Nascita della Meccanica Quantistica

[Il_Dubbio]

Ciò che mi prefiggo in questo argomento è di tracciare una sorta di storia (in pillole) del pensiero fisico fino ad arrivare alla meccanica quantistica. Come se fosse una vignetta che appare dopo aver tracciato una linea fra numeri crescenti (come quelle della settimana enigmistica). I numeretti non li metto in realtà la vignetta finale sarà solo nella vostra e mia immaginazione. Io comunque sto immaginando una funzione d'onda... anche se non riusciremo ad immaginarla del tutto comunque sarà un divertimento tentarci.
Mi scuso fin da ora per errori o imprecisioni. Spero non ce ne siano molti.


STORIA

-Democrito: tutto quello che ci circonda è fatto di materia scomponibile in piccole dosi di materia non piu divisibile. Questi sono chiamati ATOMI.
-Pitagora: eleva il concetto di numero ad ente sopra ogni cosa. Tutto il mondo che ci circonda è composto da numeri.
-Platone: riunisce tutti gli enti matematici in un mondo chiamato mondo di Platonico. Questo mondo ha una esistenza "ideale" ma non meno importante di quello del mondo fisico.
-Euclide determina con pochi assiomi la geometria chiamata euclidea. Gli assiomi sono concetti non dimostrabili ma veri in quanto "evidenti".
-Galileo scopre che i "gravi", in assenza di attriti, cadono con la stessa accelerazione a prescindere dal loro "peso". E' il padre della scienza per il suo metodo scientifico.
-Newton scopre che l'accelerazione della caduta dei gravi (scoperta da Galileo) è dovuta alla gravita, una forza che attira i corpi anche se sono lontani. Questa forza è calcolabile con precisione (ne scopre l'equazione) e determina anche il movimento degli astri. Il grande fisico inglese rimase comunque insoddisfatto in quanto gli sembrava assurdo che corpi cosi distanti potessero attirarsi senza che ci fosse nulla (in apparenza) nel mezzo.
-Faraday ( di famiglia povera) era un appassionato di elettricità. Studiò privatamente chimica, poi assistente di professore di Chimica e solo alla fine gli fu riconosciuta una cattedra di chimica. Oltre ai suoi studi , scoperte scientifiche e articoli sull'elettricità, si può ricondurre a lui l'idea (solo verbale) che i corpi dovevano essere circondati da dei filamenti.
-Maxwell (matematico e fisico) diede all'idea di Faraday una impronta matematicamente consistente. Nasce cosi il concetto di "campo" che agisce tra i corpi. Campi e particelle sono enti fisici. Viene stabilito, con le equazioni di Maxwell, che la luce è un'onda e rappresenta una vibrazione del campo elettromagnetico.


Siamo cosi arrivati a fine 800' e i fisici pensano che orami non ci sia più nulla da scoprire. Rimanevano solo alcuni fatti che non si riusciva a spiegare, ma che si riteneva potessero trovare soluzione partendo dalle conoscenze ormai acquisite.
Uno di questi fatti riguardava l'esperimento ideale su di un corpo nero.

Il corpo nero è un oggetto ideale il quale assorbe tutta la radiazione elettromagnetica incidente senza rifletterla. Negli esperimenti il corpo nero è costituito da un corpo cavo mantenuto a temperatura costante. Una sorta di forno. In realtà i corpi neri non esistono, in quanto la radiazione viene assorbita ma anche riflessa. Ma succedeva che applicando le equazioni di Maxwell, al diminuire della lunghezza d'onda si ottenevano intensità di irraggiamento che tendevano all'infinito (catastrofe ultravioletta), cosa che in realtà non succedeva in quanto il risultato degli esperimenti attestavano che il risultato tendeva a zero (parliamo sempre di radiazioni assorbite e emesse dalle pareti del forno).
A dare una prima risposta in senso matematico *fu nel 1900 Planck il quale rese noto che gli scambi di energia nei fenomeni di emissione e di assorbimento delle radiazioni elettromagnetiche avvengono in forma discreta (proporzionale alla loro frequenza di oscillazione, secondo una costante universale), e non in forma continua, come sosteneva la teoria elettromagnetica classica [frase interamente ripresa da wikipendia].


Colui il quale invece diede una prima risposta in senso fisico fu Einstein nel 1905 il quale affibbiò al quanto di luce la formula E=hv. Ma fu probabilmente nel 1917 (periodo nel quale lo stesso Einstein diede al quanto un momento p=hv/c), che il quanto diventa una particella reale che ora (non fu Einstein a dargli questo nome) tutti chiamiamo fotone. Bisogna dire che la proposta di Einstein fu a lungo osteggiata dall'intera comunità scientifica e dallo stesso Planck "l'ideatore" del quanto. Per questo grande scienziato la sua idea fu solo un semplice artificio matematico e non un reale fenomeno fisico. Tutti erano convinti quindi che la luce fosse un'onda ed infatti come tale si comportava.
Perciò dal momento in cui Maxwell stabilisce che la luce è un'onda arriviamo fino ad Einstein (1917 o poco prima al 1905), e scopriamo che la luce è fatta anche di particelle.


Il passo a breve avrebbe portato a qualcosa che alla fine del secolo precedente sarebbe stato del tutto inverosimile. De Broglie nel 1924 ipotizza che alle particelle di materia sono associabili le proprietà fisiche delle onde. Una vera rivoluzione. Questo è il terreno su cui poi si baserà la meccanica quantistica. Nasce cosi il dualismo onda-particella, il principio di complementarietà ma anche e soprattutto il principio di indeterminazione di Heinseberg. Nascono cosi i formalismi matematici equivalenti ovvero la meccanica ondulatoria (Erwin Schrödinger) e la meccanica delle matrici (Werner Heisenberg, Max Born e Pascual Jordan nel 1925). Tutta questa roba è la meccanica quantistica, che non ha un padre, ma diverse madri


Da notare (curiosità) come Einstein prende il Nobel per aver spiegato l'effetto fotoelettrico soltanto (si fa per dire) utilizzando un concetto (il quanto di luce) ideato da un altro (Planck) che nemmeno aveva preso sul serio, mentre nulla ricevette per l'intera teoria della relatività.

In un certo senso se la Meccanica quantistica ha preso tanti nobel qualcosa di vero ci sarà...si ma cosa?

Le particelle sono onde o particelle? La luce è un'onda o una particella?



A queste domande saranno forse rivolte altri argomenti. In questo forse attestiamo che la meccanica quantistica è una realtà, ha una storia, è stata battuta in senso sperimentale per piu di un secolo, e ha preso anche tanti Nobel  .

[Il_Dubbio]

Devo aggiungere ancora un'altra curiosità su Einstein. Una curiosità che ha un eco ancora tutt'oggi.
Dopo essere stato uno dei protagonisti della nascita della meccanica quantistica, dopo aver creduto che il quanto di azione di Planck (pensato dallo stesso autore solo come un artifizio matematico per risolvere l'enigma del corpo nero) avesse un significato fisico ed essersi battutto contro l'intera comunità scientifica che non gli credeva, alla fine Einstein rimase comunque solo a combattere un'altra battaglia che però non l'ha visto vincitore in vita e probabilmente si ritiene perdente post mortem. Dopo aver dato vita alla meccanica quantistica infatti Einstein non credette piu nella meccanica quantistica e ricomincio la sua battaglia contro tutti fino alla sua autoesclusione dal mondo scientifico (probabilmente anche per motivi di età e di salute). Einstein giuse al convincimento che la meccanica quantistica non fosse una teoria credibile per cui credeva fosse una teoria incompleta (o forse al contrario pensava fosse incompleta quindi non credibile).  Una delle magistrali contromosse di Einstein fu l'aver ideato (con altri due autori Podolski e Rosen) un esperimento ideale che fa discutere ancora oggi il mondo scientifico, conosciuto come il paradosso EPR (dalle iniziali dei tre autori).

Un'altra curiosità (e forse è un po' una constatazione) è data dal fatto che questi grandi scienziati si sono visti scontrare non tanto sulla materia scientifica (che non mancava di certo) ma soprattutto sulle interpretazioni apparentemente filosofiche sulla realtà. Ci fu solo uno che alzo la voce (si fa per dire) e pronuncio forse l'unica cosa pragmatica che un uomo di scienza potrebbe dire in certe circostanze: zitto e calcola!

Oggi rimane solo l'eco di quelle grandi discussioni appassionate. Oggi del pensiero di Einstein e della sua visione del mondo si sono quasi perse le tracce. Oggi forse non c'è nessuno (della comunità scientifica) che darebbe ancora ragione ad Einstein. Eppure la sua visione del mondo era del tutto ragionevole. Perchè questa visione si crede sia errata è discussione forse di altri argomenti. Per il momento dico che secondo me c'è ancora una parte della visione di Einstein che si mantiene a galla, nonostante tutto. Forse non sarebbe del tutto contento, ma  quello che secondo me non è ancora caduto del tutto e che è forse la cosa piu importante di tutto l'aspetto filosofico sulla meccanica quantistica, è il mantenimento del determinismo.

[iano]

Sappiamo che i nostri sensi sono fallaci.
Ma in che senso?
Perché seguendo le indicazioni dei nostri sensi ,finché ci limitiamo al nostro ambiente vitale,c'è la caviamo a meraviglia.
Sappiamo anche che lo spazio e il tempo assoluti,ipotesi alla base della meccanica Newtoniana,non esistono.
Eppure la meccanica di Newton funziona la grande se ci teniamo entro certi limiti,che comunque vanno oltre il nostro ambiente vitale.
Einstein ci conferma che non esistono spazio e tempo,ma un unica entità spazio temporale.Il tempo comunque appare come variabile nelle equazioni di Einstein.
La meccanica quantistica nelle sue equazioni non contiene più il tempo come variabile.
Perché?
Perché il tempo ,oltre a non esitere,non serve neppure che sia ipotizzato.
Ma come la mettiamo con la doppia natura particella onda.
Sono due ipotesi su cui si basa la meccanica quantistica,e possiamo scommettere che in futuro saranno considerate due ipotesi fittizie che tengono insieme quella utilissima teoria che è la meccanica quantistica,così come spazio e tempo assoluto tenevano insieme,e ancora tengono insieme,la parimenti utilissima meccanica Newtoniana.
Se ci dimentichiamo che tutte queste ipotesi sono oggetto della nostra percezione tutta la fisica passata presente e futura,diventa più digeribile.
Proviamo a trarre una morale da questa breve carrellata scientifica,cercando il fil rouge che ne lega tutte le sue tappe.
Si può raccontare la storia della scienza come una progressiva decentrazione dell'uomo.
L'uomo non è fisicamente al centro del mondo.E quindi neanche le sue percezioni,come il tempo lo spazio,le particelle e le onde lo sono.
Facciamo,se preferite,che lo sono fino a prova contraria,e quando questa prova arriva facciamocene subito una ragione.
La fisica nuova che si va a profilare tende sempre meno a parlare di particelle e di onde,e tende a parlare più di eventi,che sono pure essi oggetti della nostra percezione,ma più generici,complessi,e sfuggenti
Come dice il fisico ricercatore Carlo Rovelli,il mondo non è fatto di sassi (particelle) ma di baci (eventi).
Il mondo è una rete di baci.
Mi sembra una ipotesi molto allettante,e speriamo che anche questa non svanisca troppo presto.
Nel caso,teniamoci pronti.
In conseguenza di un tale divenire della scienza fisica,il mondo ci appare sempre meno fatto di sostanze concrete e sempre più fatto di evanescenti e insondabili numeri.
Ci sarebbe da dar ragione aPitagora,se non fosse che ciò che appare,sia direttamente attraverso i sensi,sia attraverso la mediazione delle teorie fisiche,è ciò che appare,e non ciò che è.
Le teorie fisiche e i nostri sensi della cui fallacita' la scienza ci ha dato prova,in effetti condividono lo stesso destino,ed è il destino dell'uomo.
Parlare di ciò che è realmente non avrebbe neanche senso,se non fosse che da tale ricerca spuntano fuori sempre nuove utili ipotesi sulle quali costruiamo sempre nuove utili teorie.
Per la matematica con la qual'e tali teorie sono costruiti il fatto che le ipotesi siano fittizie non è un problema,in quanto anzi è ciò che essa,nel mondo post euclideo,esplicitamente reclama.
Ecco perché il mondo ci appare sempre più fatto di matematica è sempre meno di concreta sostanza,anche perché ,mentre è ben chiaro cosa sia una teoria matematica,non è ben chiaro cosa dovrebbe essere una concreta sostanza.

[Il_Dubbio]

Ciao grazie iano per la risposta.
Credo che tu abbia colto il senso dell'argomento proposto.

In effetti uno poteva chiedersi perche ricordare Pitagora, Euclide e addirittura Platone per tracciare la storia antecedente alla meccanica quantistica?

Se si fa caso è lo stesso Planck che non crede che la sua proposta matematica abbia un senso fisico. Einstein invece recupera la proposta matematica per darle senso fisico ma viene osteggiato dall'intera comunità scientifica (compreso Planck). Poi è lo stesso Einstein che cambia opinione e reclama un senso fisico che ora lui non vede piu. A quel punto è la comunità scientifica, ormai convinta della bontà della proposta fisica, che osteggia Einstein. 
Questa è la storia.

Capire perchè Einstein non fosse piu convinto della meccanica quantistica vale (secondo la mia opinione) la stessa cosa che capire la differenza (o anche la parentela) che passa tra un ente matematico e il significato che noi diamo al senso fisico della realtà per essere tale.
In tal proposte -fisico- vuol dire reale. Quindi percepito o sperimentato. Ma Einstein credo desse al significato "fisico" una valenza superiore che la meccanica quantistica pare negargli. Mi pare fosse Born a dire ad Einstein (in soldoni): non possiamo preoccuparci di ciò che non possiamo sperimentare.
Mentre Einstein suggeriva probabilmente che la natura si comporta in modo tale che quello che sperimentiamo è il risultato di un processo reale e deterministico.  Ciò che sperimentiamo invece (attraverdo la m.q.) è calcolabile solo attraverso un calcolo statistico. La differenza tra la natura di questi eventi e la loro statistica (tra  un processo deterministico e uno non deterministico), sta la differenza fra ciò che suppone (anzi è convinto) Einstein e ciò che vuole dire Born.

Per certi versi il problema è anche di "metodo", quindi possiamo richiamarci a Galileo (che ho inserito nella breve storia). A parte aver dato un significato ai "gravi", Galileo da al mondo scientifico un metodo. E quello è un metodo sperimentale. In certo senso dando ragione a Born. L'idea che ha Einstein non è molto diversa. Suppongo non avesse contrarietà sul metodo sperimentale. Ma probabilmente suggeriva (o almeno io la leggo anche in quest'ottica) l'idea che su una teoria non è progettata per dare risposte fisiche allora è incompleta.
Ed è forse, in fin dei conti, la descrizione di quel che è la funzione d'onda nella teoria ondulatoria della meccanica quantistica. Ed in effetti tale "ente matematico" non è la realtà fisica, ma è come se fosse il precussore dell'entità fisica che si andra a sperimentare. Se la funzione d'onda è l'ente matematico e l'esperimento è l'ente fisico, è chiaro che ci troviamo di fronte ad un salto. Questo "salto" è incontrollato. Eintesin suggeriva (sempre secondo la mia interpretazione) che anche questo salto debba essere controllato in senso fisico. Mentre noi ci troviamo a dover fronteggiare un ente matematico che ha una sua evoluzione deterministica che ad un certo punto "salta" in una situazione fisica (attraverso una misura sperimentale) in modo indeterministico. Per Einstein c'era qualcosa di non compreso ... e secondo me. nonostante tutto, ha ancora ragione.

[iano]

La storia della scienza fino a un certo punto ha rappresentato un copione ben noto,dove il nuovo avanzava attraverso la critica del vecchio,a volte anche ingrata,ma necessaria per smuovere le acque stagnanti,come quella di Galilei ad Aristotele,dove gli attori,progressisti e conservatori erano ben distinti.
Con la fisica quantistica le cose cambiano,laddove gli stessi attori recitano entrambe le parti,in un accavallamento di ruoli che dà anche il senso della velocità inusitata con cui si succedevano le dirompenti scoperte.
La meccanica quantistica ha quindi messo in luce anche la doppia natura umana?
Per,quanto riguarda il determinismo lo si può guardare da due punti di vista.
Si può dire che senza determinismo non è possibile fare alcuna previsione utile,per cui la scienza stessa non può esistere.
Oppure si può dire,se trovassi le giuste parole,che esso sia un valore assoluto in se',e dico valore non trovando di meglio.
La meccanica quantistica non mi sembra faccia a botte col primo punto di vista,perché il non poter prevedere il singolo evento (dove andrà a finire la particella sullo schermo),non inficia la previsione della distribuzione finale delle particelle,ciò che è utile in effetti.
Va invece a inficiare una idea assoluta di determinismo,ma non il valore della scienza,e non ne decreta
certamente fine.
La scienza è certamente basata sul determinismo,ma questa dipendenza ha maglie più larghe di quel che credevamo.
Mettiamola così.
L'onda di probabilità non ha una sua realtà,ma è solo un utile espediente.
Perché se veramente credessimo che ogni singola particella fosse guidata nella sua traiettoria da puro caso,dovremmo allora per contro credere che la configurazione finale dell'immagine di diffrazione sia un miracolo .Un miracolo ben strano,in quanto si ripete sempre uguale,e sarebbe l'unico del genere di cui si abbia notizia.
Nella meccanica quantistica il determinismo,per quel che serve,mi sembra salvo.
Non certamente invece per quel che ci sembrava essere,come un paradigma assoluto.Una verità a se stante.
Se il determismo è una fede che la scienza ha finora non solo tollerato,ma promosso,mai ha tollerato però è mai lo farà la fede nel miracoli.
Credere la particella guidata dal puro caso significherebbe credere nei miracoli che compongono
la figura di diffrazione.
In prima approssimazione,visto che sembra utile farlo,non faremo peccato a parlare di caso!seppur con
la coscienza di non saper bene di cosa si stia parlando.
Perché credo che ,cosa sia il caso ,precisamente nessuno sa',e forse è solo un modo di fare di ignoranza virtù.
Di sicuro il caso che la meccanica quantistica chiama in ballo non ha nulla acne fare col caos totale,cioè con l'assenza di ogni determismo.
Il determinismo è una fede o una ipotesi?
Se è una ipotesi dobbiamo essere pronti a rivederla,anche solo in parte.

[iano]

La lezione che ci ha dato Galileo forse non l'abbiamo valutata ancora del tutto.
Quello che ci dice la meccanica quantistica è che usando metodo,è possibile progredire,nonostante noi stessi, e saper andare contro se stessi è l'arte del vero genio.Amdare contro il determinismo è come andare contro se stessi,appunto.
La scienza ha certamente ereditato il carattere di Galilei nell'essere bastian contraria.
Finché c'è d"andar anche contro il mondo intero ,esclusi se stessi,sono tutti bravi .
Se,nel nostro piccolo vogliamo praticare ques'arte,non c'è miglior palestra della meccanica quantistica ,senza mancare di farla precedere,come tu hai fatto,dalla precedente storia del sapere,che spesso troppo frettolosa,ente si dà per scontata.
Tutti criticano la meccanica quantistica,ma nessuno la relatività generale,sapendone del l'una quanto dell'altra,e spesso niente.

[Il_Dubbio]

Per,quanto riguarda il determinismo lo si può guardare da due punti di vista.
Si può dire che senza determinismo non è possibile fare alcuna previsione utile,per cui la scienza stessa non può esistere.
Oppure si può dire,se trovassi le giuste parole,che esso sia un valore assoluto in se',e dico valore non trovando di meglio.
La meccanica quantistica non mi sembra faccia a botte col primo punto di vista,perché il non poter prevedere il singolo evento (dove andrà a finire la particella sullo schermo),non inficia la previsione della distribuzione finale delle particelle,ciò che è utile in effetti.
Va invece a inficiare una idea assoluta di determinismo,ma non il valore della scienza,e non ne decreta
certamente fine.
La scienza è certamente basata sul determinismo,ma questa dipendenza ha maglie più larghe di quel che credevamo.
Mettiamola così.

La scienza si muove a grandi o a piccoli passi. Non si muove seguendo un'unica direzione e spesso deraglia dai suoi fondamenti epistemologici. Nonostante tutto anche gli errori portano  benefici. Purchè poi ci si metta di nuovo d'accordo sulle regole di base.
Che scopo ha la scienza?  Senza ombra di dubbio uno degli scopi che si prefigge la scienza è di comprendere la natura, ma per essere convinti che la natura sia legata alla nostra comprensione (e non ai nostri abbagli) ha bisogno di regole. Tutti infatti possono inventarsi teorie, ma non tutte le teorie spiegano la natura. Quindi va trovato un metodo che scelga la teoria migliore che spiega la natura.
Sono arrivato al punto di dire che la scienza non spiega la natura, ma sceglie le migliori teorie che tentano di farlo.
Arriviamo quindi alla considerazione generale secondo la quale il metodo scientifico non serve a decretare vera una teoria ma solo a sceglierla tra le tante.

Quindi arrivamo al discorso che facevi sul singolo evento. Se la domanda si ponesse sulla singola particella e no su una distribuzione statistica di N particelle, non avremmo alcuna risposta scientifica. Se dovessimo perciò attenerci alla teoria quantistica standard non avremmo alcun risultato scientifico sulla previsione di un singolo evento di una singola particella.
In caso non ci fosse alcuna teoria in grado di dare una spiegazione scientifica su un comportamento di un singolo evento dovremmo attestare il fatto che non esiste alcuna teoria in grado di spiegare in modo scientifico quell'evento che ci interessa.
La cosa che mi suscita perplessità è che si continua a dire che la maccanica quantistica descrive il comportamento della materia subnucleare. Mentre non mi sembra del tutto vero. La meccanica quantistica è una teoria stastica quindi sperimentata su un grande numero di particelle. Si potrà magari credere che non essendoci una teoria deterministica su singole particelle misurate, essa non esista. Se non esiste una teoria che spieghi un particolare fenomeno allora solitamente la scienza non si pronuncia. E cosi dovrebbe essere anche per questo specifico problema.  Io resto quindi dell'idea che il problema esista e il fatto che invece non esista una teoria che comprenda quel comportamento denoti solo la nostra ignoranza. E credo che sostanzialmente Einstein si volesse riferire proprio a questa mancanza di spiegazione. Indubbiamente il ragionamento di Einstein non può essere sintetizzato cosi facilmente, ma a grandi linee possiamo anche fare uno sforzo e comprimerlo in questo modo: non siamo in grado di prevedere il risultato di una misura di singola particella. Per cui non essendoci alcuna teoria in grado di farlo, semplicemente non abbiamo idea di come funzioni la natura.

[iano]

Indubbiamente dire che la MQ descrive il comportamento della materia subnucleare è una semplificazione.
Perché noi vogliamo sapere come funziona la natura?
Che cosa significa esattamente "come funziona la natura" ?
Ci sono delle incertezze sul comportamento di una particella di materia.
Potremmo un giorno superare queste incertezze ritrovandoci con una nuova teoria, nella quale però magari non si parla più di particelle.
Se ciò accadesse potremmo dire di aver superato le nostre incertezze sul comportamento delle particelle?
Una particella è definita come una massa puntiforme che occupa una posizione nello spazio ed evolve nel tempo.
Sappiamo che non è possibile conoscere contemporaneamente la posizione era quantità di moto di una particella.
Possiamo dire che per il principio di indeterminazione ci sono delle incertezze ineliminabili.Questo fatto è però strettamente legato alla definizione di particella,la quale in effetti si mostra utile,quanto arbitraria.
Quanto sia utile c'è lo dice proprio il principio di indeterminazione.
Una nuova teoria domani potrebbe assumere nuove ipotesi,che inglobando il principio suddetto,farebbe sparire ogni incertezza,ma farebbe sparire anche le particelle.

[Il_Dubbio]

Una particella è definita come una massa puntiforme che occupa una posizione nello spazio ed evolve nel tempo.

Carissimo iano hai toccato ahimè un °tasto dolente (stavo scrivendo °punto, ma ho dovuto trovare alla svelta un sinonimo).

La definizione di una particella come un "punto che occupa uno spazio" è la mia (onestamente) più grande incomprensione di tutta la fisica.
Magari ha la stessa risoluzione matematica che viene riservata al paradosso di Zenone, comunque mi provoca una certa inquietudine. 


Ma volendo potremmo anche fregarcene delle dimensioni (o strutture interne) di una particella, la questione è che c'è una differenza sostanziale fra un comportamento particellare ed uno ondulatorio. Volendo forse è possibile anche stabilire quando un comportamento è fintamente particellare ma in realtà è ondulatorio.

Ammettiamo infatti si possa comprendere (nell'esperimento della doppia fenditura) se ogni punticino, che segna una macchia sullo schermo, sia dovuto ad una particella o a una finta particella con comporatamento ondulatorio. Anche ammettendo che si possa comprendere se un solo segno (dovuto all'impatto di una "finta" particella sullo schermo) sia di natura particellare o ondulatorio, avremmo comunque due segni differenti...anzi a maggior ragione saremmo ancora piu convinti del fatto che essi abbiano segni contraddistinti. Quindi al momento non possiamo sostenere una teoria che faccia a meno delle particelle, benche forse ognuno di noi ha solo una vaga idea di cosa siano in realtà.

[iano]

Le particelle non hanno un comportamento ondulatorio.
Ad una particella è associata una onda di probabilità .
Abbiamo un ente con una natura duplice.
Mi viene di paragonarlo ad un dado truccato.
Siccome è truccato la probabilità che esca un numero piuttosto che un altro è diversa.
Ma anche così ,anche se io conosco il trucco,non posso prevedere con certezza l'esito di ogni singolo lancio.Posso prevedere però la curva di distribuzione su tanti lanci.
Un dado truccato è un oggetto della nostra esperienza diretta.
Un ente particella onda non è un oggetto della nostra esperienza quotidiana.
Il paragone con un dato truccato ci aiuta a renderci la particella onda più familiare ed amichevole?
Forse ci dà solo una falsa rassicurazione,se non ci porta addirittura fuori strada.
Il vero problema in generale è che le recenti teorie sono sempre più distanti dalle nostre esperienze e dalle nostre percezioni.
Sebbene una particella puntiforme dotata di massa sia un concetto astratto,essa comunque ci risulta familiare perché abbiamo esperienza quotidiana coi corpi.
Ma in effetti la particella puntiforme a priori non ha nulla a che spartire con i corpi.
Semplicemente la nostra esperienza con i corpi ci ha suggerito il concetto matematico di particella puntiforme.
Lo stesso discorso può essere ripetuto per il concerto di onda.
Questi concetti matematici sono per loro natura indipendenti dagli oggetti della nostra esperienza che c'è li hanno suggeriti.
Possiamo inventarne altri a piacere non legati ad alcuna esperienza.
Possiamo prenderne due di essi è ricombinandoli crearne uno nuovo.
Un esempio è la particella onda.
Essa non deve necessariamente avere un oggetto ,o più oggetti della nostra esperienza che vi corrispondano.
Mi fermo qui.
Ma forse tu hai capito dove voglio andare a parare.

[iano]

Fino a un certo punto teorie fisiche ed esperienza quotidiana ci è sembrato che si sviluppassero in parallelo.A un certo punto hanno iniziato a divergere,per cui la comprensione delle teorie stesse è diventata una impresa per pochi eletti.
Ma è proprio vero che c'è stata una divergenza,e che non si tratti di una nostra illusione?
Una soluzione potrebbe essere pensare che non c'è una differenza di fondo fra le due cose,se non in apparenza.
Per capire cosa voglio dire ci si può richiamare ad una esperienza comune a tutti noi.
Ognuno di noi eccelle in qualcosa.
Siamo bravi in qualcosa in cui mostriamo grande maestria e che svolgiamo con apparente facilità.
Se qualcuno ammirato ci chiede come,facciamo a far quel che facciamo , rispondiamo....
semplice,adesso ti spiego....
ma poi ci rendiamo conto che spiegare non è per niente semplice.
Così ciò che fa parte della nostra esperienza quotidiana inizia ad apparirci meno banale di quanto pensassimo.
Per converso,una complicata teoria fisica.forse è più banale di quanto si pensi.
Ma non è facile da spiegare.
Vale la pena impegnarsi però,perché capire una teoria fisica è un po' come,capire noi stessi,anche perché siamo noi che le,facciamo le,teorie.
Ma sembra che ,come tutte le opere umane,siano più facili a farsi che a dirsi.
Un trucco per capire la meccanica quantistica potrebbe essere giocare al gioco che siamo noi che la stiamo inventando.
Potrebbe sembrare una battuta di spirito la mia,ma forse non lo è,se pensiamo che i padri della meccanica quantistica alla fine essi stessi non credevano al gioco che stavano giocando,proprio come se il loro fosse stato  veramente un gioco.
Forse la meccanica quantistica non è così astrusa come ci appare.
Forse ciò di cui abbiamo esperienza quotidiana non è così banale come ci appare.
Direi che potremmo chiuderla con una pari e patta.
Adesso una particella puntiforme non ci sembrerà una cosa poi così astrusa.
È una palla,da tennis non ci sembrerà poi così scontata.
Forse entrambe hanno la stessa natura,al di là delle apparenze.
Perché entrambe sono una nostra costruzione.

[iano]

Non siamo bravi a spiegare e non siamo bravi a capire.
Siamo bravissimi però ad imitare.
Il più bell gioco dei bambini è quello del....facciamo che noi eravamo....
Allora forse per capire la meccanica quantistica dovremmo giocare a fare che noi eravamo scienziati.
Che poi è quello che ho proprio fatto in questi post  
chiedendo scusa a tutti voi.

[Il_Dubbio]

Ad una particella è associata una onda di probabilità .

Al dire il vero è problematica anche questa affermazione.
Io ho distinto il loro comportamento in ondulatorio o particellare in quanto l'unica fase di interesse fisico è proprio il loro comportamento durante la misura (ammesso si possa parlare di misura anche quando le due fenditure, nell'esperimento omonimo, sono aperte). Cosa esse siano prima di questa fase di misurazione non è dato saperlo. Quello che chiami "onda di probabilità" in realtà con l'onda o meglio, con il comportamento ondulatorio credo abbia poco da spartire. Quello che chiami "onda di probabilità" potrebbe essere inteso come evoluzione del sistema o come una sua descrizione in un dato istante. Questa descrizione poi non è una descrizione classica. L'onda di probabilità è una forma pittoresca per descrivere ciò che succede a tali sistemi quando essi non sono sotto la presssione di una misura fisica. E ciò che succede a questi sistemi quando non sono sotto la "luce di un riflettore" è descritto matematicamente da un ente matematico chiamato funzione d'onda che con precisione (appunto) matematica descrive in modo deterministico la sua evoluzione. Ma questi geni della fisica fanno evolvere in modo matematico e deterministico "oggetti" (chiamiamoli tali solo per cortesia) che con la particella come noi la intendiamo non hanno nulla da spartire.
Quindi è problematica la tua affermazione in quanto non è possibile affermare che si associ ad una particella un'onda di probabilità poichè questa affermazione farebbe pensare come se ci sia una particella a cui si associa un'onda di probabilità. Mentre prima di una misura non è possibile parlare ancora dell'esistenza di una particella. Per quanto riguarda l'onda di probabilità essa è solo una descrizione matematica, e come per gli enti matematici di un certo tipo, che Platone inseriva in un mondo platonico (non reale), nemmeno quella esiste.

[iano]

Prima della misura io posso parlare di una particella,in quanto l'esperimento consiste nel lanciare particelle contro uno schermo.
Il comportamento della particella non è quello classico a causa dell'interposizione delle fessure.
Questo esperimento da sempre lo stesso risultato.
Data la causa si ottiene un effetto prevedibile e verificabile,quindi in modo deterministico.
Nessuna teoria classica si presta a inglobare questo esperimento.
Quindi proviamo a costruirne una nuova.
Questa nuova teoria deve avere dei requisiti.
Oltre ad inglobare l'esperimento deve permetterci di prevedere l'esito di tutti i nuovi esperimenti che sono impliciti nella teoria.
Se questi nuovi esperimenti vengono verificati la teoria è utile.
Essa in effetti ci consente non solo di inglobare l'esperimento nuovo,ma anche tutti i casi previsti dalla teoria classica.
La,teoria classica parlava di particelle.
Quella nuova no.
Parla di altro.
Apparentemente continua a parlare di particelle,ma in effetti prende solo a prestito un termine usato nella teoria classica,allo stesso modo che per spiegare le frazioni si prendono in prestito le torte.
L'uso delle torte ci rende più familiari le frazioni,in quanto le torte ci sono familiari.
Questa familiarità introdotta dalle torte è un valore aggiunto alla teoria delle frazioni?
Ovviamente no.
Le particelle della teoria classica hanno un corrispondente nel nostro mondo percettivo.
Questo ci rende la teoria più familiare,ma la teoria classica a rigore non ha nulla a che fare con 
le particelle della nostra percezione.
Ciò rende più utile  la teoria?
Ce la rende solo più familiare?
Dal punto di vista strettamente fisico che valore dobbiamo dare,a questa familiarità.
ZERO.
La meccanica quantistica non ha questo carattere di familiarità.
Dal punto di vista fisico che valore dobbiamo dare a questa mancanza di familiarità?
ZERO.

[Il_Dubbio]

Prima della misura io posso parlare di una particella,in quanto l'esperimento consiste nel lanciare particelle contro uno schermo.
Il comportamento della particella non è quello classico a causa dell'interposizione delle fessure.

...è come se io spedissi delle banconote. Nel tragitto diventassero dei coriandoli e solo se trovassero una sola fenditura aperta ritornerebbero ad essere le stesse banconote iniziali.

E' una bella idea non trovi?

Ora per spirito di indagine che penso ci accomuna, secondo te se quelle banconote trovassero una fenditura aperta possiamo dire che prima fossero coriandoli o siano sempre rimaste banconote?
E sulla strada, durante il tragitto, come fanno a sapere come "comportarsi" (se rimanere coriandoli o banconote) se non sanno cosa il nemico (colui il quale deciderà la loro sorte, chiudendo o lasciando aperto una fenditura) ha deciso di fare?

Non so come la pensi, forse mi darai la tua versione, ma parlare di particelle che vengono lanciate contro le fenditure comporta il dover ammettere che una volta lanciate come particelle essere siano in grado di stabilire in anticipo quale comportamento adottare prima ancora che si sia deciso quale esperimento fare su di loro.