Física ingenua

La física ingenua o física popular es la percepción humana no entrenada de los fenómenos físicos básicos . En el campo de la inteligencia artificial, el estudio de la física ingenua es parte del esfuerzo por formalizar el conocimiento común de los seres humanos. ^[1]

Muchas ideas de la física popular son simplificaciones, malentendidos o percepciones erróneas de fenómenos bien comprendidos, incapaces de proporcionar predicciones útiles de experimentos detallados o simplemente se contradicen con observaciones más exhaustivas. A veces pueden ser ciertas, ser ciertas en ciertos casos limitados, ser ciertas como una buena primera aproximación a un efecto más complejo o predecir el mismo efecto pero no comprender el mecanismo subyacente.

La física ingenua se caracteriza por una comprensión mayoritariamente intuitiva que los humanos tienen sobre los objetos del mundo físico. ^[2] Ciertas nociones del mundo físico pueden ser innatas. ^[3]

Algunos ejemplos de física ingenua incluyen reglas de la naturaleza comúnmente entendidas, intuitivas u observadas cotidianamente:

• Lo que sube tiene que bajar
• Un objeto caído cae directamente hacia abajo
• Un objeto sólido no puede pasar a través de otro objeto sólido.
• Un vacío succiona cosas hacia él.
• Un objeto está en reposo o en movimiento, en sentido absoluto.
• Dos eventos son simultáneos o no lo son

Muchas de estas ideas y otras similares formaron la base de los primeros trabajos de formulación y sistematización de la física por parte de Aristóteles y los escolásticos medievales en la civilización occidental . En la ciencia moderna de la física, fueron gradualmente contradichas por el trabajo de Galileo , Newton y otros. La idea de la simultaneidad absoluta sobrevivió hasta 1905, cuando la teoría especial de la relatividad y sus experimentos de apoyo la desacreditaron.

La creciente sofisticación de la tecnología hace posible una mayor investigación sobre la adquisición de conocimientos. ^{[4] [5]} Los investigadores miden respuestas fisiológicas como la frecuencia cardíaca y el movimiento ocular para cuantificar la reacción a un estímulo particular. Los datos fisiológicos concretos son útiles para observar el comportamiento infantil, porque los bebés no pueden usar palabras para explicar cosas (como sus reacciones) de la misma manera que la mayoría de los adultos o niños mayores.

La investigación en física ingenua se basa en tecnología para medir la mirada y el tiempo de reacción en particular. A través de la observación, los investigadores saben que los bebés se aburren de mirar el mismo estímulo después de una cierta cantidad de tiempo. ^[2] Ese aburrimiento se llama habituación . Cuando un bebé está suficientemente habituado a un estímulo, generalmente mirará hacia otro lado, alertando al experimentador de su aburrimiento. En este punto, el experimentador introducirá otro estímulo. El bebé se deshabituará prestando atención al nuevo estímulo. En cada caso, el experimentador mide el tiempo que tarda el bebé en habituarse a cada estímulo.

Como ejemplo del uso de este método, la investigación de Susan Hespos y sus colegas estudió las respuestas de bebés de cinco meses a la física de líquidos y sólidos. A los bebés de esta investigación se les mostró cómo se vertía un líquido de un vaso a otro hasta que se acostumbraron al evento, es decir, pasaron menos tiempo mirando este evento. Luego, se les mostró a los bebés un evento en el que el líquido se convertía en un sólido, que caía del vaso en lugar de fluir. Los bebés miraron más tiempo el nuevo evento, es decir, se deshabituaron. ^[6]

Los investigadores infieren que cuanto más tiempo tarda el bebé en habituarse a un nuevo estímulo, más viola éste sus expectativas de los fenómenos físicos. ^[2] Cuando un adulto observa una ilusión óptica que parece físicamente imposible, le prestará atención hasta que tenga sentido.

Se cree comúnmente que nuestra comprensión de las leyes físicas surge estrictamente de la experiencia. ^[7] Pero la investigación muestra que los bebés, que aún no tienen un conocimiento tan amplio del mundo, tienen la misma reacción extendida a eventos que parecen físicamente imposibles. ^[8] Estos estudios plantean la hipótesis de que todas las personas nacen con una capacidad innata para comprender el mundo físico.

Smith y Casati (1994) han revisado la historia temprana de la física ingenua, y especialmente el papel del psicólogo italiano Paolo Bozzi . ^[9]

El procedimiento experimental básico de un estudio sobre física ingenua implica tres pasos: predicción de las expectativas del bebé, violación de esas expectativas y medición de los resultados. Como se mencionó anteriormente, el evento físicamente imposible mantiene la atención del bebé por más tiempo, lo que indica sorpresa cuando las expectativas se violan. ^[2]

Un experimento que pone a prueba el conocimiento de solidez de un bebé implica el evento imposible de que un objeto sólido pase a través de otro. Primero, se le muestra al bebé un cuadrado sólido plano que se mueve de 0° a 180° en forma de arco. A continuación, se coloca un bloque sólido en el camino de la pantalla, impidiéndole completar su rango completo de movimiento. El bebé se acostumbra a este evento, ya que es lo que cualquiera esperaría. Luego, el experimentador crea el evento imposible y la pantalla sólida pasa a través del bloque sólido. El bebé se confunde con el evento y presta atención durante más tiempo que en el ensayo del evento probable. ^[10]

Un evento de oclusión pone a prueba el conocimiento de que un objeto existe incluso si no es visible inmediatamente. Jean Piaget originalmente llamó a este concepto permanencia del objeto . Cuando Piaget formuló su teoría del desarrollo en la década de 1950, afirmó que la permanencia del objeto es aprendida, no innata. El juego infantil del escondite es un ejemplo clásico de este fenómeno, y uno que oscurece la verdadera comprensión que los bebés tienen de la permanencia. Para refutar esta noción, un experimentador diseña un evento de oclusión imposible. Se le muestra al bebé un bloque y una pantalla transparente. El bebé se acostumbra, luego se coloca un panel sólido frente a los objetos para bloquearlos de la vista. Cuando se retira el panel, el bloque desaparece, pero la pantalla permanece. El bebé está confundido porque el bloque ha desaparecido, lo que indica que entiende que los objetos mantienen la ubicación en el espacio y no simplemente desaparecen. ^[11]

Un experimento de contención pone a prueba el reconocimiento del bebé de que un objeto que es más grande que un recipiente no puede caber completamente en ese recipiente. Elizabeth Spelke , una de las psicólogas que fundó el movimiento de la física ingenua, identificó el principio de continuidad, que transmite la comprensión de que los objetos existen continuamente en el tiempo y el espacio. ^[2] Tanto los experimentos de oclusión como los de contención dependen del principio de continuidad. En el experimento, se le muestra al bebé un cilindro alto y un recipiente cilíndrico alto. El experimentador demuestra que el cilindro alto cabe en el recipiente alto, y el bebé se aburre con el resultado físico esperado. Luego, el experimentador coloca el cilindro alto completamente dentro de un recipiente cilíndrico mucho más bajo, y el evento imposible confunde al bebé. La atención prolongada demuestra la comprensión del bebé de que los recipientes no pueden contener objetos que lo excedan en altura. ^[12]

Los hallazgos publicados por Renee Baillargeon pusieron el conocimiento innato en primer plano en la investigación psicológica. Su método de investigación se centró en la técnica de preferencia visual. Baillargeon y sus seguidores estudiaron cómo los bebés muestran preferencia por un estímulo sobre otro. Los investigadores juzgan la preferencia por el tiempo que un bebé mira fijamente un estímulo antes de habituarse. Los investigadores creen que la preferencia indica la capacidad del bebé para discriminar entre los dos eventos. ^[2]

• Física de dibujos animados
• Sentido común
• Elizabeth Spelke
• Psicología popular
• Renée Baillargeon
• Ontología débil