Ley de la física para niños
Una ley física o ley natural es una regla que describe cómo se comportan las cosas en el universo. Estas reglas se descubren a través de la observación y experimentos repetidos. Son como las instrucciones que sigue la naturaleza.
Las leyes físicas son conclusiones que los científicos han aceptado después de muchos años de estudio. Ayudan a entender cómo funciona nuestro mundo. A veces, una ley física es parte de una teoría más grande que explica por qué esa ley es así.
La idea de "ley natural" viene de una palabra griega, phýsis, que significa naturaleza. Aunque hoy usamos "ley física" para la ciencia y "ley natural" para otras ideas, ambas tienen el mismo origen.
Contenido
¿Qué características tienen las leyes físicas?
Las leyes físicas tienen varias características importantes:
- Son verdaderas: Siempre se cumplen dentro de su área de aplicación. Nunca se han visto cosas que las contradigan.
- Son universales: Funcionan en cualquier parte del universo.
- Son simples: A menudo se pueden escribir con una sola ecuación matemática.
- Son absolutas: Nada en el universo parece cambiarlas.
- Son estables: No han cambiado desde que se descubrieron. Aunque a veces se descubre que son una parte de leyes más grandes y precisas.
- Son poderosas: Parece que todo en el universo las sigue.
- Conservan algo: Muchas veces, las leyes físicas explican que algo se mantiene igual, como la energía o la masa.
- Muestran simetrías: A menudo, reflejan que el espacio y el tiempo son iguales en todas partes.
- Son reversibles en el tiempo: En teoría, muchas leyes físicas (que no son de mecánica cuántica) funcionarían igual si el tiempo fuera hacia atrás.
Las leyes físicas son diferentes de las teorías científicas. Las leyes son observaciones directas de lo que sucede. Las teorías son modelos más complejos que explican por qué y cómo suceden esas cosas. Una ley dice "esto pasa", mientras que una teoría dice "así es como y por qué pasa".
- Ejemplos de leyes físicas
Algunas leyes famosas son las de Isaac Newton sobre el movimiento, que forman la base de la mecánica clásica. También está la teoría de la relatividad de Albert Einstein. Otros ejemplos incluyen la ley de Boyle-Mariotte sobre los gases, las leyes de conservación y las leyes de la termodinámica.
¿Cómo entendemos la naturaleza de las leyes físicas?
Desde el siglo XX, con el descubrimiento de la mecánica cuántica, los científicos han debatido sobre la naturaleza de las leyes físicas. Por ejemplo, Albert Einstein pensaba que las leyes debían explicar la realidad de forma completa. En cambio, Niels Bohr apoyaba una explicación más sencilla, conocida como la interpretación de Copenhague. Antes, se creía que las leyes físicas siempre implicaban una causa y un efecto, pero la mecánica cuántica ha puesto esto en duda.
Leyes que vienen de simetrías matemáticas
Muchas leyes físicas importantes son el resultado de simetrías matemáticas que existen en la naturaleza. Por ejemplo, el principio de exclusión de Pauli muestra que los electrones son idénticos. Las leyes de conservación reflejan que el espacio y el tiempo son uniformes.
Los científicos siempre están probando las leyes con experimentos para hacerlas más exactas. Aunque una ley nunca se haya roto, se sigue investigando para ver si se cumple con mayor precisión o en diferentes condiciones. Siempre existe la posibilidad de que una ley tenga límites o se descubra que es una aproximación.
A veces, una ley que se creía cierta resulta ser una aproximación a una ley más general. Esto significa que la ley original solo funciona en ciertas condiciones. Por ejemplo, las leyes de Newton son una aproximación a la relatividad cuando las velocidades no son muy altas. La gravitación de Newton es una aproximación a la relatividad general cuando las masas no son muy grandes. En estos casos, se usan las versiones más simples de las leyes si son suficientes.
Por lo tanto, las leyes físicas no son un conocimiento inalterable. Son como generalizaciones que pueden mejorar y hacerse más precisas con el tiempo.
¿Cómo se descubrieron las leyes físicas?
En el pasado, la gente explicaba los fenómenos naturales con ideas como la causalidad divina o las teoría de las formas de Platón. Durante la Ilustración, se empezó a comparar las "leyes humanas" con las "leyes naturales". Sin embargo, las leyes físicas no parecen ser impuestas por una voluntad superior, sino que son regularidades que ocurren por sí mismas.
La idea de que hay patrones en la naturaleza existe desde la Prehistoria. Reconocer que una cosa causa otra ya es ver que hay leyes en la naturaleza. Pero al principio, la gente atribuía muchos fenómenos (como el clima o los eventos astronómicos) a seres sobrenaturales. La observación de la naturaleza estaba muy ligada a la filosofía y la moral.
En Europa, el estudio sistemático de la naturaleza (physis) comenzó con los filósofos griegos y continuó durante el periodo helenístico y el Imperio romano.
La forma moderna de entender y escribir las leyes de la naturaleza surgió en el siglo XVII. Esto fue gracias a la experimentación rigurosa y al desarrollo de las matemáticas. El método científico moderno, impulsado por científicos como Francis Bacon y Galileo, buscaba separar la ciencia de la teología.
Leyes fuera de la física
No solo en física existen "leyes". También hay teoremas y axiomas matemáticos que son la base de leyes empíricas. En química, geología y biología también hay muchas leyes que describen regularidades observadas.
Fuera de las ciencias naturales, también se usan términos como "ley" para describir patrones. Por ejemplo, la ley de Zipf en lingüística o la ley de Moore sobre el crecimiento tecnológico. Algunas de estas leyes son más prácticas y vienen de la observación, como la ley de las consecuencias imprevistas. A veces, se usan principios de otros campos como "leyes" por analogía, aunque no sean tan precisos como las leyes físicas. Ejemplos son la navaja de Ockham en filosofía o el principio de Pareto en economía.
Véase también
En inglés: Physical law Facts for Kids
