miércoles, 26 de marzo de 2008

La energía del hombre

Un hombre es una máquina energética. Come, digiere, traduce comida en energía que después emplea para mantener su temperatura, para moverse, para realizar todas sus funciones internas, para pensar (pero en ésto gasta poquito).

Ingerimos alrededor de unas 2000 Cal (algunos comemos más). A menudo ovidamos que 1 Cal=1000 cal. La "C" mayúscula es importante. Una caloría es una cantidad de trabajo (1 cal=4.186 Joules). Una gran parte de lo que comemos se va en mantener nuestra temperatura. Nuestro metabolismo interno la aumenta, nuestro sudor, la conversión de agua líquida en vapor, la disminuye. Así, un cuerpo cede unos 150 Joules por segundo (1 J/s = 1 Watt). La parte de la cabeza se queda en unos 20 Watts. Somos una especie de bombilla que luce poco. Si nos juntamos 10 personas en una habitación pequeña, la temperatura sube porque emitimos como una estufita.

Es más costoso mantener nuestra temperatura si hace frío. Nuestro cerebro ordena rápidamente comer más substancias de alto contenido calórico. En climas cálidos, optamos por comer menos. Si alguien desea adelgazar, es más rápido pasar frío que ir a una sauna, pero es menos agradable.

El cuerpo humano también retiene carga eléctrica. Si caminamos por una moqueta con zapatos de goma aislantes, la carga que generamos por fricción no se transmite al suelo. Estamos cargados. Al tocar el pomo de la puerta, sentimos un chispazo. Si entonces besamos a un ser querido, notamos la magia de la electricidad (no de la química).

Cualquier modificación de nuestro entorno precisa de un intercambio energético. El hombre recibe y cede energía constantemente y de muchas formas. Es modificado y modifica lo que le rodea. Es afectado por las máquinas y las afecta. En el balance, dicen, se halla la sabiduría.

5 comentarios:

Javier Castañeda dijo...

Hola de nuevo. Gracias por la respuesta al comentario del otro post. Me ha aclarado bastante. Supongo que al decir que conocemos la función de onda del gato de Schrödinger seria una funcion de la superposición de estados: |gato vivo> y |gato muerto>.
Ahora, en otro de tus post dices que: "Sólo te anticipo que la función de onda representa la "información" que tenemos del sistema. El colapso de la función de onda es colapso de información, no de algún proceso físico que involucre transferencia de energía." ¿Quiere decir eso que el comportamiento de la onda-partícula según la función de onda no acontece realmente? ¿No es esta la interpretación que da Bohr a la mecánica cuántica? ¿Es esta posición coherente con los experimentos que muestran la existencia simultánea del fotón en dos recorridos diferentes? (La interferencia que se produce con espejos semireflectantes). Y por último y sin querer avasallar ¿es la información algo subjetivo y la energía algo objetivo? Siento la cantidad de preguntas y ten a bien contestar aquellas a las que tengas tiempo y ganas. Muchas gracias.

Anónimo dijo...

Javier, aunque no corresponda a esta entrada te respondo aquí.

1) Sí
\gato>=1/Sqrt(2) (|gato vivo>+|gato muerto>)

2) Correcto, la trayectoria que tienes en mente no forma parte de la descripción del sistema. Es un prejuicio clásico. No ha habido una observación de esa historia y por lo tanto es pura especulación. Este es un punto esencial. Si aceptásemos, por ejemplo, que un electrón sigue una trayectoria circular alrededor de un núcleo, ese electrón debería radiar energía y colapsar en el núcleo. Todo intento de creer real la trayecotria no observada lleva a contradicciones.

3) Sí, es la interpretación de Copenague, universalmente aceptada. Hay variantes que reciben atención porque periodísticamente toda confrontación es buena, pero la realidad es que en los miles de laboratorios del mundo, todo, todo encaja perfectamente con la mecánica cuántica interpretada por Borh y colaboradores.

4) Todo cuadra con "imaginar" que una partícula sigue dos caminos diferentes simultáneamente (experimento de la doble rendija, hoy hecho con C_60!). Pero insisto en que pensar así es un prejuicio clásico.

5) La transferencia de energía es totalmente objetiva. Debe ser transportada por partículas mediadoras de las interacciones (fotón, gluón, partículas W,Z, gravitones) y obedecer causalidad.
La información debe ser representada matemáticamente. En el fondo, la mecáncia cuántica es un vuelco en la forma en que se trata la información que nos es accesible de la naturaleza.

Un saludo, José Ignacio.

Javier Castañeda dijo...

¡Muchísimas gracias! Es díficil para alguien que no es físico compreder muchos de estos problemas. Como te dije soy profesor de instituto y tengo intención el proximo curso de dedicar un tema a la concepción de la realidad de la ciencia física, por lo que me es fundamental comprender estos problemas.
Estoy de acuerdo en lo fundamental. Incluso que la representación o modelo de explicación del experimento de la doble rejilla (ya sea suponiendo que son dos ondas que interfieren, ya sea suponiendo que hay un fótón fantasma y uno tangible) es sólo eso una imagen de lo que pasa.
Pero independientemente del modelo, o de la posibilidad de dar un modelo, por lo que yo entiendo, la función de onda explica este fenómeno, inexplicable de otra forma. Es decir, que la función de onda es un suceso real mientras no se realice la medida.
Comprendo también que es posible que haya una teoría (tal vez no lineal) que subyazca a esta y que explique todos los fenómenos de la teoría cuántica sin el indeterminismo subyacente a esta. Pero por lo que yo sé no hay ningún indicio de que esa teoría vaya a surgir en un futuro próximo.
Por eso creo que o aceptamos que la función de onda es un suceso real o el experimento de la doble rendija es un misterio no explicable en la teoría si consideranmos que la función de onda no tiene efectivamente lugar.
Imagino que en la física estas cuestiones no son de una importancia vital, pues la teoría seguirá funcionando y prediciendo independientemente del modelo o interpretación que le demos. Pero para un filósofo como yo son temas de profundo interés. Por eso te agradezco encarecidamente todas tus respuestas y tu tiempo.

Anónimo dijo...

Hola Javier,

Hay un magnífico libro de Heisenberg titulado "Physics and Philosophy: The Revolution in Modern Science". En él Heisenberg hace un repaso a la filosofía clásica estableciendo en qué puntos la Mecánica Cuántica aporta nuevas visiones. Es muy recomendable.

Un saludo, José Ignacio.

Anónimo dijo...

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