La fisica quantistica, rappresenta una delle maggiori scientifiche e culturali nella storia umana. Gran parte della moderna tecnologia e della nostra comprensione della realtà fisica si basano su di essa. La fisica quantistica rappresentò una reale rivoluzione culturale in quanto prevede un comportamento delle particelle che contraddice radicalmente il nostro modo di comprendere la realtà quotidiana e i presupposti su cui è stata fondata tutta la fisica precedente. Eppure, a distanza di un secolo dalla sua fondazione, a causa principalmente del formalismo matematico astratto e complesso su cui si basa, rimane per i non addetti ai lavori e per gli studenti di liceo qualcosa di misterioso e bizzarro. In questo lavoro illustriamo un approccio didattico, che prende spunto da recenti tentativi di riformulare questa teoria sulla base di principi fisici elementari. Tale approccio ha il vantaggio di non utilizzare il formalismo matematico degli spazi di Hibert e degli operatori Hermitiani, e di ricavare in modo intuitivo e ragionevole i concetti fondamentali di indeterminazione ed entanglement. Ci auguriamo che questo approccio possa contribuire ad una maggiore diffusione e comprensione di questo patrimonio scientifico e culturale.
La fisica quantistica, rappresenta una delle maggiori scientifiche e culturali nella storia umana. Gran parte della moderna tecnologia e della nostra comprensione della realtà fisica si basano su di essa. La fisica quantistica rappresentò una reale rivoluzione culturale in quanto prevede un comportamento delle particelle che contraddice radicalmente il nostro modo di comprendere la realtà quotidiana e i presupposti su cui è stata fondata tutta la fisica precedente. Eppure, a distanza di un secolo dalla sua fondazione, a causa principalmente del formalismo matematico astratto e complesso su cui si basa, rimane per i non addetti ai lavori e per gli studenti di liceo qualcosa di misterioso e bizzarro. In questo lavoro illustriamo un approccio didattico, che prende spunto da recenti tentativi di riformulare questa teoria sulla base di principi fisici elementari. Tale approccio ha il vantaggio di non utilizzare il formalismo matematico degli spazi di Hibert e degli operatori Hermitiani, e di ricavare in modo intuitivo e ragionevole i concetti fondamentali di indeterminazione ed entanglement. Ci auguriamo che questo approccio possa contribuire ad una maggiore diffusione e comprensione di questo patrimonio scientifico e culturale.
La metafisica studia l’essenza delle entità, lasciando alle scienze particolari lo studio degli aspetti empirici, specifici, mutevoli ed instabili. In questo senso essa è vicina all’ontologia, in relazione a problemi come l’esistenza di Dio, l’essere “in sè”, l’immortalità della coscienza, l’origine e il significato dell’universo. Anche la fisica speculativa spinge il suo interesse verso le questioni metafisiche, a livello tecnico (matematico) e a livello di pensiero (in relazione alla filosofia).Negli ultimi anni la fisica speculativa ha studiato e sviluppato interessanti concetti e idee, che coinvolgono le ultime teorie quantistico-relativistiche unificate. La ricerca di un significato della vita trova fermento nella ricerca di un significato circa l’esistenza del nostro universo, anche come possibile parte di un multiverso che lo contiene.Ci sono aspetti controversi sul ruolo della coscienza nel processo di riduzione della funzione d’onda in meccanica quantistica; ciò restringe il campo di validità di alcuni principi fondamentali durante l’interazione tra microsistemi e macrosistemi, con conseguente diversificazione della definizione dello stato ontologico di coscienza e realtà.Dalle risposte di Wittgenstein ai paradossi della comunicazione e del relativismo concettuale emerge una tensione nella sua visione dei giochi linguistici e nei suoi esperimenti mentali, che può essere meglio compresa attraverso alcune riflessioni di Wittgenstein su Einstein e la sua teoria della relatività.
Il contributo fornisce un’analisi filosofica del dibattito contemporaneo attorno alla natura delle particelle, descritte da una delle teorie quantistiche più recenti, la teoria quantistica dei campi. Nello specifico verranno presentati i dettagli fisico-formali e filosofici che stanno alla base della discussione sullo status ontologico ed epistemologico delle particelle. L’obiettivo sarà dunque quello di fornire non solo una panoramica generale per i lettori non esperti, ma anche uno sguardo più rigoroso per chi vorrà approfondire maggiormente alcuni dettagli tecnici del formalismo matematico su cui la teoria quantistica dei campi si basa.
Si può restare senza fiato di fronte alla maestosità delle Dolomiti anche senza doverle per forza scalare. Ci si può emozionare di fronte a un brano musicale senza essere Mozart. Allo stesso modo, è possibile avvicinarsi al mondo dei quanti anche senza essere dei fisici. Questo libro spiega come. La fisica quantistica è probabilmente la più profonda rivoluzione della scienza e del pensiero moderni. Frutto di uno sforzo corale permeato di umanità, ci ha costretto ad abbandonare solide certezze tanto da farsi rinnegare da alcuni tra coloro che l’avevano pensata. La quantistica ci ha permesso di superare i limiti della fisica classica nello spiegare l’infinitamente piccolo e ha schiuso una finestra su un panorama di conoscenze che dà brividi ed emozioni, conducendoci al cuore del mondo. Questo libro non ha la pretesa di trasformare lettrici e lettori in donne e uomini di scienza (fosse così facile!) ma permetterà di stupirsi e godere della meraviglia di una tra le più affascinanti conquiste dell’intelletto umano, attraverso cinque idee fondamentali che sono alla base della rivoluzione dei quanti: discontinuità, identità, futuro, indeterminazione, relazione. Cinque idee intrise di umanità, perché poche branche della fisica sono riuscite a coinvolgere tanti aspetti del nostro vivere in una delle costruzioni più geniali dell’intelletto. In cinque atti unici, alla portata di tutti e di tutte, scopriremo i capisaldi dell’architettura quantistica, che danno forma a tante applicazioni che hanno cambiato e cambieranno il mondo e miglioreranno l’ambiente, dal laser alla medicina, dai computer quantistici alle celle solari.
Questa raccolta di saggi, inedita nella sua composizione e nuova in senso assoluto per l'Italia, presenta il pensiero di Heisenberg in tutta la sua articolazione e completezza: le riflessioni filosofiche fondamentali, le originali considerazioni epistemologiche, il credo etico-religioso, la visione della realtà e le due memorie scientifiche nelle quali venne elaborata la meccanica delle matrici, che fissò la nascita della cosiddetta «seconda quantistica», determinando la crisi della fisica classica e delineando l'orizzonte di senso da cui è derivato il successivo principio di indeterminazione. Emerge un pensatore che ha fornito contributi essenziali sia alla storia del pensiero filosofico che a quello scientifico del Novecento, e che ha rappresentato un vero e proprio «punto di svolta» della cultura contemporanea. Un punto di svolta che ha condotto il «metodo» della scienza dal gretto riduzionismo dell'epoca classica a una sua più concreta elaborazione in senso storicistico e complesso. Werner Heisenberg (Würzburg, 1901-Monaco, 1976) si è laureato a Monaco, nel 1924, con Arnold Sommerfeld. Nel 1925 si è trasferito a Gottinga, come assistente di Max Born. Risale a questo periodo la sua formulazione matematica della meccanica quantistica, la meccanica matriciale. Durante un soggiorno presso l'Istituto di Fisica teorica di Copenaghen diretto da Niels Bohr, Heisenberg enunciò, nella primavera del 1927, il principio di indeterminazione, che ha segnato la fine della concezione tradizionale della certezza scientifica e della casualità rigorosa. Nel 1932 ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica. Tra le sue opere pubblicate in Italia si ricordano: Fisica e filosofia (Milano, 1961), Mutamenti nelle basi della scienza (Torino, 1978), Oltre le frontiere della scienza (Roma, 1984), Indeterminazione e realtà (Napoli, 1991).
Quando contempliamo un dipinto ci soffermiamo su molteplici aspetti: l’estetica, i colori, le simmetrie evidenti, nascoste o assenti, il significato politico e morale o narrativo e mitologico. Raramente però riflettiamo sui processi fisici, fisiologici e cognitivi che sono coinvolti nel processo visivo, in particolare nella percezione dei colori e delle forme. E ancor più raramente ci poniamo domande le cui risposte attendono probabilmente una convergenza di più discipline e aree che vanno dalla fisica, alle neuroscienze, dalla biologia alla filosofia. Quando percepiamo qualcosa non sempre è reale come testimoniano le illusioni ottiche. E allora quale criterio adoperare per stabilire cosa sia reale e cosa invece solo soggettivo? Quando si parla della soggettività , ovvero della percezione, che tipo di spiegazione ci forniscono i grandi schemi interpretativi scientifici della realtà? Che ruolo ha la fisica quantistica nella percezione? Se il cervello è in definitiva l’apparato di misura finale che ruolo ricopre l’interpretazione di Copenaghen nel problema della percezione? In definitiva il problema realtà - cervello - mente può essere svelato nella sua totalità dalla scienza moderna?
La discussione su che cosa sia un oggetto fisico è stata tradizionalmente affrontata in ambito filosofico, acquistando via via nuovi connotati con lo sviluppo della fisica moderna e, successivamente, della psicologia e delle neuroscienze. Solo utilizzando congiuntamente le acquisizioni provenienti da questi diversi settori del sapere, si può tentare oggi di dare risposte a domande del tipo: Il mondo è fatto di oggetti? Di cosa parliamo quando parliamo di oggetti? Da dove proviene la nostra consuetudine all’oggettuazione, e cioè ad analizzare ciò che ci circonda facendo leva sulla nozione di oggetto? Nell'articolo non si cercherà di rispondere direttamente a domande così generali, si cercherà invece, più limitatamente, di comprendere quale sia il punto di vista della fisica sulla questione degli oggetti attraverso un excursus che ha come filo conduttore una disamina dei metodi sperimentali utilizzati per “vedere” gli oggetti fisici alle diverse scale di grandezza. Dopo una breve rassegna delle macchine che ci fanno vedere gli oggetti fisici di diversa dimensione, si cercherà di capire che cosa sono oggi per i fisici le particelle, cioè quei particolari oggetti microfisici per descrivere i quali si usa una teoria, la meccanica quantistica, la cui modalità di oggettuazione è radicalmente diversa da quella utilizzata nell’ambito degli oggetti dell’esperienza quotidiana. Si passerà poi ad analizzare in che modo si realizza sperimentalmente la visione degli oggetti invisibili. A questo punto si potrà tentare di rispondere alla domanda: costruire gli oggetti della fisica implica una o molte modalità di oggettuazione? Infine, si tornerà su alcune delle questioni generali di carattere filosofico relative all’oggetto fisico.