¿Cómo respondería a la pregunta de mi hijo de cinco años esta mañana: cómo sabemos que los átomos son verdaderos?

Recientemente los hemos visto! – O bien los tocó y palpó utilizando microscopios electrónicos de barrido. Por supuesto, no es el átomo lo que sienten, sino el campo eléctrico de los electrones alrededor del átomo individual, pero bueno …

Aquí está la famosa foto de IBM escrita con átomos.


Cómo funcionan los átomos – HowStuffWorks

Aquí hay un átomo de hidrógeno – imagen real de la estructura interna – puede ver la nube de electrones en forma de concha esférica y el centro.


¡Increíble! Primera fotografía dentro de un átomo de hidrógeno.

Y ahora pueden mover átomos individuales para dibujar cosas. Aquí lo hacen en IBM.

Un niño y su átomo

Imágenes científicas extremas: lo mejor de 2011 nombrado

Átomos en un cristal …

Lo que estás pidiendo es una forma de probar la teoría más allá de toda duda. Según Popper, nunca se puede hacer tal cosa a menos que sea una tautología. Debido a que está hablando con un niño, la forma más sencilla de responder a esto probablemente suene así: no lo sabemos, pero si consideramos la verdad de los átomos y trabajamos con ellos más allá, simplemente tiene más sentido que otras teorías. Por lo tanto, existe una alta probabilidad de que realmente sea así, aunque nunca podemos estar absolutamente seguros.
No es exactamente una respuesta simple, pero casi nunca hay respuestas fáciles para preguntas complicadas.

La mejor evidencia que puede observar con los artículos del hogar es observar el movimiento browniano. Es tan simple como mirar los granos de polvo en un vaso de agua. Puedes verlos moverse de un lado a otro, como si fueran golpeados por pequeñas cosas que rebotan.

Se puede observar el mismo efecto en la difusión:

Esto no es exactamente acorazado simplemente observándolos. Albert Einstein tuvo que demostrar matemáticamente que los movimientos se explican mejor mediante los movimientos de partículas diminutas.

Y estrictamente, esto prueba la existencia de moléculas en lugar de átomos. Para demostrar la existencia de átomos, necesitas hacer química. No es imposible hacer eso en casa, solo un poco complicado. Lo que hace es establecer una reacción química y observar que la reacción da como resultado cantidades que están relacionadas por proporciones de números enteros pequeños.

Por ejemplo, puede reaccionar una cantidad cuidadosamente medida de bicarbonato de sodio con una cantidad cuidadosamente medida de vinagre, y observa que desaparecen. Si agrega bicarbonato de sodio adicional, no reaccionará. Esto se debe a que el bicarbonato de sodio y el vinagre proceden de una reacción específica, con una molécula de una reaccionando con una molécula de otra para producir los resultados específicos. Demasiado de uno u otro producirá un exceso.

Hay otras reacciones que proceden de 2: 1 o 3: 2 u otras proporciones, como la combustión de hierro con oxígeno. Pese la lana de hierro antes y después de la combustión, y verá que es más pesada en una proporción de 2 átomos de hierro por 3 átomos de oxígeno.

Otro fenómeno atómico basado en las líneas de absorción en un espectro:


Esto puede ser demasiado para un niño de cinco años, pero en general muestra que hay muchas líneas diferentes de razonamiento que nos llevan al mismo lugar.

El niño está haciendo la pregunta equivocada, y esto debe ser abordado primero.

Un átomo es un conjunto de imágenes que describe lo que los científicos vieron. Un átomo no es lógico, y por lo tanto no puede ser verdadero o falso en esos términos. La ciencia es observacional. La lógica solo se puede aplicar a declaraciones que incluyan los productos de esas observaciones una vez que se hayan realizado. “Los átomos son marrones, verdaderos o falsos?” es permisible Pero, “los átomos, verdaderos o falsos?” No es una pregunta adecuada.

Si fuéramos estrictos, todos los sustantivos son verdaderos, porque como conceptos todos existen. Todas las experiencias son verdaderas si ya las hemos tenido. Todas las observaciones son ciertas, a menos que no observemos nada. De esta manera, la ciencia solo trata con la verdad, porque todo lo real es verdad. Incluso las ilusiones, como ilusiones, se pueden rastrear a cómo funcionan y a algo verdadero. Esta es la base de la ciencia.

Científicamente, nada puede ser descartado como falso , sino que cualquier cosa puede ser admitida como errónea .

En el mejor de los casos, un científico descarta la subjetividad. Pero sólo un científico físico. Y un científico físico debe aceptar todo lo que ve para hacer su ciencia. Un átomo es verdadero porque lo vemos. Pero como todo es verdad, no es una pregunta esclarecedora. No es una pregunta falsa sino la pregunta incorrecta , por así decirlo. No es exacto a lo que se pregunta intuitivamente.

En lo que debemos centrarnos es en la sustancia, la realidad que se infiere, y la precisión de nuestra percepción de lo que se ha hecho de ella. Esto no es una proposición lógica o binaria. Lo que estas pinturas son cuadros. Un átomo es un conjunto de imágenes. Un átomo es una construcción conceptual con una forma.

Con esto en mente, las preguntas que un niño debe hacer son:

  • ¿Qué es un átomo?
  • ¿Cómo se comporta?
  • ¿Cómo lo encontramos?

No hay respuestas verdaderas o falsas. Solo hay descripciones de observaciones y de eventos que ocurrieron.

En primer lugar, todos debemos aprender a hacer las preguntas correctas. La investigación ilumina los límites de nuestra conciencia. Hay que preguntar antes de que podamos saber. Y, a menudo, la integridad de esas respuestas ni siquiera importa, ya que, inevitablemente, lo harán por un trabajo en progreso mientras sigamos observando.

Si tiene curiosidad, apúntale en la dirección correcta y estará en camino.

Me saltearía todo el discurso de ‘solo confía en mí, están ahí …’ porque realmente no es diferente a ‘solo confía en mí, hay una retórica de Dios’.

Empezaría por compararlos con gérmenes invisibles. No podemos verlos con nuestros propios ojos, pero podemos verlos con microscopios especiales. Para los gérmenes, funcionan los microscopios regulares. Para los átomos, se necesitan microscopios aún más potentes. Mantenga las palabras simples. Intente encontrar un microscopio o un video de Youtube de un microscopio para mostrarles el mundo oculto que no podemos ver.

Explique que los átomos son tan pequeños que se necesitaría una línea de 100 millones de átomos para llenar el espacio de un centímetro. (Use sus dedos para mostrar cuánto tiempo tiene). También explique que hay cosas incluso más pequeñas que los átomos dentro de los átomos.

Explique que algunas personas han pensado que los átomos existen durante cientos de años, y ha demorado mucho en demostrar que lo que pensaban era cierto, lo que suele ocurrir con la ciencia.

Eso debería ser suficiente información para saciar su curiosidad por ahora.

“Toma un objeto y divídelo en partes cada vez más pequeñas, hasta que no puedas romperlo más. Eso es lo que los filósofos griegos antiguos llamaron ‘átomo’, ¡que significa ‘indivisible’!”

“¿No podemos romperlo en partes más pequeñas?”

“Podemos, pero eso es algo que los filósofos no sabían. Podemos romper átomos en partes más pequeñas, que se llaman protones, neutrones y electrones”.

“¿Podemos romper eso?”

“Sí, y la ciencia está tratando de averiguar hasta qué punto podemos ir rompiendo las cosas en partes cada vez más pequeñas. ¿Te gustaría revisar la wikipedia conmigo?”

En mi opinión, hay que tener mucho cuidado de entender exactamente qué pregunta se está haciendo.

El viejo chiste es el niño que le pregunta a su padre “de dónde vengo” y después de una respuesta larga y explícita, pregunta “No, quise decir, ‘¿de dónde cogí el tren?'”

Es posible que su hijo de 5 años quiera saber si puede demostrar que la materia se compone de componentes muy pequeños. Sugiero que si le hablas de cristales, él puede cultivarlos por sí mismo y asombrarse de sus diferentes formas que surgen de la forma de las moléculas de las que están hechas.

Los copos de nieve son una delicia.

Consigue un poco de polvo azul y un poco de polvo amarillo

Déjalo mirar a cada uno con una lupa.

Mezclar el polvo juntos

Desde la distancia, el color es verde, primer plano bajo una lupa, todavía puede ver el azul y el amarillo.

Ahora explica que los átomos son incluso más pequeños que los granos de polvo.

Le contaría una historia sobre Timmy, el átomo que era tan travieso que su madre le dijo que se fuera de casa. Así que se separó. Y fue entonces cuando conoció al gato de Schrödinger, cuyo nombre era Milton. Milton vivió en Paradise antes de perderse y apareció un día en la casa del profesor Schrodinger, quien le dio una cómoda caja para vivir ………..