La psicología de la física

La física -el estudio del mundo material- se transformó a finales del siglo XVII por el poder omnipresente de la mecánica (de Isaac) Newton y luego nuevamente a fines del siglo XIX por (James Clerk) las teorías electromagnéticas de Maxwell. Estos dos hombres británicos establecieron la Teoría clásica en física. El trabajo de Isaac Newton fue la culminación de siglos de debate filosófico sobre la naturaleza del mundo y la composición de los objetos materiales. La reivindicación de estos pensamientos filosóficos vino de la Mecánica Clásica de Newton que describió el universo como una máquina perfecta. La Mecánica clásica usa nociones de sentido común de cómo la materia y las fuerzas existen e interactúan. Asume que la materia y la energía tienen atributos mensurables definidos, como dónde está un objeto en el espacio y su velocidad. También asume que los objetos solo pueden ser influenciados directamente por su entorno inmediato, conocido como el principio de localidad. El universo fue visto como un sistema tangible y ordenado que siguió reglas mecánicas muy exactas y específicas:

1. Un cuerpo permanece en reposo o se mueve con velocidad constante cuando una fuerza externa actúa sobre él.

2. La tasa de cambio de momento de un cuerpo es proporcional a la fuerza en el cuerpo

3. Cuando dos cuerpos interactúan ejercen el uno sobre el otro igual, pero fuerzas opuestas.

La teoría electromagnética de Maxwell amplió esta visión del mundo y, al consolidar una gran cantidad de investigaciones independientes, estableció una visión clásica de la electrodinámica. Principalmente, esta teoría explicaba cómo los campos relacionados de electricidad y magnetismo se comportan a través de ondas. Aunque la teoría electromagnética de Maxwell fue un trampolín para el artículo de 1905 de Einstein "Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento" (la primera oración comienza haciendo referencia a Maxwell), en ese momento esta teoría era la máxima expresión de la teoría clásica.

La belleza de la teoría clásica era que funcionaba. La mecánica clásica tenía aplicaciones específicas y definitivas. Podríamos predecir el movimiento de los objetos en el mundo y el movimiento de los cuerpos celestes en el Universo. Todo lo que pudimos observar fue explicable. Lo mejor de todo es que Classic Mechanics es intuitiva y abarca todo. Durante más de medio siglo la Teoría Clásica reinó suprema a tal grado que el físico en los años 1900 creyó -como aconsejó Philipp von Jolly al joven de 16 años Max Planck cuando fue admitido en la Universidad de Munich- que los objetivos de la física en explicar el universo material fue más o menos logrado. La creencia era que las principales teorías estaban en su lugar y que todos los grandes descubrimientos habían sido realizados, y que solo se necesitaban algunos detalles menores para completar. La teoría clásica era tan buena.

Pero la teoría clásica fue breve en explicar constructos que intuitivamente "sabíamos". ¿Qué es "fuerza", "cuerpo" e "interacción", qué es "atracción", "gravedad" y "energía"? Estos conceptos no tienen explicación en física. Nuestro conocimiento actual se limita a definir cómo se comportan, pero no podemos entender cuáles son estos conceptos. El único lugar donde estos conceptos tienen significado está en nuestro pensamiento porque estos conceptos son intuitivos. Sabemos instintivamente lo que es un "cuerpo", o la gravedad o la energía. Estos son constructos que parece que aceptamos fácilmente como si viéramos el mundo a través de tales constructos. Nuestra percepción de ver la realidad en pedazos y la acción simplificada es tan fuerte que parece preconcebir el mundo, sin cuestionar.

Fue el trabajo de los psicólogos Gestalt que trajeron tales preconcepciones a la luz. En 1912, Max Wertheimer publicó su artículo sobre el movimiento phi, que examinaba la impresión del movimiento a través del parpadeo de las luces, ampliamente reconocido como el comienzo de la psicología de la Gestalt. Junto con Wolfgang Köhler y Kurt Koffka ayudaron a establecer teorías de la psicología Gestalt. El teorema central era que el todo es diferente a la suma de las partes y argumentan que el todo existe independientemente de sus partes. Es por eso que "vemos" un cuerpo, vemos "interacciones" y movimiento y "fuerza" (empujar y tirar). El principio fundamental de la percepción de la Gestalt es la ley de prägnanz (alemán para las embarazadas, pero que significa preñado de significado como en brevedad), una versión abreviada y simplificada de la realidad. La psicología Gestalt argumenta que simplificamos el mundo para percibirlo. Tendemos a organizar nuestra experiencia del mundo de una manera regular, ordenada, simétrica y simple. Los psicólogos de la Gestalt identificaron ocho métodos que usamos para simplificar el mundo, principalmente al agrupar objetos. En un mundo cambiante, tener la capacidad de resumir y simplificar el mundo significa que podemos percibir las situaciones más rápidamente, predecir los resultados más rápido y, por lo tanto, ganar tiempo para poder reaccionar antes. Agrupamos cosas y las hacemos coherentes. Estos son los trucos de los magos. Los psicólogos de la Gestalt han definido tales métodos como leyes e incluyen las Leyes de Proximidad, Similitud, Cierre, Simetría, Destino Común, Continuidad, Buena Gestalt y Experiencia Pasada.

1. Ley de Proximidad: cuando los objetos están cerca de cada uno, compartiendo un movimiento o secuencia similar, los vemos como relacionados. Vemos el comportamiento de uno que influye en el otro, por lo que comparten una afinidad de un destino similar.

2. Ley de similitud: objetos similares en función de la función, el comportamiento, la forma, el color, la amenaza y otras características a las que somos sensibles se consideran relacionados.

3. Ley de cierre: nuestra intención de hacer que todo se extienda se extiende a cuando los objetos tienen partes faltantes. Esto elimina gran parte de la varianza, por lo que a pesar de la singularidad de las caras, por ejemplo, vemos la cara a pesar de las irregularidades. Si la ley de cierre no existiera, tendremos que interpretar cada cara como un revoltijo de características.

4. Ley de simetría: equilibramos los objetos en el espacio. Un campo de visión simétrico es más fácil de ver porque simplifica los objetos múltiples en un patrón, un algoritmo perceptual. Todo lo que necesitamos ver es la simetría, el patrón uniforme en lugar de los elementos individuales.

5. Ley del destino común: vemos el camino por el que viajan y se dirigen los objetos. Vemos objetos que comparten caminos de movimiento similares o dirección de movimiento agrupados.

6. Ley de Continuidad: cuando un objeto está oculto a la vista, tendemos a seguir viéndolo a pesar de que el objeto podría estar detrás de otro, o cuando un objeto está parcialmente oculto, asumimos que es completo, el objeto al frente está oscureciendo el objeto. objeto de fondo. Es menos probable que veamos objetos que cambian de dirección rápidamente o cambian de forma rápidamente.

7. Ley de buena Gestalt: pretendemos eliminar la variación, la complejidad y la falta de familiaridad que implican un orden global para el mundo.

8. Ley de experiencia pasada: la historia y la asociación temporal implican que, en algunas circunstancias, los estímulos visuales se clasifican de acuerdo con la experiencia pasada. La experiencia de agrupar dos objetos en el pasado determina que es probable que los veamos agrupados en el futuro.

Estas leyes individuales de agrupamiento no son procesos separados. Definen un sesgo perceptual para agrupar objetos en un patrón. Cada una de estas leyes define cómo concebimos el mundo como un modelo con unidades individuales que comparten atributos comunes. Podemos decir que la capacidad de agrupar cosas expone nuestra percepción como un algoritmo, una fórmula. No percibimos un carrete visual de la realidad, una versión cinematográfica de la realidad en nuestras cabezas, aunque podríamos concebir nuestra percepción como tal. De hecho, lo que estas leyes Gestalt nos dicen es que vemos patrones en nuestra experiencia del mundo: no estamos formando patrones, estamos viendo patrones.

Algoritmos, patrones, fórmulas o heurísticas simplifican el mundo en configuraciones generalizables. Esta visión de la percepción está respaldada por estudios de sociedades preliterarias y la forma en que logran contar y restar. Como un mapa que representa la geografía de un lugar, las sociedades preliterarias tienen mapas matemáticos que los ayudan a elaborar resultados numéricos. Simplificamos nuestra experiencia con el mundo físico a través de fórmulas y algoritmos. Así es como funciona nuestro cerebro. En 2008, Michael Frank, del Departamento de Cerebro y Ciencias Cognitivas del Instituto Tecnológico de Massachusetts, y sus colegas informaron cómo la tribu amazónica Pirahã, a pesar de no tener un lenguaje para expresar números, ni siquiera uno, es capaz de realizar coincidencias exactas con grandes cantidades de objetos perfectamente A pesar de que eran inexactos en las tareas de emparejamiento que implican memoria, porque no tenían el beneficio del lenguaje para recuperar información, su capacidad para concebir los números era igual a la de otros grupos alfabetizados. Tenían una forma esquemática de conceptualizar los números. Hacemos esto algorítmicamente, usando fórmulas perceptuales y patrones para concebir nuestro mundo material.

Teniendo esa traducción de la realidad incrustada en nosotros, la pregunta es si también preconceptamos la física clásica. Si bien la Teoría Clásica era de hecho física o un estudio de nuestros prejuicios perceptivos preconcebidos. Podemos ver la similitud entre las leyes de la psicología Gestalt y las de la Mecánica clásica: 1. Un cuerpo permanece en reposo o se mueve con velocidad constante cuando una fuerza externa actúa sobre él, 2. La tasa de cambio de momento de un cuerpo es proporcional a la fuerza sobre el cuerpo, 3. Cuando dos cuerpos interactúan ejercen el uno sobre el otro igual, pero fuerzas opuestas. Todas estas leyes se ajustan a las leyes de la percepción Gestalt. Nuestros sesgos perceptivos están en sintonía con la física newtoniana. Entonces, ¿la Mecánica Clásica es una visión sesgada del mundo?

El hecho de que tengamos una fórmula matemática, a través de la Mecánica clásica, que predice la velocidad, la dirección y el cambio de los objetos es una indicación de cómo percibimos objetos en movimiento en lugar de una indicación de la realidad. Aunque nuestra percepción se basa necesariamente en una realidad física que nosotros, como físicos, intentamos predecir, nuestra percepción no es un reflejo de la realidad sino una traducción. Una traducción basada en la predicción. Predecir la realidad es muy diferente de "ver" la realidad. El hecho de que pueda predecir un resultado no significa que, debido a mi predicción precisa, entiendo la realidad. Las tiendas de apuestas hacen esto todo el tiempo. El problema es la Mecánica Cuántica. Aquí viene una teoría que desafía lo que es la realidad, no como la percibimos (Mecánica clásica) sino como parece ser (Mecánica cuántica).

En física, un cuanto es la cantidad mínima de cualquier entidad física involucrada en una interacción. Aunque muchos científicos han usado el término anteriormente, fue Max Planck en 1900 el que usó "cuantos" para significar "cuantos de materia y electricidad, gas y calor". Liderando a Albert Einstein para sugerir en 1905 que la radiación existía en paquetes espacialmente localizados que él llamó "cuantos de luz". Einstein rebautizó los paquetes de cuantos de Planck como fotones y utilizó la teoría cuántica de Planck para describir el efecto fotoeléctrico, por el que recibiría su Premio Nobel en 1921. La penúltima expresión de la física cuántica es la paradoja del gato de Schrodinger donde la teoría de la superposición cuántica implica el gato (en el ejemplo de Schrodinger) tiene que estar ambos simultáneamente vivos y muertos al mismo tiempo. Aunque esto es extraño, Einstein habla de "acción fantasmagórica a distancia" y el propio Schrodinger abandona la física cuántica para centrarse en la filosofía y la biología; esta es una realidad que debe ser necesariamente incómoda porque altera nuestro propio marco de percepción de cómo el mundo se comporta Nuestra psicología está insultada.

Por primera vez, estamos explorando el mundo tal como es, en lugar de cómo creemos que debería ser. El filósofo griego Heráclito escribió alrededor del año 500 aC que nunca podemos caminar en el mismo río dos veces. Con esta observación, tenemos una cierta apariencia de lo que es la verdadera realidad. Un universo eternamente en un estado de flujo, que tiene realidades múltiples, dependiendo de dónde yo-el observador-soy.

¿Mecánica clásica simplemente refleja una exposición detallada de la psicología Gestalt? La física cuántica está diciendo que sí. No sabemos qué es la realidad, excepto lo que ahora estamos aprendiendo a través de la Mecánica Cuántica. La mecánica clásica expuso la psicología de la percepción. La física cuántica comenzará a ayudarnos a comprender lo extraño y lo maravilloso, lo que llegaremos a saber, la realidad.

Referencias

Franka, MC, Everettb, DL, Fedorenkoa, E., y Gibsona, E. (2008). Número como tecnología cognitiva: Evidencia del lenguaje y la cognición de Pirahã. Cognition, 108, 819-824.

Para un intrigante perceptivo de cómo la psicología fue la influencia de la física, que me llamó la atención después de que este blog fue publicado, por favor, consulte este documento muy legible, tengo que agradecer a Dave Edwards por esta edificación:

Wilcox, S., y Edwards, DA (1982). Algunas perspectivas Gibsonianas sobre las formas en que los psicólogos usan la física. Acta Psychologica, 52 (1), 147-163.

© EE.UU. con derechos de autor 2015 Mario D. Garrett

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