Azar para niños

El azar es como una sorpresa que ocurre sin que podamos predecirla. Imagina que lanzas una moneda al aire: no sabes si caerá cara o cruz. Eso es el azar. Se refiere a eventos que parecen no tener una causa sencilla o que son muy difíciles de predecir en todos sus detalles.

Podemos encontrar el azar en diferentes áreas:

• Azar en las matemáticas: En matemáticas, hay secuencias de números que son tan complejas que no se pueden crear con una regla o fórmula más corta que la secuencia misma. A esto se le llama aleatoriedad. La rama de las matemáticas que estudia esto es la teoría de la probabilidad, que nos ayuda a entender qué tan probable es que algo suceda. Cuando aplicamos esto a situaciones reales, hablamos de estadística.
• Azar en la física: El azar aparece en sistemas físicos donde no se puede saber de antemano qué pasará después. Por ejemplo, en el mundo de las partículas muy pequeñas, como cuando un átomo se desintegra. Esta forma de azar es parte de cómo funcionan las cosas en la mecánica cuántica. También existe el azar en sistemas más grandes que son muy complejos y difíciles de predecir, conocidos como sistemas caóticos.
• Azar en la biología: Las mutaciones genéticas, que son cambios en el ADN de los seres vivos, ocurren por azar. Estas mutaciones pueden ayudar a un organismo a sobrevivir o reproducirse mejor, o a veces no tienen ningún efecto visible. Las características de un ser vivo dependen de su genética y de su entorno, pero las combinaciones de genes también son resultado del azar.
• Azar como un encuentro casual: Esto ocurre cuando dos cosas que no tienen relación entre sí coinciden. Por ejemplo, si una maceta se cae por la gravedad (una causa necesaria) y justo en ese momento pasa una persona, la coincidencia de la maceta cayendo y la persona pasando es un evento azaroso.

Azar y la filosofía

El azar ontológico es la idea de que el azar es una parte real de cómo funciona el universo. Significa que, aunque existan leyes que rigen el mundo, algunos procesos son verdaderamente espontáneos y aleatorios, sin importar cuánto avancemos en nuestro conocimiento.

El azar epistemológico es el azar que aparece en nuestro conocimiento. Esto puede ser porque no sabemos lo suficiente, porque es muy difícil estudiar sistemas complejos, o porque el azar ontológico realmente existe.

El determinismo, por otro lado, dice que el azar ontológico no existe. Según esta idea, todo lo que sucede está determinado por causas anteriores. Los eventos que parecen aleatorios serían solo aquellos cuyas causas no conocemos o son demasiado complicadas de estudiar.

La ciencia busca descubrir las leyes de la naturaleza que explican cómo funciona el mundo. La física clásica describe muchos fenómenos de manera determinista, lo que significa que si conocemos las condiciones iniciales, podemos predecir el resultado. Sin embargo, en la física cuántica, muchos científicos creen que hay fenómenos que son esencialmente azarosos y no deterministas.

Azar frente a la impredecibilidad

Los fenómenos que ocurren de forma regular y predecible se llaman fenómenos predictibles. Si los observamos por un tiempo, podemos descubrir que se repiten de manera constante. Cuando un fenómeno no es predecible, a menudo lo consideramos azaroso. Antes de la teoría del caos, se pensaba que todos los sistemas deterministas eran siempre predecibles.

Sin embargo, el caos determinista se refiere a sistemas que, aunque siguen reglas fijas (son deterministas), son imposibles de predecir en sus detalles. Pequeños cambios en las condiciones iniciales pueden llevar a resultados muy diferentes. En estos casos, es muy difícil describirlos con modelos matemáticos exactos, y a menudo se usan descripciones estadísticas para entender cómo se comportan grandes grupos de elementos, aunque cada elemento individual sea impredecible.

Los sistemas turbulentos, como el movimiento del agua en un río, son un ejemplo de esto. Su evolución no se puede predecir a corto plazo porque pequeñas variaciones causan grandes cambios. Aquí, el azar y la falta de predictibilidad no son lo mismo.

Azar y la ciencia natural

Desde que Isaac Newton desarrolló su forma de hacer ciencia, esta se asoció con el determinismo. Se pensaba que si un evento parecía aleatorio, era solo porque no conocíamos o no podíamos controlar su causa. Se veía como una falta de conocimiento.

Con el desarrollo de nuevas teorías sobre sistemas caóticos y cuánticos, muchos científicos han reconsiderado el papel del azar en la física. Según la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica, incluso en un experimento muy controlado, siempre hay un grado de aleatoriedad en el resultado. Esto sugiere que muchos procesos físicos a nivel cuántico podrían ser realmente aleatorios. Por ejemplo, las leyes de la desintegración atómica pueden predecir cuántos átomos se desintegrarán en un tiempo dado, pero no cuándo lo hará un átomo específico.

Han surgido otras ideas para explicar esto, como la teoría de las variables ocultas, que sugiere que hay características aún desconocidas que determinan el resultado. Sin embargo, experimentos han demostrado que esta idea es poco probable. Otra interpretación es la de los "muchos mundos", que dice que todos los resultados posibles de un evento cuántico ocurren en diferentes universos. La discusión sobre estas interpretaciones sigue abierta.

Azar y las matemáticas

El cálculo de probabilidades nos da las reglas para entender un sistema que consideramos aleatorio. Aunque el sistema sea aleatorio, el cálculo en sí mismo es determinista. Esto significa que, mientras que el determinismo clásico se refiere a objetos individuales, las probabilidades se refieren a cómo se comportan los conjuntos de cosas.

Azar en las comunicaciones

Para que una comunicación sea clara, es importante reducir el efecto del ruido, que es cualquier interferencia. El estudio de cómo el ruido afecta la comunicación llevó a Claude Shannon a desarrollar la teoría de la información, que es fundamental para entender cómo se transmite y almacena la información. También sentó las bases de la criptografía, que es el arte de escribir mensajes secretos.

En criptografía, es muy importante tener una fuente de aleatoriedad de alta calidad. Si una clave secreta no es completamente aleatoria, podría ser más fácil de descifrar, poniendo en riesgo la seguridad de las comunicaciones.

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