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 Riflessioni sulle Scienze - Commenti sugli articoli della omonima rubrica presente su WWW.RIFLESSIONI.IT - Indice articoli rubrica
Vecchio 16-06-2008, 22.12.46   #11
nexus6
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Post Meccanica quantistica e divulgazione

La meccanica quantistica (MQ) funziona ottimamente, ma nessuno ne sa dare un’interpretazione univoca e completa ovvero nessuno la comprende appieno, questo è il parere di molti, anche di menti illuminate. Quando si entra nelle questioni filosofiche dei «perché è così», si accede ad una selva da cui la scienza talvolta è molto lontana. La MQ sento, e non sono l’unico, ci abbia messo di fronte a «qualcosa» che non abbiamo gli strumenti concettuali per comprendere, per abbracciare con l’intelletto logico aristotelico, un «qualcosa» da sentire più che comprendere razionalmente e che impone ed imporrà mutazioni concettuali profonde.

Comunque, per la maggior parte ci si accontenta della straordinaria affinità con gli esperimenti, pur essendo realisti e razionalisti nell’intimo della pratica quotidiana ovvero assumendo, inconsciamente ed anche coscientemente, che la materia, gli oggetti su cui si opera abbiano elementi di realtà in qualche modo indipendenti ed oggettivi rispetto a coloro che li studiano. Quella maggior parte di fisici, tuttavia, è intrisa dal paradigma (interpretazione) di Copenaghen, ancora quello in sostanza di Bohr e Heisenberg e teme di pronunciare le parole “realismo”, “oggettività”, “causalità” poiché lo spirito del tempo odierno, nonostante si sia andati avanti nella pratica e nell’interpretazione, è nient’altro che quello di un secolo fa, ben evidenziato dalla frase conclusiva dell’articolo: «Chiederci come siano le cose là fuori indipendentemente da quanto possiamo osservare (chiederci se il gatto sia vivo o morto prima che la gabbia venga aperta) è privo di senso. Il paradosso del gatto può essere risolto soltanto attraverso questo cambio di prospettiva»...

... ovvero lo si risolve dicendo che non si può domandare nulla su di esso...

Questa impossibilità di principio, in base a cui sarebbe possibile risolvere il paradosso del gatto, è di fatto un’assunzione fideistica e metafisica ovvero arbitraria, nell’ambito scientifico, poiché non è confutabile in sé dagli esperimenti e questo è banale: è logicamente impossibile sperimentare un qualcosa che, per principio, non si può sperimentare.

A questo punto si ribatte proponendo il fatto che Bell abbia trovato un brillante modo, ed è vero, per discriminare sperimentalmente tra le «assurde» pretese di Einstein e le «razionali» (ma nella sostanza filosoficamente irrazionali) pretese di Bohr; si citano come mantra esperimenti (Aspect...) che avrebbero realizzato gli apparati necessari per verificare la violazione delle disuguaglianze di Bell da parte della MQ ovvero, in poche parole, gli apparati necessari per scegliere una certa visione filosofica del mondo studiato dalla scienza e per estensione del mondo in cui viviamo. Non si aggiunge, tuttavia, che tali esperimenti sono criticati da parte della comunità scientifica, tra l’altro anche proprio in Italia, ed il motivo è che esperimenti del genere, data la loro complessità, hanno bisogno di tutta una serie di ipotesi addizionali basate proprio sul paradigma corrente, ovvero si assume tra le premesse l’argomento da verificare. Nonostante questo errore logico che imporrebbe approfondimento, i cantori che difendono lo spirito del tempo, soprattutto divulgatori, gioiscono scrivendo che la «scelta» tra un’idea di realtà «realista» ed una «idealista» è compiuta. La scelta, in sostanza, è: la realtà è come la tocchiamo, la vediamo (gli oggetti esistono indipendentemente da noi ed inoltre oggetti separati arbitrariamente non possono modificarsi l’un l’altro istantaneamente) oppure siamo abbacinati dai nostri sensi e precisamente la MQ ci dice come stanno veramente le cose?

Sono due domande, mi rendo conto, ed alla prima si potrebbe rispondere nel senso dell’illusione senza per questo aderire al fatto che la realtà intima delle cose sia quella descritta dalla MQ, anche perché la suddetta è opera «nostra»; anzi il paradigma di Copenaghen pone un forte accento sul fatto che sarebbe la presenza di un osservatore cosciente a «donare» realtà ad essa stessa, dunque da un lato ci dipinge come illusi, preda dei nostri sensi macroscopici e dell’agire comune, ma dall’altro come sostanzialmente dei «creatori», senza i quali, non solo non sarebbe possibile dire nulla sulla realtà, ma anzi senza cui essa stessa non potrebbe neppure darsi, esistere in sé. Ecco come la vede misticamente John Wheeler che aderisce ai dettami del paradigma «idealista» di Copenaghen: «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.»

Il mondo della Fisica è pur andato avanti da allora e si sono proposte svariate vie d’uscita per eliminare l’azione cosciente dell’osservatore, tra cui una delle più diffuse e affascinanti, e non certo per questo necessariamente «corretta» (non lo credo, in effetti), è quella della cosiddetta «decoerenza». In sostanza il mondo è come lo vediamo, come siamo abituati a sperimentarlo al nostro livello, privo di strani effetti quantistici (come un oggetto che contemporaneamente si trova in «luoghi» differenti, oppure che al contempo è un qualcosa, ma anche qualcos’altro), poiché in realtà intorno e negli oggetti macroscopici si compiono spontaneamente senza sosta miriadi di «atti sperimentali» da parte di «osservatori quantistici», fotoni, particelle, nuclei, atomi, molecole, etc. che fanno assumere continuamente all’oggetto che essi compongono il rassicurante aspetto «reale» ed «unico» che conosciamo quotidianamente. Celebre è la domanda di Einstein ai sostenitori della MQ: «veramente credete che la Luna non esista se non siete lì ad osservarla?» a cui la «decoerenza» risponde: «la Luna è lì non perché noi, esseri coscienti, è necessario la osserviamo, ma poiché i fotoni del Sole e tutti gli altri microprocessi che si svolgono intorno e nella Luna portano incessantemente i componenti di essa ad assumere globalmente l’aspetto familiare che conosciamo.»

Nell’interpretazione di Copenaghen «classica» era solo l’osservatore cosciente che poteva fermare il regressus ad infinitum causato dal fatto che «tutto il resto», particelle ed apparati sperimentali formati da esse sono «quantistici» nel senso che è impossibile trarre informazioni, postulare anche solo la loro esistenza, prima di un processo di misura o «osservazione» da parte di un essere cosciente. Ecco il paradosso del gatto di Schrodinger: solo un’osservazione da parte di un essere cosciente può salvare il gatto dal suo essere in uno stato miscelato di vita e morte. Ora nell’interpretazione che sempre di Copenaghen è, ma con l’aggiunta della decoerenza, si cerca di eliminare la «scomoda» necessità della coscienza dell’osservatore, scomoda per la pratica scientifica ci tengo a precisare, ampliando il concetto di «esperimento» ed «osservazione» anche ad entità non coscienti come possono essere fotoni che incidono incessantemente su di una superficie e dunque portano alla «scelta» su come essa debba presentarsi a noi.

L’ambiente, dunque anche ma non solo l’uomo, è visto accoppiato e legato agli oggetti, ovvero essi sono inscindibilmente legati tra loro, in modo che l’aspetto quantistico della maggior parte delle «cose» macroscopiche, comunque presente poiché i componenti sono «quantistici» nel senso suddetto, viene soppresso a favore del rassicurante aspetto «classico». Ciò vale per un apparato di misura, così come per un pallone che continua ad apparirci in un modo confortante e stabile, nonostante sia formato da un mare di particelle che brulicano incessantemente e quantisticamente.

Nel senso della decoerenza che, ripeto, è solo un’interpretazione opinabile nell’attuale dibattito, il paradosso del gatto è dunque apparente, poiché l’«osservazione» è tale non solo se cosciente e dunque il gatto sarà o vivo o morto anche prima dell’apertura della scatola e l’osservatore umano non potrà che constatare questo suo stato selezionato in precedenza dal singolo evento quantico a cui era appesa la sua vita. Far passare l’idea che il vecchio ambito ortodosso, postulando arbitrariamente l’impossibilità di conoscere, e pure di esistere se non vi è osservazione cosciente, sia l’unico in grado di spiegare le cose mi sembra francamente discutibile ed anacronistico, alla luce delle riflessioni filosofiche odierne, e non fa che alimentare il sensazionalismo ed il sapore magico con cui molti divulgatori tessono quelle che sono storie, miti, a volte molto distanti dalla pratica scientifica e dallo stato dei dibattiti in corso.

La decoerenza, anch’essa criticata poiché è piuttosto naif, è un’interpretazione discussa in questo dibattito, una delle tante, con la pretesa di spiegare come il mondo «classico», quello che siamo abituati a percepire, emergerebbe dalla realtà microscopica che ci mostra la meccanica quantistica; è un tentativo interpretativo per comprendere ed unire queste «due» realtà, in apparenza così differenti, in una sola. Ho portato l’esempio della decoerenza solo per mostrare e far orecchiare a coloro che leggono che la divulgazione spesso non tiene conto dei passi in avanti e delle discussioni correnti che potrebbero far assaporare ciò che la scienza è veramente, al di là di errate divulgazioni.

Addirittura, infine, etichettare il vecchio paradigma, nonostante si sia detto che l’interpretazione della MQ è controversa, come l’unico in grado di portarci fuori dai paradossi mi sembra scorretto, sia perché non si tiene conto delle altre proposte e sia perché i «paradossi» sono scaturiti e rimangono tali proprio perché ci si ostina, poco razionalmente ed altrettanto poco scientificamente, ad abbracciare in modo dogmatico il vecchio paradigma di Bohr, da lui stesso peraltro precisato ed in parte ritrattato alla fine della sua vita.

Antonio
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Vecchio 17-06-2008, 09.45.03   #12
Il_Dubbio
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Riferimento: Meccanica quantistica e divulgazione

Citazione:
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Questa impossibilità di principio, in base a cui sarebbe possibile risolvere il paradosso del gatto, è di fatto un’assunzione fideistica e metafisica ovvero arbitraria, nell’ambito scientifico, poiché non è confutabile in sé dagli esperimenti e questo è banale: è logicamente impossibile sperimentare un qualcosa che, per principio, non si può sperimentare.


Di teorie ce ne sono molte cito alcune: a parte l'interpretazione di C., la teoria a molti mondi, decoerenza ambientale, storie coerenti, onda pilota e se non ricordo male anche la riduzione spontanea di stato (solo quelle piu conosciute).
Poi ci sarebbe anche la teoria di una riduzione di stato oggettiva causata dalla gravità che piace la fisico Penrose (che pare abbia escogitato un esperimento, non ancora eseguito, che ricostruisca quello mentale del gatto).

Ma c'è chi pensa anche che non sia necessario cambiare la M.Q., certo è che tutte le citate interpretazioni riscuotono problemi ontologici, per cui una vale l'altra? O va ancora trovata una soluzione che ci aggrada?

Cito Penrose nel suo ultimo libro (poco divulgativo): "La strada che porta alla realtà"

n.b.
Il termine U indica l'evoluzione Unitaria, mentre R indica la Riduzione di stato.


Per quale motivo R è matematicamente incoerente con U? Il motivo forse piu ovvio è che R rappresenta un cambiamento discontinuo del vettore di stato (tranne nel caso eccezionale in cui lo stato prima della misurazione sia proprio un autostato dell'operatore della misurazione), mentre U agisce sempre in modo continuo; ma anche se immaginiamo che il <<salto>> indotto da R non sia assolutamente istantaneo, vi sarebbero ancora guai seri con l'unitarietà, a causa della mancanza di determinismo di R.Si possono ottenere risultati diversi con il medesimo imput, che è qualcosa che non avviene mai con U; inoltre, una teoria che rende R un processo reale non può mai essere unitaria quando un salto (non banale) - in accordo con R - avviene effettivamente.Nonostante ciò, vi è un notevole accordo, di una certa specie, tra i due processi, U e R, poiche la regola del <<quadrato del modulo>> , che interrompe U per darci il probabilistico R, impiega la <<unitarietà>> stessa di U per darci una legge di conservazione della probabilità per R (fondamentalmente, il fatto che i prodotti scalari [* *], da cui sono calcolate le probabilità quantistiche, sono preservati da un'evoluzione temporale unitaria). Questo è parte integrante delle meraviglie della meccanica quantistica e fornisce un forte motivo alla riluttanza, da parte di molti, di <<giocherellare>> incautamente, in qualsiasi modo, con i principi di tale teoria - spiegando perchè [la nuova teoria che lui sostiene, di un R oggettivo causato dalla gravitazione] non è particolarmente popolare tra i fisici quantistici di oggi.
Ciò nonostante, credo che vi siano forti motivi per prevedere un cambiamento. A mio parere, un cambiamento rappresenterebbe una grande rivoluzione, ma non si potrebbe ottenere semplicemente <<armeggiando>> con la meccanica quantistica. I cambiamenti necessari devono infatti essere assolutamente rispettosi dei principi che sono al centro della fisica odierna.[...] I cambiamenti alla meccanica quantistica finora proposti hanno questo carattere, al tempo stesso rivoluzionario e rispettoso - o sono soltanto armeggi?
Deve essere detto che, per la maggior parte, queste idee devono davvero essere reputate armeggi; tuttavia, alcune di esse potrebbero fornire indicazioni per il vero cammino per migliorare la teoria quantistica.




Chiaramente la domanda che noi comunemente ci facciamo è <<quando avviene questa famosissima riduzione di stato>>?
E i fisici che armeggiano meglio la matematica della m.q. non sono ancora riusciti a dare una risposta.
Possiamo chiederci allora: ma è così importante?
Io presumo di si...
ciao
Il_Dubbio is offline  
Vecchio 17-06-2008, 10.18.46   #13
Quetzalcoatl_rn
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Riferimento: il gatto quantistico è paradossale, ma anche no

Ops, mi sono messo a risponderti, Dubbio, e nel frattempo è stato postato un altro intervento da Nexus. A questo punto comunque lo posto lo stesso, poi mi leggerò anche il successivo, appena mi libero dall’influenza. Scusa mancano i tuoi quote ma mi rifiutava l'invio e ho stralciato quelli

Dunque, per cominciare, mi volevo chiarire se quando parli di informazione ti riferisci al discorso che non si può trasmettere informazione più velocemente di c. In questo caso ho paura che l'entanglement non ti aiuterebbe formalmente, perchè comunque, per poter verificare che i collassi sono effettivamente stati correlati, dovrei trasmettere l'informazione sul risultato della misurazione fra i due punti di misura, e questo è limitato da c. Quindi al momento pare che gli effetti non locali non si possano usare per la trasmissione di informazione utile. Se devo essere sincero, mi suona un salvataggio in corner, nel senso che a mio parere c'è sotto qualcosa di interessante, ma siccome le cose funzionano anche senza preoccuparsene, semplicemente ci si attiene alla teoria consolidata, come ovvio. Comunque a noi male non fa discuterne, perchè secondo me a fare del brainstorming posson venire fuori 100000 idee del cavolo, ma ne basta una buona applicabile in qualsiasi campo e un progresso lo si è fatto (fosse solo quello di dormire meglio la notte, e te lo dice uno che ha sofferto di insonnia e lo sa cosa vuol dire...).

Onestamente anche a me sembra che il comportamento sia atemporale, come hai letto più sopra ho le mie sensazioni in merito eheh. Questi fatti sono talmente al di fuori del senso comune che da sempre il problema di "come fa a formarsi la figura d'interferenza anche se passano uno alla volta", "come fanno a sapere cosa hanno fatto gli altri", o "cosa succede al sistema mentre non guardo" o quesiti simili, hanno torturato le menti. In effetti, l'interpretazione in voga al momento penso sia sorta per mantenere la sanità mentale dei fisici ed indirizzare le loro energie verso scopi più "utili", in questo senso: visto che la matematica predice correttamente ciò che osservo, che poi è quello che mi serve in pratica per far andare questo computer o scoppiare una bomba atomica, meglio usare il tempo per trarre conseguenze utili dalla teoria, piuttosto che cercare di comprendere meccanismi che, posto che esistano e siano intellegibili, comunque non mi porterebbero (presumibilmente) a niente di produttivo.

Se ho capito bene intendi dire che, siccome causa-effetto è una relazione che ha senso solo nel tempo e questa interpretazione non riesce a spiegarla, allora è inadatta e la tua soluzione è quella di eliminare il male alla radice, negando la causa-effetto in quanto il fenomeno è atemporale. Per quanto mi riguarda, non ci vedo niente in contrasto con l'esperienza e sono d'accordo che si possa interpretare così. Credo che la causa-effetto qui sia fuori discussione. Einstein ebbe i suoi mal di testa a sostenere che Dio non gioca a dadi, cercando di dare un interpretazione realista della mq, ma sembra che il teorema di Bell spazzi via tutte le teorie a variabili nascoste. E' pur vero che c'è chi sostiene che gli assunti che il teorema fa non siano così ovviamente soddisfatti dai sistemi fisici. Comunque da qualche parte bisogna partire e qui credo sia in buona parte questione di gusti. La matematica formalizza questi, alla fine, come ho già avuto modo di dire più sopra (per Nexus... non prendere questa asserzione troppo alla lettera, che se no mi peli ahahah). A parte gli scherzi, è chiaro che spesso la matematica “implementa” interpretazioni, cioè gli si mettono dentro per modellare delle concezioni a priori, e quindi tutto ciò che possiamo dedurne non è altro che quello che ci abbiamo messo prima, detto in un altro modo. Per quanto riguarda le teorie fondamentali del secolo scorso, la relatività e la mq, in parte sono state fondate così (l’impianto matematico delle simmetrie, invarianze, principi variazionali etc è rimasto praticamente lo stesso come giustamente aveva osservato Albert), però in buona parte sono state costruite empiricamente per spiegare le osservazioni. Questo è il motivo per cui creano queste difficoltà di interpretazione, perché l’interpretazione non è stata a priori, per descrivere un fatto intuibile in modo intuibile, ma a posteriori, nel descrivere fatti non intuibili è venuta fuori una teoria non intuitiva. Chiaramente allora bisogna stare attenti che la matematica potrebbe non darci l’interpretazione (magari solo spunti di riflessione): nel caso specifico della mq, se avesse potuto farlo, questa intera discussione e quelle fatte da 70 anni a questa parte non ci sarebbero state, sarebbe bastato chiedere alle equazioni.

Per quanto riguarda il problema del collasso, non saprei, qui mi piacerebbe che Nexus dicesse la sua, credo sarebbe molto utile. Credo che dal punto di vista matematico, il “collasso” della funzione d’onda non sia così banalmente implicato dalle equazioni. Ad esempio l’equazione di Schrodinger descrive solo l’evoluzione del sistema libero, non l’atto di osservazione. Ma l’osservazione non è altro che una interazione qualsiasi (per localizzare un elettrone da qualche parte, devo vedere gli effetti di una sua interazione con fotoni o altro), a cui “in più” noi diamo un senso. Se un elettrone sbatte contro il muro, il muro di fatto “osserva” l’elettrone, ma noi non lo sappiamo e nulla consegue. Quando noi veniamo a sapere qualcosa sull’elettrone dalla misura, pretendiamo che abbia un senso e un effetto da quel momento in poi, e quindi diciamo che la funzione collassa nell’autostato osservato. Non c’è nessuna necessità matematica, è la nostra percezione del mondo che ci indica di fare questa cosa (di pensare che l’osservazione fatta in qualche modo abbia una persistenza ed un significato per il futuro sul sistema osservato). Questo è esattamente uno di quei casi in cui la concezione psicologica, o filosofica, che dir si voglia, si “precipita” nelle equazioni e gli dà forma.

Di dimensioni extra non visibili ce n’è una valanga nella teoria delle stringhe (ed evoluzioni), magari è una di quelle . Sul fatto che le cose “debbano” seguire il principio di causa-effetto sarei più cauto: è un principio, nel senso che lo prendiamo per buono perché la nostra percezione ci dice che è così, ma non è una necessità logica (ci sono state molte cose che la percezione ci indicava come corrette che si sono man mano dimostrate sbagliate). Comunque credo di aver capito il senso in cui lo intendi, anche se personalmente rimango più su un’idea di “tempo coesistente” in cui causa-effetto non hanno proprio senso in toto.

Citazione:
Originalmente inviato da Il_Dubbio
simultaneo (se così fosse, ma qui potrei sbagliare, devo ricontrollare i miei appunti , si potrebbero mandare informazioni dal futuro modificando il passato... e ciò è vietato dalla coerenza che l'universo deve mantenere),

Qui non ti seguo bene, a quale coerenza ti riferisci? Forse ai paradossi temporali? Tipo: torno indietro nel tempo e uccido un mio avo, ma in quel caso come potrei essere tornato indietro visto che non sono mai nato… cose così? Se intendi questo, si potrebbe ribattere che se il tempo è “contemporaneo” sia la “storia” in cui sei nato che quella in cui non sei nato esistono contemporanemente (lo so che fa schifo a dirlo, ma il linguaggio naturale non permette di parlare di atemporalità in modo… atemporale). Quindi se torni indietro e accoppi il bisnonno, non ti succederebbe niente, staresti semplicemente “osservando” un altro sviluppo “probabile” (nel senso di una possibilità diversa dal tuo “ricordo” storico) che però non può direttamente influire sul tuo (uccidendoti) perché non sono mutuamente esculsivi, ma coesistono già (non nella tua testa ovviamente)

Citazione:
Originalmente inviato da Il_Dubbio
Questa opinione che ho si scontrava contro una dicitura: la funzione d'onda si evolve nel tempo. Io dico certo, ma il "collasso" potrebbe non appartenere al "tempo" come noi lo pensiamo.

L’intero concetto di collasso e questionabile filosoficamente, secondo me (Nexus help required). Per me il “collasso” è matematicamente implementato, proprio perché noi pensiamo il tempo ed i suoi effetti nel modo in cui lo pensiamo, ossia in modo naturale per l’esperienza quotidiana e il senso comune. Non sono così certo, invece, che sia “necessario” implementarlo. Comunque credo dipenda da posizioni filosofiche, non da osservazioni di fatto.

Citazione:
Originalmente inviato da Il_Dubbio
non avremmo piu il bisogno di pensare che sia la coscienza a far colassare il sistema quantistico e ne tanto meno pensare che sia il sistema quantistico a sapere quando colassare;

Benchè io sia un sostenitore, in quanto “panteista”, della coscienza di ogni entità, fatico a pensare che sia la coscienza a produrre il collasso (perché in effetti non capisco quale coscienza possa essere così monotona da rispettare sempre le stesse probabilità descitte dalle equazioni, invece di fare quel che le pare e piace come tutte fanno di solito). Meno ferreo sono sul fatto che il sistema non possa decidere da sé (non gliela vogliamo lasciare un po’ di libertà?). Anche così però non vedo come potrebbe essere tanto scemo da “decidere” di fare sempre quello che vogliono le equazioni (almeno in media, certo sarebbe un esempio riuscito di cooperazione socialista reale!). Rimango dell’idea che la problematicità della cosa risieda nel fatto che cerchiamo di imporre un concetto percettivo (la misurazione deve avere un senso e un esito nel futuro per il sistema) su una realtà sottostante che mal si adatta a questo linguaggio e forse addirittura all’intero costrutto mentale.

Scusatemi gli sproloqui, mi sarà ripetuto molto ma non sono abbastanza lucido da ricontrollare tutto. Se ho detto qualche… se ho detto troppe cose insensate fatemelo sapere. Ciao a tutti
Quetzalcoatl_rn is offline  
Vecchio 17-06-2008, 10.31.00   #14
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Riferimento: il gatto quantistico è paradossale, ma anche no

Che la meccanica quantistica imponga un cambio di visione, di prospettiva, una mutazione del nostro orizzonte concettuale questo l’ho sempre sentito, ma ho forti dubbi sul fatto che tale mutazione possa venire dal paradigma corrente, che ormai stagna da decenni ed è frutto dello spirito del tempo di un secolo fa. Quando muteranno gli avvenimenti, anche mondiali, probabilmente si procederà più speditamente verso l’adozione di un nuovo paradigma e Bohr, con la sua complementarietà e gatti mezzi vivi e mezzi morti, acquisirà finalmente il posto che merita: in una preziosa teca insieme ad Einstein. Non mi ricordo chi diceva che da un certo punto in poi le scoperte scientifiche sono solo questione di psicologia e poco c’entrano con la scienza: sono profondamente d’accordo con questa affermazione.

Non avevo compreso la discussione vertesse sul «tempo» ed il mio post precedente l’avevo inviato come nuova discussione poiché differente da questa qui, ma fa lo stesso. Per parlare del «tempo», non so, personalmente avrei iniziato con l’introdurre gli orologi atomici e l’attuale definizione di secondo con l’isotopo di cesio, la sua transizione iperfine e blabla, già lì ci sarebbe da dire e tanto... troppo «ordinario», però, vero? Meglio passare dalla Nother, da CPT, dal gatto, da Feynman, da Bell, dall’entanglement, dalle galassie, sperando di non aver dimenticato nessuno. Ciò che ho visto io è magia, sì, visione personale naturalmente, ma non era difficile fermarsi al tuo: «un elettrone che va avanti nel tempo ed un positrone che va all'indietro sono due stati fisicamente connessi».

Mi pare, inoltre, che termini come “tempo” ed “indietro nel tempo” vadano proprio spiegati dall’inizio, prima della mappazza concettuale, poiché quando parli per esempio di «accesso al passato» e di ipotetici macchinari (per invertire il tempo?), personalmente mi sento un po’, come dire, allucinato, se contemporaneamente leggo che si vorrebbe introdurre l’idea di un tempo coesistente ovvero inesistente, tutto qui ed ora, essendo passato e futuro solo nostra razionalizzazione mentale. Bellissima immagine, ciò che talora ho sentito anch’io, ma mi sfuggì purtroppo leggendo tutto il tuo resto.

Un macchinario tale comunque, pensarlo voglio dire, presuppone già un preciso concetto di tempo, tutto sommato piuttosto classico e banale, come una pellicola che si può, diciamo, mandare indietro. Questo è già «spiegare» e proporre un concetto di tempo, prima d’averlo fatto direttamente e prima di discuterlo e francamente, ripeto, non avevo inteso fosse il nucleo centrale del thread.

Nessuno stormir di fronde, dunque, solo questioni di sensibilità differente, ma anche del grado di profondità che si vuole raggiungere e della volontà di comunicare agli altri.

Quetzalcoatl, già Wheeler, tra l’altro citato nel mio post precedente, paventava passati modificabili coscientemente, mi pare parlando di esperimenti di «scelta ritardata». Lessi addirittura che propose esperimenti del genere per modificare gli stati di fotoni provenienti da sorgenti astrofisiche sdoppiate da lenti gravitazionali, fotoni partiti dalla sorgente milioni di anni fa. Se si accetta l’irrazionalismo in parte di una interpretazione allora esso si estenderà dappertutto, che sia bene o male non so. Ciò deriva comunque dal fatto che analizzando il paradigma di Bohr è chiaramente possibile interpretare quanto dice il Dubbio: «la realtà fondamentale cambi il suo passato nel momento di una osservazione futura... [...]. Forse non è nemmeno giusto dire cambiare il passato, forse sarebbe piu giusto dire "specificarlo" o "evidenziarlo"»

Nel paradigma ortodosso al momento dell’apertura della scatola del gatto, la nostra osservazione muta retroattivamente lo stato del gatto sino al momento dell’evento quantico accaduto ovvero la nostra osservazione non solo “evidenzia” il suo passato, ma lo muta in questo senso. Se la boccetta con il veleno la troviamo rotta ed il gatto morto, sarà possibile affermare ora, dopo l’osservazione cosciente, che dal momento della rottura a quello dell’apertura della scatola il gatto era morto, pur se prima della nostra osservazione era in uno stato miscelato di vita e morte, secondo il paradigma.

Sperando d’aver portare materiale utile su cui riflettere, vi saluto.

Antonio

p.s. Dubbio, in alcune interpretazioni della MQ non avviene alcuna riduzione di stato ovvero alcun collasso, ma questo te lo saprà spiegare meglio Quetzalcoatl, visto ha nominato qua e là queste intepretazioni.
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Vecchio 17-06-2008, 11.41.44   #15
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P.s. 2

Particolare da non sottovalutare, è che lo stesso Schrondiger era un «realista» ed introdusse il suo esperimento felino per evidenziare le supposte assurdità delle idee di Bohr e compagnia. Singolare, poi, che questo presunto «paradosso» sia stato proprio preso come simbolo dagli adepti di Bohr per spiegare il paradigma di Copenaghen e la teoria della Meccanica Quantistica.

Vorrei ancora una volta ricordare che le due cose sono separate (anche se spesso viene fatta confusione), nel senso in cui filosofia e scienza lo sono, ma sono unite ed inscindibili, insieme a tutte le altre interpretazioni, nella misura in cui filosofia e scienza lo sono.

Non so se sia leggenda della rete o realtà o forse entrambe le cose o nessuna delle due, comunque pare che il celebre Stephen Hawking abbia detto a proposito dell'altrettanto celebre gatto: "Quando sento parlare del gatto di Schrödinger metto mano alla pistola".

Nel senso, penso, che vorrebbe far fuori questo paradosso, inconsistente e di fatto inesistente nella pratica quotidiana della scienza.

Un saluto.

Antonio
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Vecchio 17-06-2008, 13.28.45   #16
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Riferimento: il gatto quantistico è paradossale, ma anche no

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Originalmente inviato da Quetzalcoatl_rn
Per quanto riguarda il problema del collasso, non saprei, qui mi piacerebbe che Nexus dicesse la sua, credo sarebbe molto utile. Credo che dal punto di vista matematico, il “collasso” della funzione d’onda non sia così banalmente implicato dalle equazioni. Ad esempio l’equazione di Schrodinger descrive solo l’evoluzione del sistema libero, non l’atto di osservazione. Ma l’osservazione non è altro che una interazione qualsiasi (per localizzare un elettrone da qualche parte, devo vedere gli effetti di una sua interazione con fotoni o altro), a cui “in più” noi diamo un senso. Se un elettrone sbatte contro il muro, il muro di fatto “osserva” l’elettrone, ma noi non lo sappiamo e nulla consegue. Quando noi veniamo a sapere qualcosa sull’elettrone dalla misura, pretendiamo che abbia un senso e un effetto da quel momento in poi, e quindi diciamo che la funzione collassa nell’autostato osservato. Non c’è nessuna necessità matematica, è la nostra percezione del mondo che ci indica di fare questa cosa (di pensare che l’osservazione fatta in qualche modo abbia una persistenza ed un significato per il futuro sul sistema osservato). Questo è esattamente uno di quei casi in cui la concezione psicologica, o filosofica, che dir si voglia, si “precipita” nelle equazioni e gli dà forma.
Io so solo che il vettore di stato (o funzione d’onda) che descrive un sistema definito in uno spazio di Hilbert può, nel momento di un «processo di misura» (ovvero della conoscenza del valore di un dato osservabile del sistema), essere proiettato sul sottospazio (autostato) generato dagli autovettori associati a quel dato autovalore relativo al suddetto osservabile.

Questa è meccanica quantistica (di base) e su questo nessuno finora può dubitare: tutte le interpretazioni si rifanno a questo schema matematico, essendo alcune solo banali rimaneggiamenti dell’equazione di Schrodinger, come l’idea olografica di Bohm. Il resto è cuore, creatività e fantasia, come pure la matematica d’altronde, poiché sono convinto che la concezione psicologica e filosofica ovvero la struttura mentale dell’uomo si «precipita» sempre nelle equazioni dando loro forma. Non potrebbe essere altrimenti.

E se proprio debbo dire la mia, in tema con lo sviluppo del thread, poiché sulla scienza e non su altro (che pure è venuto fuori in questa discussione) sono stato interpellato, ripeto: nessuno ci raccapezza veramente nulla e coloro che vi danno l’impressione d’aver capito tutto state pur sicuri che sono quelli più lontani dal vero, semmai è possibile conoscere il «vero».

E se proprio debbo dire quello che non so, ma sento, non potendolo che spiegare paradossalmente: il tempo esiste nella misura in cui noi percepiamo il cambiamento, il prima ed il dopo, e pure non esiste nella misura in cui ha bisogno sempre di un riferimento temporale ovvero sempre di esso stesso per definirsi. Tutto è coesistente, non esiste alcun passato né alcun futuro, né alcuna mutazione, eppure esistono, sono reali e li percepiamo.

Vedasi, per chiarire, la definizione (strumentale) di secondo campione: come è possibile verificare che quel tot di oscillazioni relative ad una transizione iperfine (dovuta all'accoppiamento dello spin nucleare con quello orbitale dell'elettrone spiaiato) dell'atomo di cesio corrisponda sempre invariabilmente ad un intervallo costante di tempo ovvero ad un secondo?

E con questo vi risaluto, augurandovi buone riflessioni.

Antonio
nexus6 is offline  
Vecchio 17-06-2008, 13.59.57   #17
Il_Dubbio
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Riferimento: il gatto quantistico è paradossale, ma anche no

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Originalmente inviato da nexus6
p.s. Dubbio, in alcune interpretazioni della MQ non avviene alcuna riduzione di stato ovvero alcun collasso, ma questo te lo saprà spiegare meglio Quetzalcoatl, visto ha nominato qua e là queste intepretazioni.

ciao, ne sono a conoscenza, una di queste pare sia l'interpretazione a molti mondi di Everett (forse anche quella a storie coerenti, ma non ho avuto modo di approfondire in alcun modo la teoria). Ci sono fisici che dicono: se la m.q. è vera allora l'unica soluzione accettabile è quella di Everett matematicamente ineccepibile. Purtroppo in quella interpretazione abbiamo due difficoltà (due almeno pesanti e tradizionali): la prima è che non si capisce come possa essere verificata; la seconda è che non elimina anche il ruolo della coscienza nel gioco ma anzi lo mette in risalto ipotizzando (ma senza dirlo apertamente, cioè senza darne spiegazione logica) una sovrapposizione di stati di coscienza, che con tutta sincerità la vedo dura da dimostrare. Prendiamo per esempio l'esperimento di Mandel (spero che abbiate qualche conoscenza): quando un sistema quantistico entra nella macchina di Mandel si divide in piu cunicoli. Il sistema quantistico non sa cosa gli aspetta. Quando trova due forellini aperti mostrerà la solita interferenza. Però gli scienziati sono ingegniosi e mettono in un'ala un ostacolo. Ora la parte della funzione d'onda che è passata dall'altra parte non sa che da quella parte c'è un ostacolo, ma quando incontra la lastra non mostrerà piu l'interferenza che ci aspetterebbe. Gli scinziati però non hanno interagito con il sistema quantistico, non hanno cercato di individuare il corpuscolo, lo hanno però costretto a non fare quello che solitamente fa, cioè sparpagliarsi. La spiegazione a molti mondi forse potrebbe essere del tipo: quando lo sperimentatore è cosciente di aver individuato la direzione del corpuscolo l'universo si sarà scisso in due. Ok, ma resta l'oscura ipotesi che la coscienza dello sperimentatore deve essere sovrapposta, e non c'è una spiegazione matematica di sovrapposizioni di coscienza come c'è per le particelle subatomiche (non so se mi spiego )

Poi la spiegazione che ne da Penrose, cioè di una riduzione di stato dovuta alla gravità si scontra secondo me sempre sullo stesso scoglio temporale (ma posso aver inteso male la teoria di Penrose) perchè sempre tenendo presente l'esperimento di Mandel il collasso avviene per un motivo molto poco gravitazionale, in fondo la parte della funzione d'onda che passa in un'ala si scontra contro un ostacolo, ma non è l'urto in se la cosa piu importante, poiche i cunicoli di pareti sono fatte, ma perchè l'ostacolo presagisce una nostra conoscenza del sistema .Quindi non vedo spazio per una riduzione oggettiva dello stato. Ma poi si scontrerebbe con un'altra spiegazione che invece dovrebbe fornire una teoria, come fa la parte della funzione d'onda dell'altro corridoio a sapere che la sua gemella ha trovato un ostacolo?Le due parti devono comunicare "istantaneamente"!!! Ma il concetto di istantaneo qui non è usabile come noi lo consideriamo, certo che no, perchè se andiamo a guardare gli esperimenti entanglement la seconda particella deve essere assolutamente osservata prima di poter dire che è successo qualcosa, anche se poi "istantaneamente" dovrà mostrarsi "coordinata" alla prima particella. Ma potrebbe non essere istantaneo, anzi sicuramente non lo è perchè altrimenti contraddirebbe il principio di indeterminazione. Quindi i due fatti temporali, che per noi dovrebbero essere logici,di causa ed effetto, non possono essere <<effettivamente istantanei>> secondo la nostra solita distribuzione temporale se guardiamo come si comportano i sistemi entanglement.

Chiaramente senza usare matematica... ed io non vorrei fare l'errorraccio di <<giocherellare>> incautamente, in qualsiasi modo, con i principi di tale teoria.

ciao
Il_Dubbio is offline  
Vecchio 18-06-2008, 00.53.23   #18
Il_Dubbio
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Riferimento: il gatto quantistico è paradossale, ma anche no

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Ma il concetto di istantaneo qui non è usabile come noi lo consideriamo, certo che no, perchè se andiamo a guardare gli esperimenti entanglement la seconda particella deve essere assolutamente osservata prima di poter dire che è successo qualcosa, anche se poi "istantaneamente" dovrà mostrarsi "coordinata" alla prima particella.

Vorrei chiarire un attimo questo concetto, perchè è il fulcro di tutto il mio discorso, e capisco che è sfuggevole. I fisici lo sanno perchè ci lavorano da anni non può essere sfuggita una cosa simile, ma per dire la verità non ho mai visto in nessun libro divulgativo mettere in evidenza quello che dico, e davvero non capisco per quale motivo (forse perchè sto sbagliando tutto?).

Per cui ci spendo qualche frase in piu sperando di far arrivare meglio il concetto.

La parola istantaneo solitamente si usa quando si vuole indicare che due fatti succedono nello stesso momento dato un tempo assoluto.

Mentre quando indichiamo i concetti "causa-effetto" vogliamo indicare una successione temporale di avvenimenti; la causa quindi scontatamente viene prima dell'effetto.

Ora cosa succede nel comportamento quantistico se prendiamo i sistemi entanglement? Succede questo: il primo osservatore ha con se la particella A e lontano il secondo osservatore avrà con se la particella gemella B. Questi osservatori possono decidere quale esperimento fare sulle particelle.

Non ricapitolo il concetto di entaglement, arriviamo quindi al dunque: il primo osservatore potrebbe decidere all'ultimo momento di osservare lo spin della sua particella sull'asse orrizontale. L'osservatore lontano potrebbe invece osservare lo spin sull'asse verticale. Secondo il principio di indeterminazione lo stesso sistema (e i sistemi entanglement sono un sistema unico) non può avere in se, con certezza, valori complementari come lo sono lo spin su diversi assi. Quindi ne consegue che se i due osservatori scelgono di conoscere le loro singole particelle su diversi assi sicuramente le stesse non potranno avere entrambi i valori. Però se decidessero di conoscere lo spin sullo stesso asse vi sarà una correlazione perfetta al 100%.
Il riagionamento che si può erroneamente fare è questo: il primo osservatore fa il suo esperimento con l'intento di conoscere lo spin sull'asse orrizontale; la particella del secondo osservatore dovrebbe avvertire "istantaneamente" che deve mostrarsi correlata alla prima particella e quindi mostrare lo spin opposto. Ma non è così che stanno le cose, se la seconda particella non è ancora stata osservata continuerà beatamente ad essere in sovrapposizione di stati, solo nel momento della reale dell'osservazione deve avvertire (in se, forse consciamente) della correlazione con la gemella e mostrarsi al 100% in modo correlato alla prima.


Quindi la correlazione non è istantanea ma nemmeno di causa ed effetto. Non è istantanea perchè i due avvenimenti possono anche essere distanti nel tempo, e non è di causa ed effetto perchè non è l'osservazione della prima particella che causa l'effetto sulla seconda.

Il concetto che salta fuori è questo: l'osservazione della prima particella da parte del primo osservatore risulta essere, invece, istantaneo all'osservazione della seconda particella anche se per gli osservatori vi fosse un lasso considerevole di tempo. Sono le osservazioni degli scienziati che sembrano istantanee per le particelle. E' come se le due particelle, quindi, non avvertano il lasso di tempo delle nostre osservazioni che invece noi avvertiamo.
Siamo noi che distanziamo i due avvenimenti, ma per loro sono un unico avvenimento. Ecco perchè credo che per loro il tempo non scorra, almeno non scorre come scorre per noi, ma mi sembra che vogliamo imporre dall'alto un concetto che è vero solo per noi (lo scorrere del tempo) perchè ne facciamo esperienza,ma magari loro hanno un concetto di tempo un pò diverso dal nostro


Spero di aver chiarito ancora meglio questo ingarbugliato problema
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Vecchio 19-06-2008, 08.28.02   #19
albert
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Riferimento: il gatto quantistico è paradossale, ma anche no

Per la legge sulla privacy specifico che sono l’autore della rubrica

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Originalmente inviato da nexus6
Comunque, per la maggior parte ci si accontenta della straordinaria affinità con gli esperimenti, pur essendo realisti e razionalisti nell’intimo della pratica quotidiana ovvero assumendo, inconsciamente ed anche coscientemente, che la materia, gli oggetti su cui si opera abbiano elementi di realtà in qualche modo indipendenti ed oggettivi rispetto a coloro che li studiano. La maggior parte di fisici, tuttavia, è intrisa dal paradigma (interpretazione) di Copenaghen, ancora quello in sostanza di Bohr e Heisenberg e teme di pronunciare le parole “realismo”, “oggettività”, “causalità” poiché lo spirito del tempo odierno, nonostante si sia andati avanti nella pratica e nell’interpretazione, è nient’altro che quello di un secolo fa, ben evidenziato dalla frase conclusiva dell’articolo: «Chiederci come siano le cose là fuori indipendentemente da quanto possiamo osservare (chiederci se il gatto sia vivo o morto prima che la gabbia venga aperta) è privo di senso. Il paradosso del gatto può essere risolto soltanto attraverso questo cambio di prospettiva»...

... ovvero lo si risolve dicendo che non si può domandare nulla su di esso...

Intanto ti ringrazio per l’intervento, molto dettagliato e che può stimolare un interessante discussione. L’articolo si limitava all’interpretazione di Bohr e Heisenberg, senza citare tutte le discussioni e le proposte successive, sia per motivazioni di compattezza, sia perché questo paradigma, a mio giudizo, è ancora estremamente valido. D’altronde tu stesso dici che “la maggior parte dei fisici è intrisa di questo paradigma”, e quindi lo condivide. Oviamente poi c’è il forum in cui, come hai fatto ottimamente anche tu, si possono introdurre e discutere nuove interpretazioni

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Originalmente inviato da nexus6
La scelta, in sostanza, è: la realtà è come la tocchiamo, la vediamo (gli oggetti esistono indipendentemente da noi ed inoltre oggetti separati arbitrariamente non possono modificarsi l’un l’altro istantaneamente) oppure siamo abbacinati dai nostri sensi e precisamente la MQ ci dice come stanno veramente le cose?

L’interpretazione di Bohr però non ci dice che siamo abbacinati dai nostri sensi. Nel mondo subatomico i nostri sensi non possono percepire proprio niente. Nel caso del gatto, la camera in cui è chiuso ci impedisce di vederlo.

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Originalmente inviato da nexus6
Addirittura, infine, etichettare il vecchio paradigma, nonostante si sia detto che l’interpretazione della MQ è controversa, come l’unico in grado di portarci fuori dai paradossi mi sembra scorretto, sia perché non si tiene conto delle altre proposte …

Lo scopo dell’articolo era appunto limitato, ho visto comunque che le altre proposte sono state abbondantemente trattate in questa discussione.
albert is offline  
Vecchio 19-06-2008, 16.52.36   #20
Il_Dubbio
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Riferimento: il gatto quantistico è paradossale, ma anche no

Albet Einstein:

“Sembra difficile poter dare un’occhiata alle carte di Dio. Ma che Dio giochi a dadi come la attuale teoria quantistica gli richiede, è un fatto che non posso credere neppure per un solo momento.”

“Le teorie di Bohr mi interessano moltissimo, tuttavia non vorrei essere costretto ad abbandonare la causalità stretta senza difenderla più tenacemente di quanto abbia fatto finora. Trovo assolutamente intollerabile l'idea che un elettrone esposto a radiazione scelga di sua spontanea volontà la direzione del salto. In questo caso preferirei fare il croupier di casinò piuttosto che il fisico”.



Io sono convinto che A. Einstein avesse ragione e Borh torto. Solo che bisogna davvero, come dice Penrose, rivoluzionare il paradigma e cambiare prospettiva, purtroppo credo che non si possa farlo continuando a rispettare, così come lo sono oggi, anche le teorie piu accreditate. Mi sembra che le variabili nascoste non-locali forse non sarebbero piaciute ad Einstein ma è l'unica spiegazione sensata (e forse deterministica, come sarebbe piaciuto ad Einstein), sempre che per non-località si intenda senza tempo, come ho cercato di spiegarla nell'altro post. Quindi il gatto, in questa visione che io mi immagino, vivrà normalmente, come tutti noi, nel suo tempo, vivo o per sua sfortuna morto... ma non possiamo dire che il gatto, prima dell'osservazione, non sia anche in una sovrapposizione di stati. I tempi non possono infatti coincidere nella sequenza che noi gli attribuiamo ( anche qui la vedo un pò come la teoria della relatività).
Questa per me è l'unica spiegazione sensata... Borh forse ha ragione quando dice che è inutile cercare di capire, ma intanto dà una interpretazione che secondo me non sta in piedi. Quindi credo che fin quando non si rivoluziona il nostro modo di guardare il mondo, anche Borh non avrebbe alcuna ragione nel proporre una riduzione di stato solo quando si apre lo scatolone o quando, come dice l'interpretazione ortodossa, non avviene una misurazione; maggiormente quando la misurazione dovrebbe coincidere con un ipotetico apparato di misura macroscopico, e quindi dettando una legge temporale che, come io noto dagli esperimenti, non sta in piedi.


detto questo mi ritiro e mi limito a seguire la vostra piacevole discussione, e scusate se mi sono intromesso nella vostra discussione con le mie elucubrazioni

p.s.
per l'autore dell'articolo:
l'avevo letto già molto tempo fa , e forse l'ho anche citato in qualche post nel forum tempo fa senza sapere che l'autore era in giro per il forum; chiaramente io ne do una chiave di lettura un pò diversa, e ho cercato di spiegarla. Tu dici: Normalmente riteniamo che, al di fuori di noi, vi siano cose che esistono indipendentemente da noi; il gatto esiste, e questo implica che debba essere o vivo o morto. Proviamo invece ad accettare completamente il paradigma dell’interpretazione di Copenhagen: quando un oggetto o un essere vivente non influenza i nostri sensi (in altri termini, non viene misurato) possiamo dire di sapere qualcosa su di esso?

Chiaramente io non posso che condividere, ma non deve diventare una spiegazione "passiva", nel senso: siccome non so cosa avviene dentro lo scatolo è inutile che mi ci metto a pensare.
Secondo me questo può essere un programma di ricerche molto gustoso per i fisici, forse basterebbe che uscissero dal paradigma che ormai si sarà fossilizzato nella loro mente.

ciao
Il_Dubbio is offline  

 



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