dada de agua a través de esa tubería, la cantidad de presión que se necesita? Nadie puede analizarlo desde primeros principios y las propiedades del agua. Si el agua fluye muy lentamente, o si usamos una sustancia viscosa espesa como la miel, entonces podemos hacerlo muy bien. Usted encontrará que en su libro de texto. Lo que realmente no podemos hacer es tratar con real, agua corriente húmeda a través de un tubo. Ese es el problema central que debemos resolver algunos días, y no tener.

Un poeta dijo una vez: "El universo entero está en una copa de vino." Nosotros probablemente nunca sabremos en qué sentido se refería a que, para los poetas no escriben para ser entendido. Pero es cierto que si nos fijamos en una copa de vino con suficiente atención, vemos todo el universo. No son las cosas de la física: el líquido de torsión que se evapora dependiendo del viento y el clima, los reflejos en el cristal, y nuestra imaginación agrega los átomos. El vidrio es una destilación de las rocas de la Tierra, y en su composición vemos los secretos de la edad del universo, y la evolución de las estrellas. Qué extraña variedad de productos químicos se encuentran en el vino? ¿Cómo llegaron a ser? Hay los fermentos, las enzimas, los sustratos y los productos. Hay en el vino se encuentra la gran generalización: toda vida es la fermentación. Nadie puede descubrir la química del vino sin descubrir, al igual que Louis Pasteur, la causa de muchas enfermedades. Cómo vívido es el clarete, presionando su existencia en la conciencia de que la ve! Si nuestras mentes pequeñas, por alguna conveniencia, dividir esta copa de vino, este universo, en partes de la física, la biología, la geología, la astronomía, la psicología, y así sucesivamente de recordar que la naturaleza no lo sabe! Así que vamos a poner todo de nuevo juntos, sin olvidar en última instancia, lo que es para. Que nos da una placer más definitiva: beber y olvidar todo!

1.  ¿Cómo estoy corriendo a través de esto! ¿Cuánto de cada frase en esta breve historia

contiene. "Las estrellas están hechos de los mismos átomos como la tierra." Por lo

general tomo un pequeño tema como este para dar una conferencia sobre. Los poetas

dicen que la ciencia aleja de la belleza de la globos de átomos de gas estrellas-

meros. Nada es "simple." Yo también puedo ver las estrellas en una noche del desierto,

y sentirlos. Pero es lo que veo más o menos? La inmensidad de los cielos se extiende mi

imaginación-atascado en este carrusel mi pequeño ojo puede captar la luz de un millón

de años de edad. Un gran patrón de la cual soy parte, tal vez mis cosas fue eructó de

alguna estrella olvidada, como uno está eructando allí. O verlos con mayor ojo del

Palomar, corriendo todo aparte de algún punto de partida común cuando eran tal vez

todos juntos. ¿Cuál es el patrón, o el significado, o el por qué ? No hace daño al misterio

saber un poco sobre ella. Para más maravillosa es la verdad que cualquier artistas del

pasado imaginaron! ¿Por qué los poetas de la actualidad no parecen ser de la

misma? Lo que los hombres son poetas que se puede hablar de Júpiter si fuera como un

hombre, pero si es una inmensa esfera giratoria de metano y amoníaco hay que

callar? ↩