En la historia de la ciencia , el demonio de Laplace fue una notable articulación publicada del determinismo causal sobre una base científica por Pierre-Simon Laplace en 1814. [1] Según el determinismo, si alguien (el demonio) conoce la ubicación precisa y el momento de cada átomo en el universo, están implicados sus valores pasados y futuros para un momento dado; pueden calcularse a partir de las leyes de la mecánica clásica . [2]
El deseo de confirmar o refutar al demonio de Laplace jugó un papel motivador vital [ cita requerida ] en el desarrollo subsiguiente de la termodinámica estadística , el primero de varios repudios desarrollados por generaciones posteriores de físicos al supuesto de determinación causal sobre el cual se erige el demonio de Laplace.
Traducción en inglés
Podemos considerar el estado presente del universo como el efecto de su pasado y la causa de su futuro. Un intelecto que en un momento determinado conocería todas las fuerzas que ponen en movimiento la naturaleza, y todas las posiciones de todos los elementos que la componen, si este intelecto fuera también lo suficientemente vasto como para someter estos datos al análisis, abarcaría en una sola fórmula los movimientos de los cuerpos más grandes del universo y los del átomo más diminuto; para tal intelecto nada sería incierto y el futuro al igual que el pasado estaría presente ante sus ojos.
- Pierre Simon Laplace, Ensayo filosófico sobre probabilidades [3]
Este intelecto a menudo se conoce como el demonio de Laplace (y, a veces, el Superman de Laplace , en honor a Hans Reichenbach ). El mismo Laplace no usó la palabra "demonio", que fue un adorno posterior. Como se tradujo al inglés anteriormente, simplemente se refirió a: "Une intelligence ... Rien ne serait incertain pour elle, et l'avenir, comme le passé, serait présent à ses yeux". Esta idea parece haber sido generalizada en la época en que Laplace la expresó por primera vez en 1773, particularmente en Francia. Se pueden encontrar variaciones en Maupertuis (1756), Nicolas de Condorcet (1768), Baron D'Holbach (1770) y un fragmento sin fecha en los archivos de Diderot . [4] Estudios recientes sugieren que la imagen de una inteligencia calculadora superpoderosa también fue propuesta por Roger Joseph Boscovich en su Theoria philosophiae naturalis de 1758 . [5]
Argumentos contra el demonio de Laplace
Irreversibilidad termodinámica
Según el ingeniero químico Robert Ulanowicz , en su libro de 1986 Crecimiento y desarrollo , el demonio de Laplace llegó a su fin con los desarrollos de principios del siglo XIX de los conceptos de irreversibilidad , entropía y la segunda ley de la termodinámica . En otras palabras, el demonio de Laplace se basó en la premisa de la reversibilidad y la mecánica clásica; sin embargo, Ulanowicz señala que muchos procesos termodinámicos son irreversibles, de modo que si las cantidades termodinámicas se toman como puramente físicas, entonces no es posible tal demonio, ya que no se podrían reconstruir posiciones y momentos pasados a partir del estado actual.
La termodinámica de máxima entropía adopta una visión muy diferente, considerando que las variables termodinámicas tienen una base estadística separada de la física microscópica determinista. [6] Sin embargo, esta teoría ha recibido críticas con respecto a su capacidad para hacer predicciones sobre física; Varios físicos y matemáticos, incluido Yvan Velenik del Departamento de Matemáticas de la Universidad de Ginebra , han señalado que la termodinámica de máxima entropía describe esencialmente nuestro conocimiento sobre un sistema, pero no describe el sistema en sí. [7]
Irreversibilidad mecánica cuántica
Debido a su supuesto canónico de determinismo , el demonio de Laplace es incompatible con la interpretación de Copenhague , que estipula la indeterminación . La interpretación de la mecánica cuántica está todavía muy abierta al debate y hay muchos que adoptan puntos de vista opuestos (como la Interpretación de muchos mundos y la interpretación de De Broglie-Bohm ). [8]
Teoría del caos
La teoría del caos a veces se señala como una contradicción con el demonio de Laplace: describe cómo un sistema determinista puede, no obstante, exhibir un comportamiento que es imposible de predecir: como en el efecto mariposa , variaciones menores entre las condiciones iniciales de dos sistemas pueden resultar en grandes diferencias. [9] Si bien esto explica la imprevisibilidad en casos prácticos, aplicarlo al caso de Laplace es cuestionable: bajo la hipótesis del demonio estricto, todos los detalles son conocidos, con una precisión infinita, y por lo tanto las variaciones en las condiciones iniciales son inexistentes. Dicho de otra manera: la teoría del caos es aplicable cuando el conocimiento del sistema es imperfecto, mientras que el demonio de Laplace asume un conocimiento perfecto del sistema, por lo que la teoría del caos y el demonio de Laplace son realmente compatibles entre sí.
Diagonalización de Cantor
En 2008, David Wolpert utilizó la diagonalización de Cantor para refutar al demonio de Laplace. Hizo esto asumiendo que el demonio es un dispositivo computacional y demostró que no hay dos dispositivos de este tipo que puedan predecirse completamente entre sí. [10] [11] El artículo de Wolpert fue citado en 2014 en un artículo de Josef Rukavicka, donde se presenta un argumento significativamente más simple que refuta al demonio de Laplace usando máquinas de Turing, bajo el supuesto de libre albedrío. [12]
Caracterizaciones erróneas del demonio de Laplace
En el libro de James Gleick , Chaos , el autor parece combinar el demonio de Laplace con un "sueño" para la previsibilidad determinista humana, e incluso afirma que "Laplace parece casi un bufón en su optimismo, pero gran parte de la ciencia moderna ha perseguido su sueño" ( pág.14).
En el contexto completo del Ensayo de Laplace, está claro que el demonio, tal como se concibe, está infinitamente alejado de la mente humana y, por lo tanto, nunca podría ayudar a los esfuerzos de predicción de la humanidad:
Todos estos esfuerzos en la búsqueda de la verdad tienden a conducir [la mente humana] continuamente a la vasta inteligencia que acabamos de mencionar, pero de la cual siempre permanecerá infinitamente alejada.
- Pierre Simon Laplace, Ensayo filosófico sobre probabilidades [3]
Vistas recientes
Recientemente se ha propuesto un límite al poder computacional del universo, es decir, la capacidad del demonio de Laplace para procesar una cantidad infinita de información. El límite se basa en la entropía máxima del universo, la velocidad de la luz y la cantidad mínima de tiempo necesaria para mover la información a lo largo de la longitud de Planck , y se demostró que la cifra es de aproximadamente 10 120 bits. [13] En consecuencia, cualquier cosa que requiera más que esta cantidad de datos no se puede calcular en la cantidad de tiempo que ha transcurrido hasta ahora en el universo.
Otra teoría sugiere que si el demonio de Laplace ocupara un universo paralelo o una dimensión alternativa a partir de la cual pudiera determinar los datos implícitos y hacer los cálculos necesarios en una línea de tiempo alternativa y mayor, la limitación de tiempo antes mencionada no se aplicaría. Esta posición se explica, por ejemplo, en The Fabric of Reality por David Deutsch , quien dice que la realización de una computadora cuántica de 300 qubit probaría la existencia de universos paralelos que llevan la computación. [14] : 216–217
Ver también
- Superdeterminismo
- Teoría del universo de relojería
- Eudaemons
- Demonio maligno
- Demonio de Maxwell
- La bruja de Laplace (película)
Referencias
- ^ Hawking, Stephen. "¿Dios juega a los dados?" . Conferencias públicas .
- ^ Pierre-Simon Laplace, " Un ensayo filosófico sobre probabilidades " (texto completo).
- ^ a b Laplace, Pierre Simon, A Philosophical Essay on Probabilities , traducido al inglés del francés original 6ª ed. por Truscott, FW y Emory, FL, Dover Publications (Nueva York, 1951) p.4
- ^ Marij (2014). "Sobre los orígenes y fundamentos del determinismo laplaciano" (PDF) . Estudios de Historia y Filosofía de la Ciencia . 45 : 24–31. doi : 10.1016 / j.shpsa.2013.12.003 . PMID 24984446 .
- ^ Kožnjak Boris (2015). "¿Quién dejó salir al demonio? Laplace y Boscovich sobre el determinismo". Estudios de Historia y Filosofía de la Ciencia . 51 : 42–52. doi : 10.1016 / j.shpsa.2015.03.002 . PMID 26227230 .
- ^ http://bayes.wustl.edu/etj/articles/theory.1.pdf
- ^ "Sección de Mathématiques Université de Genève" . www.unige.ch . 23 de julio de 2017.
- ^ Sommer, Christoph (2013). "Otra encuesta de actitudes fundamentales hacia la mecánica cuántica". arXiv : 1303.2719v1 [ quant-ph ].
- ^ Enciclopedia de Filosofía de Stanford, "Determinismo causal"
- ^ David H. Wolpert (2008). "Límites físicos de la inferencia". Physica D . 237 (9): 1257-1281. arXiv : 0708.1362 . Código Bibliográfico : 2008PhyD..237.1257W . doi : 10.1016 / j.physd.2008.03.040 . S2CID 2033616 . texto completo
- ^ PM. Carpeta (2008). "Teorías de casi todo" (PDF) . Naturaleza . 455 (7215): 884–885. Código Bibliográfico : 2008Natur.455..884B . doi : 10.1038 / 455884a . S2CID 12816652 .
- ↑ Rukavicka Josef (2014), Rejection of Laplace's Demon, The American Mathematical Monthly [1]
- ^ Physical Review Focus (24 de mayo de 2002). "Si el universo fuera una computadora" . Física . APS . 9 .
- ^ Deutsch, David (1997). El tejido de la realidad .