G. Balla, Dinamismo di un cane al guinzaglio,1912

L'interpretazione della meccanica quantistica

H. Reichenbach, La nascita della filosofia scientificaM. Planck, A survey of physical theoryW. Pauli, Fisica e conoscenzaJ.A. Wheeler, W.H. Zurek, Quantum Theory and Measurement F. Selleri, Paradossi e realtà A. Einstein, H. e M. Born, Scienza e vita P. Forman, Weimar Culture, Causality, and Quantum Theory, 1918-1927: Adaptation by German Physicists and Mathematicians to a Hostile Intellectual Environment

Causalità, Comprensibilità, Realtà:

la scuola di Berlino e quella di Copenaghen: nelle loro parole

Le influenze filosofiche

Scelte ritardate

Indeterminismo epistemologico ed ontologico

Completezza

brevissima storia della M.Q.

a fine Ottocento: “mechanical view” (natura)

meccanica (particelle) Newton

elettromagnetismo (onde) Huygens

Radiazione corpo nero, Effetto fotoelettrico, scattering Compton: proprietà particellari → elettromagnetismoDe Broglie, diffrazione di elettroni: proprietà ondulatorie → meccanica

meccanica quantistica (onde/particelle)Born

Su grande scala storica: un'altra chiave di lettura

Scienza greca: non si interroga la Natura, la si osserva

(es. Aristotele: moto violento, ambizioni olistiche, studiare la parte nel tutto; il mito di Icaro: "prova" le ali)

Scienza galileana: "sensate esperienze", "dimostrazioni certe"; l'osservatore registra i fenomeni, li separa (“modelli”, ad es. trascura gli attriti, ecc.) e non li influenza.

M.Q.: ritorno all'idea greca, l'osservazione modifica ciò che si vuole osservare

"L'esistenza della teoria matematica era accompagnata da radicali problemi di ordine interpretativo, il che costituisce un esempio della relativa indipendenza del formalismo matematico. I simboli matematici hanno, per così dire, una vita autonoma e conducono a risultati corretti ancor prima che chi li usi ne intenda il significato fondamentale"

(Reichenbach)

Si afferma infine l'interpretazione della Scuola di Copenaghen:

"L'opera di Born e Heisenberg segnò il trapasso da una concezione causale del microcosmo a una concezione statistica; il corso delle singole particelle apparì governato, anziché da leggi causali, da leggi unicamente probabilistiche e il 'se-allora' della fisica classica venne sostituito con un 'se-allora in una certa percentuale'."

(Reichenbach)

Sviluppi decisivi (1925-1927)

Bohr, Born, Heisenberg, Pauli, Dirac

→ interpretazione “ufficiale” della MQ

Einstein, Planck, Ehrenfest, Schroedinger, de Broglie

→ oppositori su:

Causalità (leggi della fisica t.c. ci sia una causa per ogni effetto ?)

Comprensibilità (necessità di immagini mentali dei fenomeni atomici nello spazio e nel tempo?)

Realtà oggettiva (gli enti quantistici esistono indipendentemente da noi?)

"Voi dite che la vostra casa continua ad esistere immutata al suo posto quando siete in ufficio. Come fate a saperlo?... Il problema è che, se non si trova una risposta migliore a questo problema di quella fornita dal senso comune, non si è in grado di risolvere il problema se la luce e la materia consistano di particelle o

di onde" (Reichenbach)

Sviluppi decisivi (1925-1927)

Max Planck

Sua idea guida: esiste un mondo reale esterno all'uomo e la fisica ha lo scopo di provvedere immagini mentali di questo mondo

CAUSALITA':

"...il disagio è notevolmente cresciuto quando, come abbiamo visto, si è introdotto il concetto di probabilità nell'interpretazione delle equazioni della meccanica quantistica, giacché in tale modo si ha l'aria di volere abbandonare l'esigenza di una rigida causalità a favore di un certo indeterminismo. Ci sono infatti dei fisici eminenti che, cedendo alle circostanze, tendono a sacrificare il principio della rigida causalità nell'immagine fisica del mondo. Se questo passo dovesse risultare necessario, la meta a cui devono tendere le ricerche fisiche verrebbe spostata alquanto più indietro, e ciò sarebbe un gravissimo

inconveniente."

"Indubbiamente la legge causale non è né dimostrabile né confutabile per via logica, non è quindi né vera né falsa: ma è un principio euristico, una guida, la guida più preziosa che noi possediamo se vogliamo orientarci nel groviglio degli eventi e conoscere la direzione in cui deve procedere la ricerca scientifica [...] Come la legge causale afferra subito la fresca anima del bambino e gli pone in bocca l'instancabile domanda 'perché', così essa accompagna lo scienziato per tutta la vita e gli pone incessantemente nuovi

problemi."

CONOSCIBILITA': "Il lavoro scientifico ci si presenta come una mèta che non sarà mai raggiunta e che per principio non può essere raggiunta. La meta infatti è di natura metafisica ed è al di là di ogni esperienza."

"La fisica formerebbe un'eccezione fra tutte le scienze se anche in essa non si confermasse la legge che i risultati più preziosi e di maggiore portata sono ottenibili soltanto se ci si propone la meta,

irraggiungibile in linea di principio, di pervenire alla conoscenza del mondo reale."

REALTA' OGGETTIVA: " [...] ci costringono ad ammettere, dietro il mondo sensibile, un mondo reale che esiste di per sé indipendentemente dall'uomo, un mondo che non possiamo percepire direttamente ma esclusivamente attraverso il mondo dei sensi..."

"il fondamento che il positivismo dà alla fisica... è troppo stretto e deve essere ampliato con un'aggiunta che consiste nel liberare fin dove è possibile la scienza dalle accidentalità che in essa porta il riferimento a singoli individui umani. E a ciò si arriva facendo un passo nel campo metafisico, passo suggeritoci non dalla logica formale, ma dalla ragione e dal buon senso: mediante l'ipotesi cioè che le nostre esperienze sensibili non costituiscano già il mondo fisico, ma si limitino piuttosto a darci dei ragguagli circa un altro mondo che sta dietro di esse e che è indipendente da noi; in altre parole mediante l'ipotesi che esista un mondo esterno reale"

"Il fondamento e la condizione preliminare di ogni scienza veramente fertile è l'ipotesi metafisica, certo non giustificabile per via puramente logica, ma che la logica non potrà mai nemmeno controbattere, dell'esistenza di un mondo esterno completamente indipendente da noi, per quanto noi non possiamo

averne conoscenza diretta che attraverso i nostri sensi."

Max Planck

→ REALTA' e CAUSALITA': princìpi validi, per quanto siano dei postulati (=metafisica) dal punto di vista logico.

→ CONOSCIBILITA': posizione piu' sfumata, anche se dai suoi lavori si evince una sforzo costante verso la conquista di immagini sempre piu' dettagliate degli oggetti del mondo reale.

Max Planck

A. Sommerfeld (1868-1951)

"Se la distinzione tra fisica matematica e fisica teorica è significativa, Sommerfeld fu un fisico matematico. Il suo dono non stava nello scoprire nuovi principi o in una audace combinazione di campi diversi...ma nel derivare conseguenze di teorie stabilite o problematiche... L'epistemologia e la metafisica connesse con la meccanica quantistica non erano nella linea di Sommerfeld" (Born)

Realtà oggettiva-comprensibilità-causalità: questi problemi non lo interessavano; sostanziale rifiuto dell'attività metafisica. Vicino comunque ai neopositivisti (inoltre è il capo a Monaco, trampolino di lancio verso Gottinga e Copenhagen)

“Sarebbe più facile compilare una lista di importanti fisici teorici che non siano stati allievi di Sommerfeld che una lista di quelli che lo furono" (Born)

P. Ehrenfest (1880-1933)

"Negli ultimi anni questa situazione è stata aggravata dagli sviluppi stranamente turbolenti della fisica teorica. Imparare ed insegnare cose che non si possono interamente accettare nel fondo del proprio cuore è sempre una faccenda difficile, doppiamente difficile per una mente di onestà fanatica, una mente per la quale la chiarezza significa tutto... Non so quanti lettori di queste righe saranno capaci di comprendere pienamente questa tragedia. E tuttavia è stato questo che ha generato la sua fuga dalla vita." (Einstein)

(ricorda Boltzmann)

"La coscienza della fisica" (Klein)

"Egli non fu soltanto il migliore insegnante nella nostra professione che io abbia mai conosciuto, egli fu anche appassionatamente preoccupato dello sviluppo e del destino degli uomini, specialmente dei suoi studenti. Comprendere gli altri, guadagnare la loro amicizia e fiducia, aiutare chiunque fosse invischiato in lotte esterne ed interne, incoraggiare i giovani di talento – tutto questo fu il suo vero elemento, quasi più dell'immersione nei problemi scientifici" (Einstein)

(ricorda aneddoto su E. Feenberg...)

A. Einstein

formulazione della MQ: per lo meno incompleta (analogam. alla termodinamica classica)

CAUSALITA' e COMPRENSIBILITA': sono principi irrinunciabili

"...ho l'impressione di avere fedelmente proseguito sulla via che Einstein ci aveva indicato nei suoi giorni migliori, mentre egli stesso si era fermato ad un certo punto. Questo punto è l'idea che il mondo esterno, come esso è realmente, venga fedelmente ed esattamente descritto dalla scienza. Vista sotto questa angolatura la teoria della materia odierna è davvero un pasticcio di assurdità, ed Einstein dal suo punto di vista aveva del tutto ragione a rifiutarla o, al massimo, ad accettarla solo come provvisoria." (Born)

REALTA' OGGETTIVA: "C'è qualcosa come lo 'stato reale' di un sistema fisico, che esiste oggettivamente, indipendentemente da ogni osservazione o misura, e che può in linea di principio essere descritto usando i metodi di espressione della fisica."

“Tutti gli uomini, compresi i teorici quantistici, effettivamente tengono fermamente a questa tesi sulla realtà, finché non discutono i fondamenti della teoria quantistica."

"... non arrossisco quando metto il concetto di 'stato reale di un sistema' al centro stesso della mia meditazione"

COMPRENSIBILITA': "Riconosco che nell'impostazione statistica – di cui tu per primo hai chiaramente affermato la necessità nel quadro del formalismo esistente- vi è un notevole contenuto di verità. Ma non posso credere seriamente in essa, perché la teoria che ne deriva è incompatibile col principio che la fisica debba essere la rappresentazione di una realtà nel tempo e nello spazio, senza fantomatici effetti a distanza"

CAUSALITA':

"Nemmeno il grande successo iniziale della teoria dei quanti riesce a convincermi che alla base di tutto vi sia la casualità, anche se so bene che i colleghi più giovani considerano quest'atteggiamento come un effetto di sclerosi. Un giorno si saprà quale di questi due atteggiamenti istintivi sarà stato quello giusto." “Le idee di Bohr sulla radiazione mi interessano molto, ma non vorrei lasciarmi indurre ad abbandonare la causalità rigorosa senza avere prima lottato in modo assai diverso da come si è fatto finora."

“Gott spielt mit der Welt nicht Würfel”

A. Einstein

"Se ci si chiede, indipendentemente dalla MQ, che cosa sia caratteristico del mondo delle idee della fisica, si è prima di tutto colpiti dal punto seguente: i concetti della fisica si collegano a un mondo esterno reale, cioè vengono stabilite idee relative a cose come i corpi, i campi, ecc., che esigono una 'esistenza reale' che sia indipendente dal soggetto e dalle sue percezioni... E' inoltre caratteristico di questi oggetti fisici che vengono pensati come disposti in un continuo spazio-temporale (cfr. mio: KANT!). Un aspetto essenziale di questa disposizione delle cose in fisica è che a un certo momento esse possono affermare la loro esistenza indipendente l'una dalle altre, purché questi oggetti siano situati in parti diverse dello spazio. Se non si fa questo tipo di ipotesi circa l'indipendente esistenza degli oggetti che sono lontani l'uno dall'altro nello spazio... il pensiero fisico nel senso familiare diventa impossibile... La seguente idea caratterizza l'indipendenza relativa di oggetti lontani nello spazio (A e B): un'influenza esterna su A non ha influenza diretta su B; ... Se questo assioma dovesse essere abolito... la formulazione di leggi che possano essere controllate empiricamente nel senso accettato diventerebbe impossibile."

A. Einstein: il "credo" – la separabilità

M. Born

CAUSALITA' :

"... una differenza fondamentale nel nostro modo di concepire la natura..."

"Nel nostro atteggiamento scientifico siamo agli antipodi. Tu credi nel Dio che gioca a dadi, ed io in leggi rigorose, in un mondo di qualcosa che esiste oggettivamente e che cerco di afferrare in modo fortemente speculativo" (Einstein a Born)

COMPRENSIBILITA' – pessimista!

"Siamo alla fine del nostro viaggio nella profondità della materia. Abbiamo cercato terreni fermi e non ne abbiamo trovati. Più profondamente penetriamo, più irrequieto diventa l'universo e più vago e più nebbioso."

Copenaghen-Göttingen

E. Schroedinger influenzato dal lascito intellettuale di Boltzmann (è realista) a Vienna: "Il

suo modo di pensare può essere considerato il mio primo amore nella scienza. Nessun altro mi ha mai così riempito di entusiasmo, né potrà farlo di nuovo."

Onde REALI dal comportamento COMPRENSIBILE e CAUSALE.

strenuo difensore della COMPRENSIBILITA':

“l'ipotesi che il dispiegarsi della Natura può essere capito... è il punto di vista antispiritistico, antisuperstizioso, antimagico."

"Una scuola di pensiero largamente accettata afferma che una immagine oggettiva della realtà, in qualunque significato tradizionale del termine, non può affatto esistere. Solo gli ottimisti tra di noi (ed io mi considero uno di loro) considerano questa opinione una stravaganza filosofica nata dalla disperazione di fronte ad una grave crisi." (oggettivo?? e KANT?)

La MQ non può essere corretta, poiché nata dalla tendenza "ad abbandonare la connessione della descrizione (di ciò che è osservabile) con un'ipotesi definita circa la struttura reale dell'universo."

CAUSALITA' – posizione più sfumata, ma nel suo lavoro la adotta: onde elettroniche che obbediscono a leggi deterministiche.

SEPARABILITA':

"[...]abbattimento della barriera tra osservatore e cose osservate", che molti considerano una rivoluzione di pensiero ancor più decisiva; ma io non vi vedo che un aspetto provvisorio, che è stato molto esagerato e che è privo di significato profondo"

N. Bohr

Influenze: - padre fisiologo che reagendo "contro il materialismo meccanicistico dell'inizio del secolo si batté vigorosamente a favore del punto di vista teleologico nello studio della fisiologia" (Rosenfeld) - Kierkegaard (esistenzialista) – William James (pragmatista)

CAUSALITA': la teoria quantistica deve contenere "...una rinuncia alla coordinazione causale nello spazio e nel tempo dei processi atomici"

"La interazione finita tra oggetto e strumenti di misura condizionata dall'esistenza stessa del quanto d'azione implica, a cuasa dell'impossibilità di controllare la reazione dell'oggetto sugli strumenti di misura, la necessità di una rinuncia definitiva all'ideale classico della causalità ed una revisione radicale del nostro atteggiamento verso il problema della realtà fisica"

COMPRENSIBILITA':

"...un'inevitabile rinuncia alla descrizione spazio-temporale nell'interpretazione delle osservazioni"

"E' sbagliato pensare che lo scopo della fisica sia di scoprire come è fatta la natura. La fisica riguarda quello che noi possiamo dire circa la natura."

spazio-tempo-energia-impulso-causalità-onda-corpuscolo: sono solo dei pregiudizi classici, concetti utili ma non veri. (utili=scelti dall'uomo..., non esistono di per sé)

REALTA': è parola da evitare! Egli favorisce ..."l'uso della parola 'fenomeno' esclusivamente per riferirsi alle osservazioni ottenute sotto circostanze specificate, inclusa una descrizione dell'intero apparato sperimentale."

Copenaghen-Göttingen

L. de Broglie

REALTA': "Contrariamente alle affermazioni estreme di certe filosofie idealistiche, ho la convinzione profonda che esista una realtà fisica a noi esterna che è indipendente dal nostro pensiero e dai nostri mezzi di conoscerla."

"Un altro pericolo che minaccia ininterrottamente la fisica teorica e che rischia spesso di introdurvi delle oscurità o degli errori è l'uso di parole il cui significato può essere inteso in modi diversi. Citerò come esempio la parola "incertezza" così usata in fisica quantistica dal giorno in cui Heisenberg enunciò le sue famose "relazioni di incertezza". Cosa significa esattamente l'affermazione che la posizione di una particella in un'onda che riempie una regione estesa di spazio è incerta? Significa che la particella ha in ogni istante una posizione in questa regione di spazio, ma che noi ignoriamo questa posizione e forse anche che ci è impossibile determinarla? Oppure significa che la posizione della particella in tutta l'estensione di questa regione è realmente indeterminata, e che essa vi è in qualche modo 'onnipresente'? Tutte le riflessioni che ho compiuto su questo problema negli ultimi anni mi hanno portato a pensare che la prima interpretazione è molto chiara e del tutto naturale, mentre è ben difficile dare alla seconda un significato veramente soddisfacente. Da parte mia penso che una grandezza fisica ha sempre in realtà un valore ben determinato. Il fatto che il valore di una grandezza sia ignoto (o persino che siamo nell'impossibilità pratica di determinarlo) non implica in alcun modo che questo valore sia indeterminato."

COMPRENSIBILITA':

"Questa teoria che io conosco bene, avendola lungamente insegnata, è molto potente e porta ad un gran numero di previsioni corrette, ma non fornisce, a mio parere, una visione esatta e soddisfacente dei fenomeni che essa studia.

COMPRENSIBILITA':

"L'essenziale, quando si studia un fenomeno fisico, è di rappresentarsi la realtà fisica che esso traduce, nel quadro dello spazio e del tempo, e di cercare di comprenderla."

CAUSALITA':

"Senza arrivare ad affermare in modo assoluto che il determinismo è universale, penso che la ricerca della causalità che collega i fenomeni fisici successivi è sempre stata ed ancora rimane la guida più sicura nella ricerca scientifica."

L. de Broglie

W. Pauli

COMPRENSIBILITA':

"Spero di essere riuscito a dare un'idea della forza di sintesi dell'idea di complementarità, che attraverso limitazioni di principio del campo di applicabilità di rappresentazioni opposte, garantisce la 'libertà da contraddizioni' del sistema pensiero che ne fa uso".

CAUSALITA':

"...esistenza di probabilità primarie nelle leggi della natura, che non si possono ricondurre tramite l'ausilio di opportune ipotesi a leggi deterministiche, come invece, per esempio, si può fare con le probabilità termodinamiche della fisica classica. Questo sviluppo rivoluzionario è considerato definitivo dalla grande maggioranza dei fisici teorici moderni, primi fra tutti Born, Heisenberg e Bohr, ai quali mi unisco anch'io."

REALTA':

"...la concezione di oggetto materiale, o in generale fisico, come un oggetto la cui costituzione e natura è indipendente dal modo con cui esso viene osservato. Abbiamo visto che la fisica moderna, costretta dai fatti, ha dovuto rinunziare a questa astrazione, che risulta troppo ristretta."

Copenaghen-Göttingen

W. Heisenberg

nettamente antirealistico, e contrario a causalità e comprensibilità (uno dei più espliciti)

REALTA':

"Alla luce della teoria quantistica queste particelle elementari non sono reali nello stesso senso degli oggetti della vita quotidiana, alberi o pietre, ma appaiono come astrazioni derivate dal materiale reale delle osservazioni."

"Come i solidi regolari elementari della filosofia di Platone, le particelle elementari della fisica moderna sono definite dalle condizioni matematiche di simmetria: esse non sono né eterne né invariabili e sono perciò ben difficilmente ciò che può essere chiamato "reale" nel vero senso della parola. Piuttosto, esse sono semplici rappresentazioni di quelle fondamentali strutture matematiche cui si giunge nel tentativo di continuare a suddividere la materia."

"...tutti gli oppositori dell'interpretazione di Copenaghen concordano in un punto. Sarebbe desiderabile, secondo loro, ritornare al concetto di realtà della fisica classica o, per usare un termine filosofico generale, all'ontologia del materialismo. Essi preferirebbero ritornare all'idea di un mondo reale oggettivo le cui particelle minime esistono oggettivamente nello stesso senso in cui esistono pietre e alberi, indipendentemente dal fatto che noi le osserviamo o no."

COMPRENSIBILITA':

"Quasi ogni progresso nella scienza è stato pagato con un sacrificio, per quasi ogni nuova realizzazione intellettuale si è dovuto rinunciare a posizioni e concezioni precedenti. Perciò, in un certo modo, l'aumento della conoscenza e dell'intuizione diminuisce continuamente la pretesa dello scienziato di

'comprendere' la natura."

Copenaghen-Göttingen

CAUSALITA':

"In conclusione si potrebbe trattare quantitativamente la catena di cause ed effetti solo allora che si considerasse come parte del sistema l'universo intero; ma allora la fisica sparirebbe e rimarrebbe soltanto uno schema matematico. La suddivisione del mondo in sistema osservatore e sistema osservato impedisce così la netta formulazione della legge causale."

COMPRENSIBILITA': si oppone al principio di complementarità, ma per ragioni opposte a quelle di Einsten etc. : evitare qualsiasi riferimento ad una realtà obiettiva.

La complementarità porta ad un linguaggio utile a descrivere il mondo atomico "ma non è un linguaggio preciso in cui potrebbero adoperarsi i normali modelli logici; è un linguaggio che produce delle raffigurazioni nella nostra mente ma insieme ad esse la nozione che quelle raffigurazioni hanno solo una vaga connessione con la realta'."

W. Heisenberg

→ Le particelle non hanno posizione e velocità determinate semplicemente perché “posizione” e “velocità” non sono grandezze adeguate per parlare del contesto microscopico.

P.A.M. Dirac

non contribuisce al dibattito, ma pare sulla linea di Heisenberg; elabora un linguaggio formale finalizzato alla esclusiva descrizione di risultati sperimentali.

CAUSALITA':

netta presa di posizione contro

"La causalità vale solo per un sistema indisturbato. Se un sistema è piccolo, non possiamo osservarlo senza produrre un serio disturbo e perciò non possiamo attenderci di trovare una connessione causale fra i risultati delle nostre osservazioni."

COMPRENSIBILITA':

"Le nuove teorie, considerate al di là della struttura matematica, sono costruite con concetti fisici che non possono essere spiegati in termini di cose precedentemente note allo studente, e che neppure possono essere spiegati adeguatamente con delle parole."

"I metodi di avanzamento in fisica teorica sono andati soggetti a vasti cambiamenti durante il nostro secolo. La tradizione classica è stata di considerare il mondo come associazione di oggetti osservabili (particelle, fluidi, campi,...) muoventisi secondo definite leggi di forza, di modo che uno poteva formarsi un'immagine mentale nello spazio e nel tempo dell'intero schema... Tuttavia in tempi recenti è diventato sempre più evidente che la natura funziona secondo un piano diverso."

DIRAC anziano: rivede le sue posizioni: "sono regole artificiali, ed io non posso accettare che le presenti fondamenta siano corrette."

Le influenze filosofiche (dimostrabili)

Einstein e il positivismo machiano

"L'impatto filosofico del positivismo di Mach fu in gran parte trasmesso dal giovane Einstein. Ma Einstein si allontanò dal positivismo machiano, in parte perché si rese conto con stupore di alcune delle sue conseguenze; conseguenzeche la generazione successiva di brillanti fisici, fra cui Bohr, Pauli e Heisenberg,non solo scoprì, ma accettò con entusiasmo: essi divennero soggettivisti. Mal'allontanamento di Einstein avvenne troppo tardi. La fisica era diventata un

bastione della filosofia soggettivistica, ed è rimasta tale da allora in poi." (Popper)

Positivismo machiano: "Il nostro mondo è fatto solo di superficie - non ha profondità.Consiste infatti soltanto delle nostre percezioni e del loro riflesso nella nostramemoria. E' un mondo in cui non c'è nulla da cercare perché nulla è nascosto.E' un mondo dove nulla può essere scoperto, nulla può essere appreso. E' un

mondo privo di enigmi." (Popper)

"E' un fatto interessante che lo stesso Einstein fu per anni un positivista dogmatico e un operazionalista. Più tardi egli rigettò questa interpretazione: nel 1950 mi disse di non essersi mai dispiaciuto tanto di un errore quanto di questo errore." (Popper)

Bohr e l'esistenzialismo danese

Le influenze filosofiche (dimostrabili)

Il principio di complementarità: onda-particella; descrizione spazio/tempo o in accordo con la conservazione di energia e qdm. Impossibilità di usarecontemporaneamente entrambe le descrizioni.

"In termini kierkegaardiani possiamo dire che la tesi (spazio-tempo) e l'antitesi(causalità) non possono mai essere riuniti in una sintesi, ma debbono restare persempre opposti e inconciliabili." (Selleri)

"Mentre i grandi maestri (Planck, Einstein, Schroedinger) tentavano inutil-mente di eliminare le contraddizioni in modo aristotelico riducendo un aspetto all'altro, Bohr comprese la futilità di questi tentativi. Sapeva che dobbiamo convivere con questo dilemma... e che il problema reale era di raffinare il linguaggio della fisica in modo da fare spazio alla coesistenza dei due concetti." (Rosenfeld)

"Non può esserci dubbio sul fatto che il precursore danese dell'esistenzialismomoderno e della teologia neo-ortodossa, Soren Kierkegaard, abbia in una certa misurainciso sul corso della fisica moderna grazie alla sua influenza su Bohr" (M. Jammer)

I fisici tedeschi e la Lebensphilosophie

Le influenze filosofiche (dimostrabili)

"Filosofia della vita" esistenzialistica che osteggia il razionalismo in generale - Germania, dopo il 1918.

"La caduta degli Hohenzollern in Germania, lo sgretolamento dell'impero asburgicoe la fuga dell'ultimo imperatore [...], tutti insomma gli straordinari e clamorosiavvenimenti della fine del 1918 e dell'inizio del 1919, colpirono la fantasia e suscitarono le speranze che il vecchio mondo stesse per crollare e l'umanitàfosse sulla soglia di una nuova era e di un nuovo ordine sociale." (Nenni)

Opposizione ad ogni Weltanschauung razionale, come la dialettica, la sistemazionelogica, la spiegazione causale...

Attacchi agli scienziati ..."le accuse che il povero Max Born ebbe a subire quasi giornalmente da parte di sua moglie, una poetessa e drammaturga mancata." (Forman)

"Quello che Voi chiamate il "materialismo di Max" è semplicemente il modo causale di considerare le cose" (Einstein a Frau Planck)

"La conversione quasi religiosa alla non causalità... divenne un fenomeno diffusonella comunità dei fisici tedeschi tra l'estate e la fine del 1921. Come trascinatoda un grande risveglio, un fisico dopo l'altro dichiarava pubblicamente la lietanovella che i fisici stavano per liberare il mondo da tale schiavitù." (Forman)

J.A. Wheeler (1911-2008) e la teoria del tempo di Heidegger

Le influenze filosofiche (dimostrabili)

Heidegger: l'esistenza dell'uomo è un progetto attivamente perseguito; il passatoviene costituito come la situazione da cui si cerca di uscire e il presente come momento di passaggio e di costruzione. Relativismo estremo: ogni certezza è dissolta in una questione di punto di vistasoggettivo, ogni oggettività in pura apparenza condizionata da opportunità, o"funzionalità" al soggetto. Il tempo "superiore", il tempo "vero e proprio" è sempreil tempo vissuto dal soggetto. Il vero tempo non conosce successione: "Il futuronon è dopo il passato, e questo non è prima del presente. La temporalità maturacome futuro che si fa passato e presente." (Lukacs)

Esperimenti di scelta ritardata (J.A. Wheeler):

"E' sbagliato pensare quel passato come 'già esistente' in ogni dettaglio. Il 'passato' è teoria. Il passato non ha esistenza tranne che per l'essere registrato nel presente... Ciò che abbiamo il diritto di dire circa lo spazio-tempo passato, e circa gli eventi passati, è deciso da scelte – di quali misure effettuare- compiute nel passato recente e nel presente. I fenomeni resi esistenti da queste decisioni si estendono all'indietro nel tempo nelle loro conseguenze... Strumenti di registrazione che operano qui ed ora hanno un ruolo innegabile nel generare ciò che appare essere accaduto. Per quanto utile possa essere nella vita di ogni giorno il dire che il mondo esiste 'là fuori' indipendentemente da noi, questo punto di vista non può più essere mantenuto." → CREAZIONE DEL PASSATO A PARTIRE DALLA PROGETTUALITA' UMANA: es. onda o particella

→ esperimenti di scelta ritardata:

un arricchimento contemporaneo della Scuola di Copenaghen e Gottinga

"Nessun fenomeno elementare è un fenomeno prima dell'istante in cui diventa un fenomeno registrato (osservato)"

"In un esperimento a scelta ritardata si scopre che una scelta fatta qui ed ora ha conseguenze irreparabili per quello che si ha il diritto di dire circa ciò che è già accaduto nei primissimi giorni dell'universo, molto prima che ci fosse una qualsiasi forma di vita sulla Terra."

(Wheeler)

Sorgentedi fotoni singoli P1

P2

regione dellascelta ritardata

SpecchioSemitrasparente 1

specchio a rifless. tot. rivelatore (fotomoltipl.)

S.s.t. 2

- senza S.s.t.2: fotoni o su p1 o su p2 (fotone su singola traiettoria)- con S.s.t.2 (spessore variabile t.c. interferenza distruttiva vs P2 e costruttiva vs. P1): fotone su entrambe le traiettorie verso P1- Wheeler: inserire/escludere S.s.t.2 dopo che il fotone ha già interagito con S.s.t.1

scelta ritardata: capovolgimento di causa ed effetto

Su scala cosmica

P1

P2

S

aa

b b

quasar

S.s.t.: regione ascelta ritardata

quasar a miliardi di anni-luce di distanza + galassia (lente gravitazionale)

Inserendo o meno S.s.t. noi possiamo costringere -retroattivamente- il fotonea percorrere entrambe o una sola delle due traiettorie! → Possiamo influenzare ilpassato anche su tempi paragonabili all'età dell'Universo.Einstein e de Broglie: assurdo! Ciò dimostra che la M.Q. è incompleta!

UNIVERSO: "Io sono una macchina gigantesca. Fornisco lo spazio e il tempo per la tua esistenza. Non c'era un prima, prima che io cominciassi ad esistere e non ci sarà un dopo, dopo che io avrò cessato di esistere. Tu sei un pezzetto di materia senza importanza localizzato in una galassia senza importanza."

UOMO: "Sì, o universo, senza di te io non avrei potuto cominciare ad esistere. Tuttavia tu, grande sistema, sei fatto di fenomeni; ed ogni fenomeno poggia su un atto di osservazione. Tu non potresti mai nemmeno esistere senza atti elementari di registrazione come i miei."

(Wheeler)

“How is that managed? Do the ripples striking the eye send a message round to the back part of the wave, saying “We have found an eye. Let's all crowd into it!” ”

(A. Eddington)

Completezza

Completezza della MQ significa che nella realtà materiale non esista nulla che non sia già contenuto nel formalismo dell'attuale teoria.

Es.: conoscenza completa di un elettrone è la sua Ψ

Le due scatole di de Broglie:

Parigi Tokyo

Completezza = Ψ è la descrizione max

Ψ = p φ(1) + t φ(2)

|p|² + |t|² = 1Ψ

φ(1)

φ(2)

Completezza → rifiuto di affermazioni realistiche del tipo "l'elettrone si trova in realtà o a Parigi o a Tokyo" (implica una localizzazione spaziale che non è data, che manca, in Ψ)

misura a Parigi → certezza a Tokyo.

se si mantiene la completezza bisogna ammettere una delle due alternative:

- la misura di Parigi distrugge "mezzo elettrone" a Tokyo, cioè c'è azione a distanza e si accetta l'idea che la natura non osservata sia diversa da quella osservata

- si rifiuta di parlare di un elettrone non osservato come di qualcosa che esiste nello spazio e nel tempo

per de Broglie: l'elettrone è già a Parigi, solo che la MQ è incompleta, cioè la MQ non fornisce il massimo dell'informazione.

Altro paradosso della completezza: la realtà che i nostri sensi di misura ci fanno percepire (fatta di gatti o vivi o morti) è profondamente diversa dalla realtà non osservata, in cui gatti in parte vivi e in parte morti possono sussistere.

Ulteriore complicazione:

l'"amico di Wigner" (nella scatola, protetto, osserva il gatto)

→ si ammette l'incompletezza della MQ solo rispetto al "mondo spirituale", della coscienza umana.

Gatto di Schroedinger

Sul principio di indeterminazione

Principio di incertezza

o

Principio di indeterminazione ?

Epistemologia/Ontologia

Il lancio dei dadi è deterministico, ma è incerto dal punto di vista pratico

La posizione di un elettrone è indeterminata, perché non c'è una causa.

Einstein, Bohm: "hidden variables" (es. Scoperta del gruppo sanguigno, 1900)

Fisica nata come costola dello "sperimentabile" dalla filosofia.

Vi ritorna con la MQ...

"All'interrogativo 'che cos'è la materia?' non si può rispondere con semplici esperimenti fisici, ma occorre procedere a un'analisi filosofica della fisica: esso è condizionato dal quesito 'che cos'è la conoscenza?' La filosofia che diede vita all'atomismo venne sostituita nel diciannovesimo secolo dall'analisi sperimentale, finché questa non raggiunge una complessità tale da rendere nuovamente necessario il ricorso all'indagine filosofica." (Reichenbach)

"...la natura non prescrive un'unica e specifica forma di descrizione, [...] la verità non è ristretta a un solo linguaggio. Possiamo misurare le case in piedi o in metri, la temperatura in gradi Fahrenheit o Celsius; e

possiamo descrivere il mondo fisico in termini geometrici euclidei e non euclidei [...]. Quando usiamo sistemi di misura o geometrie diversi, parliamo linguaggi differenti, pur dicendo le stesse cose. La

medesima pluralità di descrizioni sussiste, in forma più complessa, allorché il discorso verte su oggetti non osservati: vi sono molti modi di formulare la verità e fra loro tutti logicamente equivalenti."

(Reichenbach)

Riassumendo

Causalità, Comprensibilità, Realtà:

la scuola di Berlino e quella di Copenaghen-Gottinga

Le influenze filosofiche

Scelte ritardate

Indeterminismo epistemologico ed ontologico

Completezza