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.
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.
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.
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?
Questo articolo trae ispirazione dal modello della coscienza come campo quantistico descritto in [1] e ne estende la prospettiva da punto di vista psico-analitico. In particolare, modello di coscienza adottato è basato sull'estensione, per gli esseri viventi, della teoria di de Broglie – Bohm: il potenziale di coscienza associato a tale campo è definito come un'informazione quantistica attiva (denominato onda pilota della vita) che organizza e dirige la vita di un organismo attraverso processi di rottura della simmetria, come descritti dalla Teoria Quantistica dei Campi [2]. Inoltre, tale informazione attiva (associabile alla curvatura del campo di coscienza) si dimostra essere espressione di condensazioni dei bosoni di Nambu Goldstone derivanti dalle suddette rotture di simmetria. In particolare, il contributo di questo articolo riguarda l’idea che l’organismo vivente crei e percepisca delle corrispondenze tra delle “immagini interiori” e le dinamiche dell’onda pilota della vita (estensione del concetto di potenziale quantistico), ovvero di quella informazione quantistica attiva che organizza e dirige la sua vita. In questo caso il concetto di immagine va inteso in senso allargato. Le immagini sono viste come emozioni, sensazioni, simboli, archetipi... che a loro volta corrispondono, dal punto di vista della fisica quantistica, a condensazioni dei bosoni di Nambu Goldstone.
Agli inizi dell'800 ebbe inizio una rivoluzione scientifica che, relegata \ninizialmente al ristretto ambiente dei matematici, doveva trovare, circa un \nsecolo dopo, spettacolari applicazioni nelle teorie di Einstein. Ci\\`o che \naccadde in quel secolo fu il superamento di uno dei pi\\`u radicati \npregiudizi della storia dell'uomo: l'unicit\\`a delle categorie spaziali. In \nquel secolo si comprese che gli assiomi sui quali \\`e costruita la geometria \neuclidea non sono una lista di propriet\\`a dello spazio, ma la definizione \ndi un modello di spazio. L'aspetto profondo di questa conquista fu che furono \nforgiati strumenti che permettevano di distinguere tra i vari modelli di \nspazio mediante misure effettuate all'interno dello spazio stesso (questo \\`e \nil contenuto del famoso ``theorema egregium'' di Gauss). Da quel momento \nla geometria cess\\`o di essere lo studio delle propriet\\`a di un singolo \nmodello di spazio (quello di Euclide), per diventare lo studio dei possibili \nmodelli di spazio. Circa un secolo dopo Einstein forn{\\i} una interpretazione \nfisica di questo nuovo quadro concettuale aggiungendo a questo schema un \nnuovo elemento, e cio\\`e una ipotesi sul modo un cui la fisica \n(pi\\`u specificamente la distribuzione della materia) determina la \nstruttura dello spazio. Su questa ipotesi, che \\`e alla base della teoria \ndella relativit\\`a generale, si basa la moderna cosmologia -- una \naffascinante sintesi di fisica e geometria.
È possibile stabilire un collegamento tra etica e fisica? La domanda, che di primo acchito potrebbe sembrare fuori luogo, acquista un senso nel contesto di un’indagine che si proponga di cogliere il valore espressivo di sistemi concettuali diversi e il valore gnoseologico del metodo impiegato nell’elaborazione di tali sistemi. In questa prospettiva, l’accostamento dell’Etica di Baruch Spinoza alla fisica quantistica può rivelarsi eloquente. \n \nSe la separazione osservatore-osservato, soggetto-oggetto, teoria-esperienza tipica di una metodologia della scienza naturale che ha radici nel dualismo ‘sostanza pensante’-‘sostanza estesa’, pone la razionalità classica di fronte a un dilemma tra descrizioni inconciliabili o superflue, la meccanica quantistica può superare il dilemma riconoscendo un limite strutturale nella capacità d’osservazione di qualunque agente e costruendo l’insieme infinito delle relazioni che danno forma alla descrizione quantistica della natura a partire dall’inter-azione tra strumento d’osservazione e oggetto osservato. Questa dipendenza dal mezzo d’osservazione impedisce per principio di concepire ‘modi’, ovvero di assegnare valori a osservabili, che non rispettino determinate condizioni di finitezza, ma, al tempo stesso, consente alla teoria di tenere insieme, in una sovrapposizione coerente, le infinite combinazioni di modi e attributi alternativi che costituiscono la ‘sostanza’ dello stato quantistico. L’essenza della sostanza si può cogliere dunque, spinozianamente, “nell’ordine e nella connessione” anche se ora è la funzione d’onda dello stato quantistico che appare come “potenza di individuazione dei suoi modi in quanto essa si causa causandoli” , in quanto sovrapposizione e indeterminazione sono cause l’una dell’altra, figure interscambiabili ma non-separabili nella trama quantistica della natura. In quest’ottica, la visione quantistica del mondo può essere letta come una trasformazione critica della Weltanschauung di Spinoza?
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.