Princìpi d'indeterminazione: solo una descrizione sbagliata?

Ebbene sì, come il premio Nobel per la Chimica Ilya Prigogine, neppure io credo all'interpretazione soggettivista ("di Copenhagen") della meccanica quantistica. L'idea che per esempio un elettrone non abbia una posizione finché non arriva qualche essere umano a guardarlo, momento nel quale magicamente viene "estratta" da Dio una posizione tra le varie (o infinite) possibili, è semplicemente assurda. Schrödinger ha dimostrato la paradossalità di questa idea (con la storiella del gatto), ma tutto quello che gli hanno risposto i sacerdoti del quanto è "Eh già, certo che il mondo è proprio bizzarro!".

Prigogine ha svelato il segreto del collasso della funzione d'onda, mostrando come non si tratti di magia né di un ruolo miracoloso dell'osservatore umano: più prosaicamente, la funzione d'onda collassa quando interagisce con una struttura persistente e macroscopica. I nostri occhi o qualunque altro strumento usato per osservare sono strutture macroscopiche persistenti; se lascio il microscopio acceso e vado a farmi un caffé al piano di sotto, l'apparato di osservazione continuerà anche senza osservatore a far collassare le funzioni d'onda, per esempio individuando singoli elettroni in una posizione precisa. Il gatto di Schrödinger purtroppo verrà ucciso, se la macchina collegata ad un atomo radioattivo (che già di per sé è una struttura persistente e, in questo contesto, "macroscopica") rivelerà il suo decadimento: questo avverrà anche in assenza di cinici osservatori della macabra scena.

Ora, un aspetto su cui ho riflettuto, collegato a questo ma parzialmente diverso, è il principio di indeterminazione di Heisenberg. In una delle sue numerose formulazioni equivalenti, dice che quanto più precisamente si determina la posizione di una particella, tanto meno precisamente se ne può determinare la quantità di moto (che è il prodotto della massa e della velocità). Il principio è giusto, anche se forse espresso male; quella che mi puzza è la sua interpretazione, che ancora una volta piega sul mistico: l'osservatore umano, secondo i soliti sacerdoti del quanto, può decidere se conferire alla particella attraverso la misurazione una posizione precisa, ma in tal caso fa sprofondare nell'inconoscibile la sua quantità di moto; oppure viceversa.

In realtà è la predisposizione di una misurazione che determina in che modo faremo collassare l'onda e quindi quale grandezza "determineremo".

Dicendo che non sono d'accordo con l'interpretazione magica, chiarisco che non sto affatto dicendo che secondo me la particella abbia una posizione e una quantità di moto ben precise: se dicessi questo, starei riesumando una teoria da ciarlatano delle "variabili nascoste", mentre si è dimostrato da decenni che questa posizione (a cui pure credettero grandi geni come Albert Einstein) non regge. E non solo non regge, neppure mi piace, in un certo senso: sarebbe un ritorno alla vecchia fisica newtoniana delle traiettorie e del determinismo, ancorché si tratterebbe di traiettorie e determinismo "occulti".

No, l'approccio corretto è proprio quello opposto: il principio di indeterminazione esprime (male) una realtà fisica, non un'illusione o un semplice errore di misura. Il punto è che se mi pongo la domanda sbagliata, avrò la risposta sbagliata. Domandare "Qual è la posizione di quella particella?" è semplicemente una domanda sbagliata.

A pensarci bene, esistono molti esempi del fatto che cercare di fare rientrare una realtà fisica in uno schema sbagliato conduce a qualche tipo di indeterminazione e a meccanismi "tipo collasso della funzione d'onda". Do qualche esempio, con l'avvertenza che non ogni esempio si pone in una forma che corrisponde esattamente al caso dell'indeterminazione quantistica.

  • La temperatura di una porzione di materia in equilibrio termico è l'energia cinetica media delle molecole che lo compongono. Vero. Se si tratta di un gas monoatomico ideale, l'energia cinetica è solo di tipo traslazionale: la sua temperatura T è una funzione delle velocità degli atomi. Se pongo un termometro, alla temperatura iniziale T0, all'interno di un gas di questo tipo in equilibrio termico, la misurazione della temperatura si sposterà in modo prevedibile da T0 a T seguendo una legge esponenziale; in effetti, non avremmo bisogno di aspettare che il termometro raggiunga la temperatura T per capire che è lì che andrà a finire: basterebbe calcolare l'asintoto della curva sul grafico della temperatura rispetto al tempo sulla base delle misurazioni dei primi istanti. E fin qui tutto chiaro. Qual è però la temperatura di una porzione di materia non in equilibrio termico? per esempio di due gas a temperature diverse T1 e T2 che sono stati appena miscelati e non hanno ancora avuto il tempo di raggiungere l'equilibrio? In linea di principio, potremmo pur sempre calcolare l'energia cinetica di ogni molecola della miscela e stabilire una grandezza che, formalmente, ricorderebbe la temperatura, ma non sarebbe la temperatura (le leggi dei gas non varrebbero per una miscela di questo tipo finché non venisse raggiunto l'equilibrio termico). In pratica, poi, la temperatura della miscela sarebbe incalcolabile se non sapessimo le temperature e le quantità dei gas componenti. Se ponessimo il termometro a contatto con la miscela, la misura non progredirebbe esponenzialmente da subito verso un risultato preciso; non potremmo prendere il grafico della temperatura rispetto al tempo nei primi istanti e calcolare l'asintoto, perché per esempio se ponessimo il termometro in una zona a prevalenza di gas caldo avremmo un risultato diverso da quello che avremmo ponendo il termometro in una zona a prevalenza di gas freddo; l'andamento stesso del grafico sarebbe confuso ed irregolare. Ecco una relazione di indeterminazione: più piccolo fosse il termometro, più imprecisa sarebbe la misura della temperatura, perché maggiormente soggetta alle oscillazioni locali. Ma un termometro piccolo equivale a dire una posizione precisa del gas misurato: non si può conoscere simultaneamente una posizione precisa della porzione di materia misurata e una misura precisa della sua temperatura. È la temperatura che è generata casualmente dalla nostra misurazione (intepretazione di Copenhagen), oppure semplicemente parlare di "temperatura" in un caso del genere è impreciso, e siamo noi, imponendo ad un oggetto di quel tipo lo schema "temperatura" (che vale solo in un caso astratto di equilibrio termico), a determinare le fluttuazioni casuali e l'indeterminazione? È vero però che col tempo (grazie alla creazione di correlazioni tra le molecole) la miscela termicamente squilibrata collasserà in una sostanza a temperatura ben definita e alla fine avremo una lettura della temperatura.
  • Quanto sono lunghe le coste italiane? La lunghezza delle coste è un problema curioso, che ha dato nascita alla teoria dei frattali. Si può dimostrare che, se la forma dell'Italia fosse un frattale (e in effetti è qualcosa del genere), le sue coste avrebbero lunghezza infinita. Se misuro la lunghezza delle coste dell'Italia su una mappa con un certo ingrandimento, otterrò un valore; ma se ingrandisco i dettagli, vedrò che dentro ogni golfo o punta sono presenti insenature più piccole, e che quindi il perimetro è maggiore di quanto sembrava ad un livello di dettaglio maggiore; però, anche queste insenature più piccole sono a loro volta costituite da una serie di insenature ancora più piccole e così via, fino ad arrivare ad un livello di dettaglio di pochi metri, livello a cui la costa ha una forma che cambia ad ogni onda e ad ogni marea. Il paragone con il principio di indeterminazione quantistico qua è più vago (non c'è un intervallo che si allarga in corrispondenza di un intervallo che si restringe), ma l'idea di fondo resta: se voglio imporre alla realtà una descrizione inadatta (ed è ormai riconosciuto dai geografi stessi che il concetto di "lunghezza di una costa" in pratica non ha senso), incappo nell'indeterminazione, nel senso che, a seconda della precisione con cui regolo un parametro, l'altro parametro che sto osservando varia in un modo che non è compatibile con l'idea che sia una "variabile nascosta". Un tempo si pensava che la lunghezza di una costa fosse un valore ben definito ma sconosciuto, che si poteva conoscere meglio affinando gli strumenti di misura; in realtà l'affinamento degli strumenti di misura, arrivando fino ad usare un righello con cui misurare ogni centimetro di spiaggia lungo tutto il Tirreno, lo Ionio e l'Adriatico, non permetterebbe di definire meglio quanto è lunga la costa italiana, al contrario darebbe ad ogni misurazione più fine un risultato più divergente! Chi da questo concludesse che la costa italiana ha una lunghezza che viene generata casualmente da qualche processo magico legata alla lunghezza del nostro righello (interpretazione di Copenhagen), sarebbe alquanto fuori strada. È il nostro modello di "perimetro", che si applica bene ad un pentagono o anche ad un ellisse, che non è adatto a descrivere un frattale.
  • Qual è il momento in cui c'è un suono? Questo è un esempio classico, ed è finora l'unico veramente pertinente - e non a caso, visto che sia i suoni sia le particelle "sono fatti di onde", o meglio "hanno natura ondulatoria". Un suono "puro", composto da una sola onda ad una determinata frequenza (tipo quello prodotto da un diapason, o meglio da un sintetizzatore), è un'oscillazione periodica della pressione dell'aria: essendo un fenomeno periodico ha durata infinita, possiamo conoscere con precisione assoluta la sua frequenza ma non esiste affatto un momento in cui il suono si produce. Per avere un suono (un "treno d'onda", ossia una sequenza silenzio-onde-silenzio), serve uno spettro di frequenze più ricco; si può dimostrare che esiste un rapporto di proporzionalità inversa tra l'ampiezza spettrale di un treno d'onda e la sua durata: vale a dire, ritroviamo un principio di indeterminazione perché quanto più stretto è l'intervallo di tempo nel quale passa il treno d'onda, tanto più ampio è l'intervallo di frequenze che compongo quel suono. Il punto è che una eventuale descrizione semplicistica del treno d'onda come un qualcosa che abbia una frequenza precisa e un momento preciso in cui si verifica istantaneamente, è una descrizione inadatta ad essere imposta sulla realtà. La costruzione di uno strumento che "misuri" la frequenza non potrebbe che risolversi nella costruzione di un filtro che, su base arbitraria, selezioni casualmente una delle linee dello spettro; se il filtro fosse costruito sulla base della creazione di interferenze casuali fino all'estrazione di una sola frequenza dal timbro sonoro, avremmo un meccanismo molto simile al collasso della funzione d'onda. Quest'ultimo aspetto può essere meglio compreso con un esempio finale, che non riguarda più l'indeterminazione ma solo il collasso della funzione d'onda.
  • Si pensi a quello che succede quando un treno d'onda viene forzato in uno spazio finito, per esempio un soffio (che è un treno d'onda molto irregolare di variazioni di pressione dell'aria) che viene incanalato nella cavità di uno strumento musicale, o una vibrazione disordinata (come quella prodotta da un plettro su una corda di chitarra) che viene irregimentata entro una corda tesa di lunghezza finita; il treno d'onda "si filtra" e si trasforma in una sovrapposizione di onde stazionarie (cioè di onde la cui lunghezza è un sottomultiplo della lunghezza della cavità o della corda a cui sono vincolate). Il collasso della funzione d'onda è un processo con una vaga analogia con la "stazionarizzazione" (parola che mi sono inventato al momento) di un treno d'onda; questo perlomeno se pensiamo che il collasso sia un fenomeno e non una magia come credono i veggenti di Copenhagen. Sono cosciente del fatto che ci sia una significativa differenza: la funzione d'onda è già la miscela di qualcosa che si potrebbe dire simile (quando si tratti di sistemi con dei vincoli di un certo tipo, per esempio un elettrone attorno ad un nucleo atomico) ad onde stazionarie; col collasso, la funzione si riduce ad una delle onde pure componenti.

Qual è la conclusione? Sto solo buttando un sasso nello stagno e invito chiunque legga (ammesso che qualcuno lo faccia) a contraddirmi se ritiene di farlo. Mi pare però che la faccenda si ponga in questi termini:

  • Non c'è in fondo niente di così strano nel principio di indeterminazione di Heisenberg. Esprime semplicemente il fatto che la materia non è fatta di palline puntiformi con traiettorie ma da oggetti con carattere ondulatorio che evolvono in modo delocalizzato; interpretarle come palline introduce l'indeterminazione tipica delle "descrizioni sbagliate".
  • La misurazione non è una magia, è un processo fisico basato su interazioni che distorcono gli oggetti della misurazione facendoli ricadere in uno degli stati discreti previsti dall'apparato di misurazione.
  • Tutte le interazioni persistenti ("macroscopiche") hanno lo stesso effetto della misurazione: "fanno collassare la funzione d'onda".

Se pratico due fessure in uno schermo nero e invio un elettrone contro lo schermo, esso si "spalmerà" sullo spazio prima dello schermo come un'onda, come un'onda diffrarrà da entrambe le fessure, come un'onda interferirà con se stessa nello spazio dopo lo schermo. Abbiamo in questo caso un solo oggetto delocalizzato (una "nube") in uno stato miscelato.

Se pongo un rilevatore al di là dello schermo (per esempio una qualche superficie capace di impressionarsi quando colpita dall'elettrone), la superficie macroscopica di questo rilevatore innescherà un'interazione persistente con l'elettrone "spalmato". In un punto imprevedibile del rilevatore, l'elettrone sarà assorbito e ne impressionerà la superficie. Siccome tutta la nube è un solo elettrone, quando ciò avviene la nube si dissolve (non istantaneamente, è un processo). La probabilità che ciò avvenga in un punto piuttosto che in un altro del rilevatore rispecchierà le frange di interferenza della nube-onda.

Se ora faccio passare un flusso di fotoni nello spazio prima dello schermo, sarà l'interazione persistente con questo fascio di luce a determinare il collasso dell'onda in una traiettoria. A volte il fascio di luce sarà deviato dalla carica elettronica in un senso, a volte sarà deviato in senso opposto (a seconda di quale delle due semimiscele verrà "filtrata"), ma nello spazio al di là dello schermo con le fenditure non avremo più una nube con interferenze perché l'oggetto, già collassato e quindi privato delle sue caratteristiche ondulatorie (o meglio, con una riduzione delle proprie caratteristiche ondulatorie) passerà soltanto attraverso una delle due fessure.

NB: Si noti che Prigogine supera la matrice densità, evitando così la complicazione del passaggio dalla funzione d'onda alla probabilità (quindi non abbiamo più uno dei problemi dell'interpretazione "oggettiva" della funzione d'onda, e cioè il fatto che assumesse valori nell'insieme dei numeri complessi) ed introducendo l'irreversibilità temporale anche a livello microscopico. Prigogine usa direttamente la probabilità. Ho continuato a parlare di funzione d'onda per semplicità espositiva.

Una contraddizione:

"Se pratico due fessure in uno schermo nero e invio un elettrone contro lo schermo, esso si "spalmerà" sullo spazio prima dello schermo come un'onda"

"Tutte le interazioni persistenti ("macroscopiche") hanno lo stesso effetto della misurazione: "fanno collassare la funzione d'onda".

La lastra in fondo è più figa della lastra con le fessure? No, la prima ci da un'informazione e l'onda colassa, quella con le fessure non ci da alcuna informazione e l'interazione non collassa minimamente l'onda che anzi, si SPACCA in due invece di collassare :)

Allora qualcuno mi legge! wow

Be', in un certo senso è proprio così: lo schermo in fondo è "più figo" dello schermo con le fessure! Ciò che lo rende "più figo" è che non ha le fessure. :-)
Il primo schermo (meno figo) filtra la forma iniziale dell'elettrone (che possiamo immaginarci simile ad un'onda circolare) aggiungendo dei vincoli legati alla sua forma particolare, e la trasforma in una nube che ha una forma data circa dall'interferenza fra due sorgenti lineari o puntiformi (a seconda di come sono fatte le fessure); il secondo schermo (più figo) la fa collassare completamente in una roba localizzata.
Non ho detto a caso "completamente", perché in un certo senso già il primo filtraggio attraverso le fessure è un collasso parziale, un avvicinamento dalla pura forma di onda alla forma di particella.
Se prendo una sbarra rigida e la sbatto contro un tavolo, innesco un processo al suo interno in cui i vincoli dati dalla forma dell'oggetto filtrano molto velocemente le onde meccaniche che l'urto ha scatenato facendo sopravvivere solo le onde stazionarie con lunghezza d'onda sottomultipla della lunghezza della sbarra. Se tengo fermo con un dito l'oggetto vibrante a metà della sua lunghezza, aggiungo un altro vincolo che uccide alcune delle armoniche. Il collasso dell'onda iniziale in un'onda "molto meno onda" (ridotta da un'onda circolare alla figura di interferenza di due sorgenti, che è un oggetto più localizzato) dopo il passaggio attraverso le due fessure e poi in un'onda così collassata da comportarsi come una particella all'urto contro lo schermo senza fessure, è un processo simile.

D'altronde, potremmo fare un esperimento.
Mi sembra di capire che tu dici che la differenza fra il primo schermo non è data dalle fessure ma dal fatto che l'osservatore misura la traccia dell'elettrone sul secondo schermo e non sul primo. Le fessure non fanno la differenza? Allora potremmo anche chiudere le fessure del primo schermo; in quel caso l'onda collasserebbe (cioè si localizzerebbe) sul secondo schermo o sul primo?
In realtà proprio il fatto che l'onda arrivi al secondo schermo come frange di interferenza dovrebbe spingere verso un'interpretazione realista, perché dimostra che l'onda è stata manipolata dalla realtà oggettiva prima che entrasse in ballo un qualsiasi osservatore. Le due fessure hanno reso l'onda un oggetto maggiormente localizzato, le frange, più simile ad una particella (in fondo una particella non è altro che il caso estremo delle frange, una frangiatura distribuita come un delta di Dirac).

Ciao, grazie del commento e scusami se ho detto delle imprecisioni, non sono un esperto e sto cercando di capirci qualcosa in più! ;-)

mhm... ho un dubbio

Per quanto riguarda le misurazioni degli elettroni si afferma (con uno strano compiacimento) di poter solo misurare o la velocità o il punto in cui "si trova"...

Non sarebbe più sensato cercare di riportare il tutto ad un livello più Newtoniano cercando di trovare il "cosa" che impedisce questa misurazione simultanea.
Le teorie da "ciarlatano" delle variabili nascoste forse è meno sciocca di quello che sembra...
Non intendo dire che l'elettrone abbia un modo d'agire che è sempre identico e ignoto a noi; intendo porre il concetto di probabilità nel posto a lui più consono ovvero "la porzione di cervello che ha smesso di cercare le cause"...

La soluzione più semplice, come spesso accade in natura e in fisica, è probabilmente quella a cui tendere.

Insomma... volete veramente affermare che l'infinitamente piccolo componga l'infinitamente grande in modo "casuale"?

Eviterei di creare una nuova religione.

Personalmente ho sempre pensato che l'agire caotico dell'elettrone sia subordinato a qualcos'altro... cosa?
Non ne ho la più pallida idea...
Sarebbe giusto che qualcuno più ferrato si ponesse questa mia semplice domanda piuttosto che "credere" alle probabilità come qualcosa di tangibile.

Le variabili nascoste

Le teorie (locali) delle variabili nascoste sono "da ciarlatani" nel 2007, non lo erano certo in passato; basti dire che Einstein ne era un sostenitore.
Sono diventate teorie da ciarlatani dal 1982, quando Alain Aspect ha dimostrato con un esperimento che ogni teoria locale a variabili nascoste è falsificata dall'esperienza. Questo esperimento si basava in buona sostanza sul realizzare concretamente un esperimento ideale concepito da Einsten ed altri nel quasi mezzo secolo prima; l'esperimento "impossibile" secondo Einstein, che avrebbe falsificato la meccanica quantistica, è stato invece riprodotto e ha falsificato ogni possibile teoria che preveda che il moto dei fotoni sia regolato da quantità "nascoste" relative ad ogni singolo fotone.
L'esperimento è davvero stupefacente, quindi ti consiglio di cercarne una descrizione (anche sul Web) perché sicuramente ti convincerà che nel mondo avviene qualcosa di molto molto insolito rispetto al nostro "senso comune" newtoniano; resto però dell'idea che per spiegare ciò non serva ricorrere alla magia di Copenhagen (quella sì, una nuova religione).

Calma :)

E' vero quello che dici se lo interpreti oggettivamente. In realtà l'onda non viene affatto manipolata. L'interpretazione classica è retroattiva. Quando misuri la particella ALLORA nel passato l'onda è stata manipolata. Misurandola le dai forma oggettiva e quindi si può dire che è successo qualcosa. Comprendo che sia strano, ma fisici di calibro mondiale non sono ancora riusciti a dimostrare che non sia così, e questa interpretazione rimane la più solida, possiamo fare congetture ma senz'altro non è così semplice. Si tratta di un'onda di probabilità di posizione di un oggetto fisico materiale, è il suo fantasma che diventa reale alla misurazione. Quando misuri, esso può assumere forma solo lungo le traiettorie permesse. Ricordiamoc he il collasso della funzione d'onda è reversibile e altri esperimenti dimostrano che perfino la sola conoscenza del sistema ne altera lo stato, senza bisogno di una misurazione invasiva.

Ecco...

"Quando misuri la particella ALLORA nel passato l'onda è stata manipolata."

Questa frase, che è in effetti una logica conclusione che si potrebbe trarre dall'interpretazione di Copenhagen, dimostra appunto che l'interpretazione di Copenhagen è assurda. Questi non sono i fatti sperimentali ma sono un'interpretazione idealista dei fatti sperimentali. Non c'è nessun esperimento che abbia dimostrato una cosa tanto bislacca, anche perché vorrei vedere come si può costruire un esperimento capace di dimostrare o falsificare questa cosa. Lo stesso concetto di esperimento e lo stesso metodo scientifico, che si basano sull'esistenza di nessi causali ecc., perderebbero significato se fosse possibile una simile magia. Se ci pensi bene, anche la frase in sé non ha senso... cosa vogliono dire le parole "se" e "allora" in questo contesto? Il "se" viene dopo l'"allora"!?

D'altronde si possono creare paradossi a iosa su questa faccenda. Senti questa storiella sul gatto di Schrödinger. Il gatto, come sai, potrebbe venire ucciso dall'imprevedibile decadimento di un atomo. Poniamo che il gatto sia enorme, sia una tigre di Schrödinger. La tigre dorme vicino all'atomo che potrebbe decadere. Se l'atomo decade, attiva una reazione a catena che uccide la tigre. Se l'atomo non decade prima dell'alba, la tigre si sveglia, esce dalla gabbia e uccide lo scienziato che doveva fare la misurazione. A mezzogiorno, lo scienziato arriva nel laboratorio e fa la misurazione sul decadimento dell'atomo e scopre che l'atomo non è decaduto; ciò provoca il risveglio della tigre numerose ore prima e l'uccisione dello scienziato stesso all'alba da parte della tigre. Allora chi ha fatto la misurazione??

"altri esperimenti dimostrano che perfino la sola conoscenza del sistema ne altera lo stato, senza bisogno di una misurazione invasiva"

Non riesco a concepire una forma di conoscenza che non implichi un qualche tipo di misurazione e non riesco a concepire una misurazione che non sia in qualche modo invasiva (specialmente se, come dimostrano gli esperimenti, le nubi quantiche hanno caratteristiche di non-località).

un commento

Ciao

Non sono un fisico, ma un appassionato di questi argomenti (perdoneranno i fisici,si spera,gli strafalcioni).
Allora, innanzitutto la storia che l'osservatore cosciente abbia un'influenza nel collasso della funzione d'onda è solo un'interpretazione. Ciò che ne ho dedotto è che l'ipotesi in cui si dice che l'osservatore cosciente sia determinante per la creazione della realtà, è la più plausibile se vista all'interno della m.q. e dei suoi numerosi esperimenti, diventa quasi ridicola (io toglierei anche il quasi) se la estrapoliamo da lì.
Cosa succede al gatto quando noi non guardiamo, sembra essere la domanda a cui non si vuole rispondere, o forse non si può. Esiste però un possibile esperimento chiamato Felix, ed ideato da Penrose (noto fisico-matematico) che ricreerebbe l'atmosfera, anche se non ci sarà nessun gatto in pericolo, del famoso paradosso L'idea sperimentale è quella di appurare se il collasso della funzione d'onda sia oggettivo e sotto una "spinta gravitazionale" (i termini sono miei, ma l'esperimento è serio).
Tutte le altre teorie, compresa la decoerenza (che se non ho capito male è quella accennata sopra a firma di Pingitore) sono in contrasto con ciò che si conosce.
Penrose, che non è un ciarlatano, pur non credendo nella coerenza di qualsiasi teoria che preveda un osservazione cosciente atto a determinare il collasso della funzione d'onda, attribuisce alle teorie che la eliminerebbero poca credibilità (compresa la decoerenza ambientale), tanto da essere spinto a creare una nuova teoria, questa volta però con un esperimento e una previsione, ovvero qualcosa di piu di una interpretazione.
In fondo il senso è quello di credere che la m.q. sia sbagliata o da correggere.

E' strano infatti:
Se il mondo microscopico è tenuto assieme da una teoria in cui dice che niente è oggettivo (sulle variabili nascoste non so dire nulla perchè non ho ancora compreso cosa si intenda matematicamente col termine "variabile")dall'altra parte abbiamo la pretesa di credere che il mondo macroscopico sia oggettivo. Non esiste,però, un passaggio naturale da un mondo all'altro o un punto di non ritorno, o qualcosa che ci faccia capire cosa possa succedere in una zona di universo in cui non esista osservatore cosciente. Noi sappiamo, per esperienza, che una volta arrivati in quella zona, tutto ci apparirà come se fosse sempre esistito. La m.q. sembra infatti sostenere che la realtà, quel mondo reale creato dal collasso della funzione d'onda, vien ad essere solo in quel preciso istante, e che una volta arrivati lì, tutte le sovrapposizioni di autostati collassano in un preciso stato Reale dandoci anche una storia che unirà passato e presente in un sol istante.
E' tutto molto assurdo... o è sbagliata la m.q. oppure c'è una ragione che va però ricercata e dimostrata.

Ho sbagliato il nome del

Ho sbagliato il nome del fisico, è: Prigogine. :)

Ciò che ho voluto dire è che l'idea che lo strumento di misura sia una struttura persistente e macroscopica è appesa nell'aria. Che vuol dire "Persistente"? In fondo anche lo strumento di misura è composto da particelle elementari. E' questo ciò che vien mosso principalmente contro questa teoria, che quindi rimane non dimostrata.

Indeterminazione

Per quanto riguarda invece il principio di indeterminazione, il ragionamento che hai fatto (parlo a mv)è ribaltato in virtù di ciò che ho appena detto.
Perché primo:se non si può stabilire, con le conoscenze attuali, il confine tra il micro e il macro, non è possibile indicare anche quando è valido questo principio e quando non vale più. Secondo: se il principio è giusto e non c'è nulla di oggettivo prima di un'operazione di misura, non vedo perché dovremmo preoccuparci se all'atto della misurazione "solo" ciò che viene misurato risulta essere oggettivo.
Da ciò che ne ho potuto capire, un sistema quantistico non può dirci nulla di se, può solo rispondere a singole domande ben precise. Infatti hai detto: Domandare "Qual è la posizione di quella particella, è semplicemente una domanda sbagliata".
Infatti, da ciò che ho capito io, è una domanda sbagliata. Forse la domanda piu giusta sarebbe: sei in questa posizione?

Faccio un esempio (considera che sto solo dicendo ciò che ho capito io): presumiamo di avere un sistema quantistico e di marcare (con un esempio fantasioso) il sistema con rosso e nero, e chiaro e scuro. Questi sono le informazioni complementari, i possibili stati del sistema.Il principio di indeterminazione ci dice che non posso sapere con precisione se un sistema, al momento della misurazione, sarà di colore rosso e nello stesso tempo se sarà anche chiaro o scuro. Se con un esperimento cerco di capire con precisione che il sistema è rosso, le informazioni complementari (chiaro o scuro)saranno in sovrapposizione (questo è cio che credo dica il principio).
Quindi ciò che collassa è la funzione d'onda (di probabilità) della singola informazione che vogliamo ottenere, non entrambe. All'atto della misurazione, infatti, tutto il sistema, che noi ritenevamo oggettivo, rimarrà in sovrapposizione tranne la singola risposta alla singola e precisa domanda che per esempio potrebbe essere: sei di colore Rosso?

La domanda che rimane senza risposta è: cosa fa collassare la funzione d'onda?
Se all'atto della misurazione il sistema collassa perché è in presenza di una struttura persistente e macroscopica dovremmo ritenere che anche tutte le altre informazioni diventino "oggettive" ma nascoste solo per una motivazione tecnica? Così però non sembra essere da ciò che si evince da vari esperimenti in cui si è stabilito (almeno fino ad ora) che non c'è nulla di "nascosto", ma semmai di sovrapposto.
In altre parole, io potrei anche accendere un rivelatore, da cui si ricava se il sistema quantistico (nel mio fantasioso esempio) sia nello stato di "rosso", andarmi a fare un caffe, ritornare, e ritenere che sia stato il macchinario a far collassare il sistema (cosa da dimostrare); il problema è domandarsi se a collassare è tutto il sistema, o la singola informazione (rosso o nero) anche se la struttura persistente è stata accesa per rivelare solo il colore.
La magia sarebbe darmi una risposta sensata a questa domanda.
Da ciò che ne ho potuto capire io, la risposta è: collassa solo la funzione d'onda della la singola informazione.

Cosa succede quindi quando si passa dal micro al macro di così interessante perché le informazioni diventino tutte oggettive senza che sia determinate la presenza di un osservatore cosciente, rimane un mistero. La risposta sembra essere proprio quella che hanno dato i sacerdoti del quanto è "Eh già, certo che il mondo è proprio bizzarro!", mettendo in evidenza che non esiste nulla di oggettivo,tranne solo ciò che noi vogliamo osservare.
Io non ci credo, ho dei forti dubbi che sia proprio così e alcuni dubbi li ho scritti nel mio primo intervento.

n.b.
ripeto, non sono un fisico, quindi se ci sono errori madornali da correggere fate, e per quanto sia possibile,mi piacerebbe molto di piu leggere chiarimenti e approfondimenti da parte di qualcuno che conosca la materia.

Teoria Molti mondi

Una possibile spiegazione che ha molto credito fra i fisici è la teoria dai molti mondi di Everett, che afferma che nessun collasso avviene ma tutti i possibili stati vivono in parallelo. In pratica nell'esperimento ideale in cui ha come protagonista il gatto, la soluzione è che il gatto viva in un mondo e in un altro risulti morto. Lo sperimentatore quando aprirà la scatola giungerà sempre alla conclusione che il gatto abbia solo il 50% di probabilità di sopravvivere, ma in realtà il gatto non muore mai!
Il paradosso parte da qui: se non fosse il gatto ad entrare nello scatolo ma lo stesso sperimentatore, lui sperimenterebbe su se stesso la sua immortalità. L'esperienza infatti di essere morto non potrà raccontarla a nessuno, invece con suo stupore noterebbe, e lo racconterebbe a se stesso, di uscire dallo scatolo sempre vivo, per cui su se stesso la probabilità di rimanere vivo è del 100% anziché del 50% come è dell'osservatore esterno.

Non so se è bislacca la teoria ai molti mondi, o la m.q. nel suo insieme, cmq di paradossi ne escono a iosa :)
Potremmo avere migliaia di anni e non rendercene conto; ogni volta che moriamo per gli osservatori esterni, in realtà per noi la vita non ha mai fine. Come si fa a credere a una cosa di questo genere? bho?

Micro-macro, molti mondi ecc.

Innanzi tutto, grazie dei commenti e dell'interessamento. Neanch'io sono un fisico, sto solo cercando di capirci qualcosa di più, però vedo che il sasso (particella) nello stagno sta creando un po' di cerchi (onde) e mi fa piacere.

"Allora, innanzitutto la storia che l'osservatore cosciente abbia un'influenza nel collasso della funzione d'onda è solo un'interpretazione."

Verissimo. E secondo me è un'interpretazione sbagliata. Nelle formule della meccanica quantistica verificate dagli esperimenti, infatti, non sta scritto quello.

"Se il mondo microscopico è tenuto assieme da una teoria in cui dice che niente è oggettivo [...] dall'altra parte abbiamo la pretesa di credere che il mondo macroscopico sia oggettivo"

Ritengo che sia filosoficamente inaccettabile qualunque posizione che neghi l'oggettività del mondo, tanto microscopico quanto macroscopico, per non parlare del fatto che senza oggettività resta del tutto infondato anche il metodo scientifico e quindi la scienza in generale. Uno scienziato che pretenda di aver dimostrato scientificamente che il mondo non è oggettivo fa la stessa figura di un dio che dettasse al suo profeta un testo sacro a favore dell'ateismo... Attenzione però a non confondere "oggettività" con "perfetta prevedibilità", "determinismo" e altri concetti che sono diversi perché appartengono al piano gnoseologico e non ontologico. La realtà è oggettiva ma il determinismo del tipo professato da Laplace non regge alle scoperte novecentesche.

"In fondo anche lo strumento di misura è composto da particelle elementari."

Sì ma sono tante e tenute insieme da una lunga storia di relazioni persistenti tra di loro. La differenza che fa Prigogine tra strutture macroscopiche persistenti e interazioni occasionali tra singole particelle a me sembra che abbia una base sensata.

"non si può stabilire, con le conoscenze attuali, il confine tra il micro e il macro"

Ovviamente non si tratta di un confine netto. In realtà è proprio l'interpretazione standard della meccanica quantistica che ha bisogno di un confine netto tra micro e macro. Per Prigogine, l'irreversibilità (la freccia del tempo) e altri aspetti della realtà esistono anche al livello microscopico, non compaiono "magicamente" al livello macroscopico. La differenza non è così drastica come per altri, secondo cui un aspetto decisivo della realtà, ossia la differenza fra passato e futuro, sarebbe una specie di "illusione" (così la pensava anche Einstein...) perché "inesistente" al livello della meccanica delle particelle elementari.

"Quindi ciò che collassa è la funzione d'onda (di probabilità) della singola informazione che vogliamo ottenere, non entrambe."

Questo avviene perché noi allestiamo un esperimento che fa collassare solo quello. Anche secondo la dinamica classica, se voglio definire la frequenza di un suono, devo rinunciare a definire la sua durata, e viceversa. Questo non è dovuto a qualche misterioso influsso dell'osservatore sul suono, ma semplicemente al modo in cui sono definite frequenza e durata.

"Se all'atto della misurazione il sistema collassa perché è in presenza di una struttura persistente e macroscopica dovremmo ritenere che anche tutte le altre informazioni diventino "oggettive" ma nascoste solo per una motivazione tecnica?"

La mia posizione è che le altre informazioni restano in uno stato non collassato (che però non è "non oggettivo"!) se non c'è una qualche interazione persistente con una struttura macroscopica che le faccia collassare.

"Cosa succede quindi quando si passa dal micro al macro di così interessante perché le informazioni diventino tutte oggettive senza che sia determinate la presenza di un osservatore cosciente, rimane un mistero."

Succede che le interazioni macroscopiche e persistenti sono così numerose da far collassare tutto. Ricordiamoci che non è decisivo che si tratti di vere e proprie "misurazioni", l'esistenza di osservatori coscienti è irrilevante. Però ribadisco che il concetto chiave non è "oggettivo" oppure no, anche una funzione d'onda non collassata rappresenta qualcosa di oggettivo secondo le interpretazioni materialiste. Un elettrone che sta viaggiando nel vuoto è oggettivamente distribuito su un volume come un'onda

"Una possibile spiegazione che ha molto credito fra i fisici è la teoria dai molti mondi di Everett, che afferma che nessun collasso avviene ma tutti i possibili stati vivono in parallelo."

Mi sembra una soluzione puerile. Gli altri mondi non li abbiamo mai visti e quindi dal punto di vista del metodo scientifico (rasoio di Ockham, falsificabilità ecc.) semplicemente non esistono. L'Universo è uno.

"In pratica nell'esperimento ideale in cui ha come protagonista il gatto, la soluzione è che il gatto viva in un mondo e in un altro risulti morto."

Come questa "soluzione" dovrebbe semplificare o spiegare le cose, mi resta del tutto oscuro. So che è una teoria molto popolare, ma credo sia fondamentalmente dovuto alle suggestioni da filmaccio di fantascienza che evoca e non alla sua potenza esplicativa, che è nulla. Non sarebbe più semplice e coerente con l'osservazione dire che viene "scelto" casualmente uno dei due percorsi, allora? Ad ogni modo, con uno o con molti mondi, continua a non essere chiaro in che momento avviene questa scelta: quando è il bivio? quando l'atomo decade o quando l'osservatore si degna di osservare cosa ne è stato del micio?

Esperimenti

mv da detto:
<<...Se ora faccio passare un flusso di fotoni nello spazio prima dello schermo, sarà l'interazione persistente con questo fascio di luce a determinare il collasso dell'onda in una traiettoria. A volte il fascio di luce sarà deviato dalla carica elettronica in un senso, a volte sarà deviato in senso opposto (a seconda di quale delle due semimiscele verrà "filtrata"), ma nello spazio al di là dello schermo con le fenditure non avremo più una nube con interferenze perché l'oggetto, già collassato e quindi privato delle sue caratteristiche ondulatorie (o meglio, con una riduzione delle proprie caratteristiche ondulatorie) passerà soltanto attraverso una delle due fessure.>>

P.s.
Io,devo essere sincero, non ho capito molto.
Tento di entrare nel merito.
Se il sistema quantistico viene fatto passare attraverso due fenditure vedremo l'interferenza sullo schermo. Se invece chiudiamo una fenditura, immediatamente (anche con sperimenti ritardati) vedremo il corpuscolo sulla parete infrangersi sullo schermo posizionato dopo la prima parete con una singola fenditura (non sempre però). Cioè non vedremo più l'aspetto ondulatorio del sistema.
Il problema è che non esiste un teorema che dice che onda e particella siano complementari, il principio di indeterminazione invece dice che piu vogliamo conoscere con precisione una informazione, l'informazione complementare sarà imprecisa. E' chiaro che è la chiusura di una fenditura a essere determinante perchè la nostra conoscenza del sistema (onda o particella) sia più netta.
Gli esperimenti a scelta ritardata hanno dimostrato infatti che la "particella sa" cosa noi vogliamo sapere anche se è gia partita, semplicemente chiudendo una fenditura dopo che è stata liberata. E questa se non è magia ci assomiglia. Quindi basta solo la nostra "intenzionalità" di conoscere precisamente un aspetto (ondulatorio o corpuscolare, traiettoria o la quantità di moto, o altri aspetti complementari) perché informazione che vogliamo ottenere sia piu precisa. Ci sono infatti tutte le quantità di informazione intermedie, che dipendono da come si imposta l'esperimento, quindi dipendono da l'intenzione dello sperimentatore.
Supponiamo di avere una sorgente che spara un fotone alla volta ogni 10 sec.. E' errato chiederci quale direzione abbia preso il fotone, esso si diffonderà circolarmente come un'onda. Se abbiamo un rivelatore ad una certa distanza, questo ogni tanto rivelerà la presenza del fotone/particella. Chiederci se il fotone ha preso la direzione del rivelatore è la domanda sbagliata. Il rivelatore può solo dirci che probabilità ha di intercettarlo. Tutte le possibili vie sono quindi sovrapposte,e a noi ci è dato sapere solo che abbiamo una probabilità di intercettarlo. Per cui il grandi maestri della fisica dicono (a ragione o a torto) che l'onda di probabilità non esiste nel mondo ma esiste nella nostra mente.
E' chiaro che i maestri della fisica ci parlano di interferenze, di onde che intersecano ecc.
Sembrerebbe che ci sia qualcosa di fisico, in effetti le onde elettromagnetiche qualcosa di fisico ce l'hanno, e a questo proposito mi piacerebbe che intervenisse un fisico in carne ed ossa a spiegarmi quando dobbiamo pensare a qualcosa di fisico e quando dobbiamo pensare a onde non "reali" proprie della fisica quantistica (ma anche un elettrone, o una molecola grande come un fullene si è dimostrato comportarsi come onda... ).
Se riusciamo infatti a non pensare ad un'onda fisica, ma solo a un'onda di probabilità non reale, sembra tutto molto più coerente (anche se rimane strano); se pensiamo invece ad onde fisiche, o, ancora peggio, a sparpagliamenti di elettroni sulla lastra dopo la doppia fenditura, secondo me in questo caso incominciano i casini veri e propri.

Molti mondi

mv ha scritto:

Non sarebbe più semplice e coerente con l'osservazione dire che viene "scelto" casualmente uno dei due percorsi, allora? Ad ogni modo, con uno o con molti mondi, continua a non essere chiaro in che momento avviene questa scelta: quando è il bivio? quando l'atomo decade o quando l'osservatore si degna di osservare cosa ne è stato del micio?

P.s.

E' una teoria che non cambia una virgola alla m.q. ed è una interpretazione (secondo me molto lontana da esserlo) del paradosso del gatto. Non esiste, secondo questa teoria (che come hai detto tu è indimostrabile), nessun collasso, che, ricordiamolo, non è previsto dalla m.q. ma che è solo un modo matematico per carpire la realtà che ci circonda (probabilistica).
Da ciò che ne ho potuto dedurre io, si ritiene che lo stato della percezione dell'osservatore sia entangled con lo stato del gatto. Quindi nella percezione dell'osservatore dovrebbe essere presente una sorta di sovrapposizione tra lo stato di percepire un gatto morto, e lo stato di percepire uno stato vivo.
Tutte le tue domande non trovano da nessuna parte una risposta coerente, come non lo è la m.q. in se. Una certa coerenza con l'osservazione infatti la ritroviamo (dal mio punto di vista)solo quando facciamo l'operazione di calcolarci la probabilità (la famosa e a me ignota regola del quadrato del modulo).
Per cui solo quando io guardo nello scatolo dovrebbe succede qualcosa (per me).
Effettivamente, ed in pratica, non saprei rispondere cosa succeda
"nel frattempo", e non so nemmeno se ci sia una risposta a questa domanda.

Determinismo

mv ha detto:
<<..Un elettrone che sta viaggiando nel vuoto è oggettivamente distribuito su un volume come un'onda...>>

<<...Attenzione però a non confondere "oggettività" con "perfetta prevedibilità", "determinismo" e altri concetti che sono diversi perché appartengono al piano gnoseologico e non ontologico. La realtà è oggettiva ma il determinismo del tipo professato da Laplace non regge alle scoperte novecentesche...>>

-----------

P.s.

Abbiamo una diversa opinione di cosa sia un oggetto, e quindi è normale non intendersi. Per cui, avendo trovato la differenza, si spiega anche tutto il resto.

Forse è giusto prima intendersi su concetti basi come quello di massa ed energia prima di continuare. O differenze tra massa e materia. Da quelle che sono le mie conoscenze, un fotone, per esempio, è privo di massa ma agisce anche come particella. L'elettrone non è privo di massa (se non ricordo male) ma gli si associa anche un'onda. Dipendentemente dal tipo di esperimento eseguito il sistema può svelarsi come onda o come particella (con massa grande come una molecola di fullene o priva di massa come un fotone).
Ora qual è il fatto strano? Di strano c'è che una singola particella ha la doppia veste di essere localizzabile oppure di non essere localizzabile. Tutto dipende da quale esperimento vogliamo adottare.

Così funziona nel mondo microscopico, invece nel mondo macroscopico, per ragioni ancora ignote, l'aspetto ondulatorio, non locale ecc., proprie della meccanica quantistica, non sono notabili. Questo non esclude però che nel prossimo futuro non si possa far sparire un gatto associandolo ad un'onda. Il gatto, come sembra venir fuori dal tuo ragionamento, sarà comunque "oggettivo" ma non localizzato, quindi non sarà determinabile la sua posizione.
L'esperimento del paradosso del gatto io lo leggo in questa maniera.

Domanda: senza l'osservatore cosciente che guarda dentro lo scatolo, il gatto è localizzabile oppure esiste (oggettivamente, come descrivi tu la questione) in una sovrapposizione in cui lo si vede vivo e morto nello stesso momento? La domanda piu semplice è, oggettivamente il gatto è vivo o è morto? La domanda chiaramente è rivolta non tanto a conoscere cosa sta facendo il gatto(se vive oppure no), ma a sapere se il tuo concetto di "oggetto" è da ricercare in uno dei due stati: gatto vivo/gatto morto, o in una sorta di sovrapposizione tra i diversi stati. Questo è il motivo per cui io, quando penso a qualcosa di oggettivo penso a qualcosa di determinabile e no a qualcosa di sovrapposto come lo è il concetto (da ciò che ho capito io) di funzione d'onda.
Quindi io non li confondo, per me è oggettivo che il gatto viva, oppure no, e non posso far altro che determinarlo. Se non posso farlo esso vive in una sorta di sovrapposizione. O come è per la teoria dei molti mondi,esso si diversifica in diversi universi.
Stessa cosa è per la singola particella: non posso pensare all'onda elettronica, prima di determinare la particella associata, come qualcosa di oggettivo rispetto all'elettrone. Se fosse valida invece la teoria dei molti mondi di Everett, tutte le possibilità sopravvivono, ma, per questo mondo, solo ciò che osservo ha una validità "oggettiva".

Oggettivo

P.s.

E' chiaro, mv, che per oggettivo si intende solitamente ciò che è (esiste) a prescindere dalla mia osservazione. Nella m.q., nell'infinitamente piccolo, tale oggettivazione non è possibile. Il salto quantico (come solitamente viene anche chiamato), quell'aspetto Reale, che sembra essere ciò che esiste per me, è derivabile solo dalla mia osservazione. Sempre che non intervenga un fattore ambientale, o di altro genere, a decretare, in un certo momento, la fine delle altre storie. Tale fattore però non è stato dimostrato. Fino ad ora la m.q. ha superato brillantemente tutte le prove sperimentali.
Il paradosso del gatto è il porta bandiera di chi ha ancora un dubbio se la m.q. la racconta giusta oppure no. Fino a che non sarà ricreato un esperimento atto ad osservare "sovrapposizioni" quantistiche anche in sistemi macroscopici il dubbio rimane. Prima di tale giorno, la m.q. quantistica ci racconta una storia in cui tutte le storie vivono in sovrapposizione, e che di oggettivo (cioè quel qualcosa che esista a prescindere dalla mia osservazione) non vi è nulla.

Gatti oggettivi

"Gli esperimenti a scelta ritardata hanno dimostrato infatti che la "particella sa" cosa noi vogliamo sapere anche se è gia partita, semplicemente chiudendo una fenditura dopo che è stata liberata."

Questa è un'illusione. Il fotone o l'elettrone se ne fregano di noi, semplicemente la particella non esiste finché l'onda non si schianta contro la parete, cioè contro una struttura macroscopica e persistente. La chiusura o l'apertura di fessure cambia la forma dell'onda e quindi cambia le probabilità che la stessa onda si schianti in vari modi contro la parete senza fessure, collassando in una particella cioè in un oggetto con una posizione (più) precisa. Ciò avviene del tutto a prescindere dall'osservatore e da ciò che egli vuole sapere.

"l'onda di probabilità non esiste nel mondo ma esiste nella nostra mente."

Questo è il punto. Io ritengo che l'onda esista nel mondo, tanto quanto la particella. Gli esperimenti che negano ogni possibile teoria delle "variabili nascoste" ci dicono secondo me esattamente questo: che l'onda ha un'esistenza reale e non è un semplice artificio matematico.

"Quindi nella percezione dell'osservatore dovrebbe essere presente una sorta di sovrapposizione tra lo stato di percepire un gatto morto, e lo stato di percepire uno stato vivo."

Se cominciassimo ad immaginare stati sovrapposti anche nelle osservazioni, sarebbe la fine di qualsiasi possibilità di applicare il metodo scientifico alla realtà. D'altronde non è così perché le osservazioni non hanno mai mostrato strati sovrapposti.

"Di strano c'è che una singola particella ha la doppia veste di essere localizzabile oppure di non essere localizzabile. Tutto dipende da quale esperimento vogliamo adottare."

Quello che io dico è che certi esperimenti localizzano un elettrone od un fotone, non nel senso che ci fanno scoprire la sua posizione, ma nel senso che danno all'elettrone ed al fotone una posizione. Questo vale non solo con degli esperimenti ma anche con dei fenomeni naturali e cioè in generale con l'interazione persistente con strutture macroscopiche.

"Così funziona nel mondo microscopico, invece nel mondo macroscopico, per ragioni ancora ignote, l'aspetto ondulatorio, non locale ecc., proprie della meccanica quantistica, non sono notabili."

Vero, le ragioni però non sono ignote. Sono dibattute, diciamo.

"senza l'osservatore cosciente che guarda dentro lo scatolo, il gatto è localizzabile oppure esiste (oggettivamente, come descrivi tu la questione) in una sovrapposizione in cui lo si vede vivo e morto nello stesso momento?"

Mi sembra assolutamente evidente a chiunque non creda nella magia che l'osservatore non abbia nessuna importanza. Ovviamente il gatto è "localizzato" (è un oggetto macroscopico) ed è o vivo o morto. Era quello che voleva dimostrare Schrödinger e che stranamente viene ancora messo in dubbio.

"quando penso a qualcosa di oggettivo penso a qualcosa di determinabile e no a qualcosa di sovrapposto "

Certo, è quello che siamo abituati a pensare. Secondo me la meccanica quantistica, se correttamente intesa, ci deve invece spingere a rivedere il nostro concetto di "oggettivo" ammettendo l'esistenza di "oggetti" che non hanno necessariamente una traiettoria ed una posizione, ma che assomigliano a nubi, onde ecc. Prigogine e la Stengers hanno detto apertamente che l'idea che ogni cosa oggettiva abbia una traiettoria è un pregiudizio. Sarebbe come pensare che ogni porzione di materia abbia una temperatura o che ogni suono abbia una frequenza. Solo porzioni di materia in equilibrio termico hanno una temperatura e solo suoni puri hanno una frequenza; in verità in natura non esistono né porzioni di materia in equilibrio termica né suoni puri.

"Il paradosso del gatto è il porta bandiera di chi ha ancora un dubbio se la m.q. la racconta giusta oppure no."

Niente affatto. Schrödinger non era Einstein. Einstein pensava che la meccanica quantistica fosse fondamentalmente sbagliata, immaginò degli esperimenti per falsificarla, questi esperimenti vennero provati successivamente e dimostrarono che Einstein aveva torto e che la meccanica quantistica aveva ragione. Schrödinger invece si oppone all'interpetazione "magica" della meccanica quantistica, non alle sue formule confermate dagli esperimenti; l'esperimento del gatto non avrebbe senso se gli atomi non decadessero e gli atomi decadono per ragioni che non possono essere spiegate da nessuna teoria precedente alla meccanica quantistica.
La meccanica quantistica la racconta giusta, ma ciò che racconta non può essere letto secondo l'interpretazione di Copenhagen.

Cordiali saluti e grazie dei tuoi puntuali commenti.

mv ha risposto a questa

mv ha risposto a questa frase:
"l'onda di probabilità non esiste nel mondo ma esiste nella nostra mente."
Così:
<<..Questo è il punto. Io ritengo che l'onda esista nel mondo, tanto quanto la particella. Gli esperimenti che negano ogni possibile teoria delle "variabili nascoste" ci dicono secondo me esattamente questo: che l'onda ha un'esistenza reale e non è un semplice artificio matematico...>>

P.s.

Einstein non sarebbe d'accordo (probabilmente) perché l'onda associata (per esempio) ad un elettrone scompare in tutto l'universo appena viene individuato la traiettoria (dell'elettrone). E nessuna informazione può viaggiare più veloce della luce, quindi non può essere un'onda fisica.
Se getto un sassolino nel laghetto e individuo il sassolino, l'onda non scompare. Diversamente l'onda associata all'elettrone non è un'onda che attraversa qualcosa (come il sassolino nell'acqua) ma è l'elettrone stesso a rappresentare il mezzo.
Ciò che, forse o almeno per me, ci fa dubitare di questa cosa è la figura di interferenza creata dopo la doppia fenditura. Sembra proprio il classico sassolino che scagliato sulla lastra prende la forma di un'onda.
Qui io mi fermo perché non ne so molto (ne vorrei sapere di più). So solo che far scomparire un'onda all'improvviso solo dopo aver tolto il sassolino dall'acqua è un concetto che non ci aiuta a capire di che "razza" di onda si stia parlando.

n.b.
-Sono molto puntuale nel rispondere, ma ricordiamoci che non siamo fisici, quindi le nostre opinioni sono molto vulnerabili. Spero che qualcuno più afferrato nella materia voglia aggiungere una sua visione piu scientifica -

Entaglement

mv ha scritto:
Secondo me la meccanica quantistica, se correttamente intesa, ci deve invece spingere a rivedere il nostro concetto di "oggettivo" ammettendo l'esistenza di "oggetti" che non hanno necessariamente una traiettoria ed una posizione, ma che assomigliano a nubi, onde ecc. Prigogine e la Stengers hanno detto apertamente che l'idea che ogni cosa oggettiva abbia una traiettoria è un pregiudizio.

P.s.

Io posso capire che non dobbiamo avere pregiudizi, ma resta ancora ignoto come questo pregiudizio possa scomparire.
Il fenomeno entanglement per esempio come lo spiegheresti?
Einstein fu sconfitto, le relazioni non-locali sono possibili. Ma come viene spiegato questo fenomeno? Non è una sorta di magia questa? Cosa significa che due particelle entanglement siano una cosa sola anche se messe a una distanza tale che non è possibile trasferimenti di informazioni?
Noi sappiamo che infatti, se cerco di conoscere lo stato di una di queste particelle relativamente ad una osservabile (per esempio spin su o giu)lungo una stessa direzione, l'altra si comporterà di conseguenza; se la prima la troviamo con spin giù la seconda sarà con spin su, e questo senza che vi sia nessuna possibilità di scambio di informazione tra le particelle o che le stesse abbiano avuto in precedenza una sorta di modulo di istruzione.
(tutto ciò è sperimentato)

Quello che noto è che ogni forma di "misurazione" si comporta alla medesima maniera. Se ho un'informazione sulla traiettoria della particella in osservazione non è più visibile la figura di interferenza. All'istante, e senza che sia possibile nessun scambio di informazione. Basta solo la nostra conoscenza della traiettoria perché la figura di interferenza scompaia ( anche se, da ricordare, esistono stati intermedi tra traiettoria e
figura di interferenza).

Allora il punto critico è questo: bisogna credere che sia l'ambiente ad essere determinante perché una traiettoria diventi "realtà" o basta una nostra "conoscenza" del sistema? E se fosse l'ambiente, in che modo sarebbe determinante perché lo stato entanglement (tra gatto, atomo radioattivo, contenitore del cianuro ecc.) decada in uno stato reale? C'è una spiegazione oggettiva oppure è solo un'altra un'interpretazione infondata, o fondata sulla sabbia?

La prima interpretazione di Copenaghen dava per scontato che fosse l'osservatore cosciente a stabilire (assieme al suo preciso esperimento) quale dei due (o infiniti) stati si realizzasse. La seconda interpretazione,e definitiva (a cui non aderì Schrödinger), asseriva che era sufficiente una <<...reazione termodinamica irreversibile...>> affinché lo stato non oggettivo diventi uno stato oggettivo. Gli scienziati di Copenaghen però non potevano sapere che la funzione d'onda può essere reversibile, primo; secondo è innaturale pensare che il mondo microscopico possa dipendere da eventi macroscopici, dovrebbe essere vero il contrario.

Insomma, per farla breve, non esiste attualmente una interpretazione ragionevolmente scientifica (o ontologicamente credibile) che ci faccia capire cosa accada realmente dietro le scene della fisica quantistica.

principio di indeterminazione di Heisemberg

Gia' in meccanica classica la MISURA della velocità istantanea,sul piano OPERATIVO,è priva di significato.
La velocità istantanea è un concetto puramente matematico di passaggio al limite che è impossibile misurare OPERATIVAMENTE come implicitamente sosteneva,invece,Heisenberg.
Al più si può misurare la velocità media ma per fare questo occorre misurare DUE POSIZIONI corrispondenti a DUE ISTANTI di tempo.
Quindi non si può MISURARE CONTEMPORANEAMENTE velocità istantanea e posizione di un qualsivoglia oggetto macroscopico oppure microscopico che sia, disturbato oppure no.

Xabaras scrive: "Insomma...

Xabaras scrive:

"Insomma... volete veramente affermare che l'infinitamente piccolo componga l'infinitamente grande in modo "casuale"?"

Non rappresenterebbe nulla di nuovo...

Le cifre decimali di PiGreco sono una successione casuale di numeri... a parte il fatto che rappresentano PiGrego!

Saluti.

Una tabella illuminante

Segnalo questa tabella delle interpretazioni della meccanica quantistica: http://en.wikipedia.org/wiki/Interpretation_of_quantum_mechanics#Comparison

Per intenderci, guardando i vari indicatori (colonne della tabella), la mia posizione è:
* Determinismo? No (se si intende "determinismo forte").
* Realtà della funzione d'onda? Sì.
* Unicità della storia? Sì.
* Variabili nascoste? No.
* Collasso della funzione d'onda? Sì.
* Ruolo dell'osservatore? Nessuno.

Ci sono alcune famiglie di interpretazioni che rispettano questi vincoli, ma non tutte mi convincono (per esempio non mi piace l'idea che la funzione d'onda collassi "spontaneamente" nel senso di "ogni tanto a caso").

e bravo Prigogine

Dopo le spiegazionidi Prigogine, allora che vanno farfugluando i fisici qnatistici della frealtà creata dall'osservatore........ ????? bufale.........ma percio' che le campane vanne sentite sempre a coppie.. persino fra il Diavolo e l'Acqua Santa..........come si puo' effermare assolutamente vera una cosa senza processo di contraddittorio.... quindi si stessero zitti i fisici quantistici e loro sciocchezze complete----------che fino ad ora hanno incantanto le scinnie............con la loro stravaganza.. persino con la teoria dell stringhe..... Meno male che vi e' chi ha i piedi per terra...... come Prigogine.. ma anche altri o letto e sentito.... che avversano la Quantistica. Neanche la Religione ed il Vaticano possono vedere la fisica quantistica il che e' tutto a dire-- ovvero il summa della verità sul globo terracqueo..... quindi ..... !!!!!! si lasci perdere...... o no o forse il contraddittorio come detto prima.. serve................

Prigogine

Prigogine è un fisico quantistico! Quello che contesta non è la meccanica quantistica, che è giusta altrimenti non staremmo usando un computer adesso, ma alcune sue interpretazioni "magiche" che ne rallentano lo sviluppo.

Conferme recenti

Ci sono molte conferme sperimentali recenti che il quadro concettuale dell'interpretazione di Copenhagen, che va ancora di moda nei libretti divulgativi, non regge. L'impostazione che davo in questo post così approssimativo non sembra affatto sbagliata.

Ecco un esempio su tutti: Measurement-induced collapse of quantum wavefunction captured in slow motion. Questo esperimento racconta del collasso della funzione d'onda come un fenomeno naturale "normale" e non più una magia.

Questo altro articolo ci parla della riproduzione di una forma semplificata e miniaturizzata dell'esperimento del gatto: Metti il gatto di Schroedinger in un impulso di luce. Anche in questo caso, la muraglia cinese ontologica tra microscopico e macroscopico scompare e l'entanglement diventa qualcosa di molto più comprensibile: due robe che diventano una cosa sola.

Che questo bagno di prosaicità e concretezza sia tecnologicamente molto promettente è un'ennesima dimostrazione del fatto che quando la scienza abbandona gli approcci filosoficamente idealistici riesce a riacquistare un rapporto con la prassi e col progresso dell'umanità.

Dibattito interessante, eppure...

A parte diverse imprecisioni, complimenti: bellissima discussione! Elenco solo qualche perplessità:

- «L’idea che per esempio un elettrone non abbia una posizione finché non arriva qualche essere umano a guardarlo [...] è semplicemente assurda». Infatti, l’Interpretazione di Copenhagen della Meccanica Quantistica (ICMQ) non dice questo. L’ICMQ dice che, diversamente dalla Meccanica Classica, non ci sono equazioni attraverso cui tu possa predire che in un certo istante t=t_0 l’elettrone sia in x=x_0: devi misurarne la posizione ogni volta; mentre, classicamente, sarebbe bastato un numero finito di misure per sapere in ogni momento vita, morte e miracoli del suddetto elettrone. La MQ non ti dirà mai se la tua misura darà x_0=Firenze o x_0=Torino. Il motivo è che, in MQ classica, è proprio il processo di misura che non si riesce a modellizzare: questo è il cosiddetto “Problema della Misura in MQ”. Inoltre, l’osservatore in questione non dev’essere per forza umano. È un fraintendimento abbastanza comune, segnalato persino da wiki: “The Copenhagen interpretation is often confused with the idea that consciousness causes collapse”.
L’overclaim di Heisenberg sta nel credere che la MQ sia una teoria completa e definitiva. In questo senso, la famosa esclamazione “Dio non gioca a dadi” può voler dire: “Se non possiamo andare più a fondo di quello che ci dice la MQ, allora è come se Dio giocasse a dadi”. Einstein (che per “Dio” probabilmente intendeva “Natura”) aveva ragione in questo; come aveva ragione Bohr a rispondere che non si può essere così presuntuosi da imporre a Dio quel che deve fare.
Infine: nemmeno esiste una vera e propria “ICMQ”. La ICMQ è un’interpolazione di frasi, scritte o pronunciate principalmente da Bohr e Heisenberg (numi della MQ, non sacerdoti), la cui esegesi dipende dal parlante: i detrattori radicalizzano alcuni punti, chi la accetta pone l’accento su altri.

- «Prigogine ha svelato il segreto del collasso della funzione d'onda». Ti riferisci a qualche suo articolo in particolare?

-«Non c'è in fondo niente di così strano nel principio di indeterminazione di Heisenberg» ...

- «[interpretare le particelle] come palline introduce l'indeterminazione tipica delle "descrizioni sbagliate" ». A questo proposito, vedi la definizione di istantone in MQ, e come l'adoperare un tempo immaginario trasformi il tunnelling quantistico in un fenomeno puramente classico.

-«Che questo bagno di prosaicità e concretezza sia tecnologicamente molto promettente è un'ennesima dimostrazione del fatto che quando la scienza abbandona gli approcci filosoficamente idealistici riesce a riacquistare un rapporto con la prassi e col progresso dell'umanità». Senza una Visione, temo sia difficile fare Scienza. Esempio riguardante la Fisica: le equazioni di campo della Relatività Generale, Einstein, le derivò seguendo principi di bellezza matematica (cfr. e.g. Wald, General Relativity). Tanto per essere chiari: mentre faceva Fisica, ad Einstein, non fregava nulla del “progresso dell'Umanità”; piuttosto, lo guidava un certo misticismo verso una Natura regolata da solide, “sacre” leggi matematiche. Per passare dall'esperimento all'equazione che lo spiega (e che, sperabilmente, predice fenomeni nuovi e inaspettati), occorre un “salto quantico”, un'ispirazione propriamente artistica.
Nel post ho visto usare “magia”, “mistico”, “mago” ecc. sempre con accezione negativa; quasi come sinonimi di un'altra parola, una che ne condivide l'iniziale. Ma il mago, per esempio, non è forse colui capace di comprendere e dominare la Natura? Non ci sta permettendo questo, la Fisica? Non è “magia” il telefono, o il magnetismo? «Tutto è santo, non c'è niente di naturale nella natura. In ogni punto dove guardi è nascosto un dio e seppure egli non c'è, ha lasciato i segni della sua presenza sacra. Quando la natura ti sembrerà naturale tutto sarà finito e inizierà qualcos'altro» dice il Centauro a Giasone nella Medea di Pasolini.

Se ho frainteso qualcosa, mi scuso.

Grazie mille!

Saluti,
ap

Pensieri in corso

Ciao ap, scusami se non ti rispondo subito; ci sto meditando e devo trovare il tempo di leggere e di scrivere. Ti scrivo queste righe solo per dirti di ripassare ogni tanto a controllare, questo sito-sgabuzzino non ha un sistema di notifiche (anche un po' scelta, lo so che è snob ma per fare Facebook c'è già Facebook) e non vorrei si interrompesse la discussione, mi piace il tuo approccio e vedo che te ne intendi (certamente più di me).

A presto!

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