Il tema di questo articolo riguarda i rapporti controversi tra Einstein e altri due padri della meccanica quantistica, Bohr e Schroedinger. Innanzitutto esporrò i principi fondamentali di questa discplina. Poi parlerò dell'esperiemento mentale di Einstein, Podolsky e Rosen e mostrerò che questi fisici hanno fatto uso nel loro articolo di una precisa forma di inferenza. Di seguito vedremo le risposte di Bohr e Schrödinger, e come esse siano paradigmatiche di altre due forme di inferenza. Infine cercherò di trarra qualche piccola conclusione.
Il tema di questo articolo riguarda i rapporti controversi tra Einstein e altri due padri della meccanica quantistica, Bohr e Schroedinger. Innanzitutto esporrò i principi fondamentali di questa discplina. Poi parlerò dell'esperiemento mentale di Einstein, Podolsky e Rosen e mostrerò che questi fisici hanno fatto uso nel loro articolo di una precisa forma di inferenza. Di seguito vedremo le risposte di Bohr e Schrödinger, e come esse siano paradigmatiche di altre due forme di inferenza. Infine cercherò di trarra qualche piccola conclusione.
Si mostra come la celebre disputa tra Einstein e Bohr riguardi i concetti di realtà retrostanti le loro relative concezioni della realtà fisica; conseguentemente, viene suggerita una significativa connessione tra le teorie di Copenaghen e la relatività einsteiniana. Bohr considerava la descrizione della realtà offerta dalla meccanica quantistica completa; Einstein, al contrario (nonostante il contributo apportato alla sua nascita), continuava a cercare una teoria deterministica. Quando nel 1935 Einstein, Podolsky e Rosen pubblicarono il famoso EPR, Bohr replicò centrando l’attenzione sul ragionevole criterio di realtà proposto dagli autori, rimarcando l’inconsistenza concettuale dell’esistenza indipendente di un costitutivo “inconoscibile”. La fisica, attraverso la grande lezione epistemologica – come era solito dirne Niels Bohr – rappresentata dalla MQ, si trovava di fronte ad una capitale questione filosofica: che cosa è la realtà? Viene infine suggerita una giustapposizione della problematizzazione einsteiniana del concetto di simultaneità e del carattere reciproco delle misurazioni quantomeccaniche esposto da Bohr, che suggerisce l’abbandono dell’ultimo grande assoluto: una realtà assoluta.
I problemi interpretativi della meccanica quantistica hanno da subito acquisito un ruolo
centrale nello sviluppo della nuova teoria.
Se da una parte, un gran numero di prove sperimentali hanno permesso di confermare le
previsioni teoriche dei fenomeni atomici e di conseguenza
alle idee di Bohr di far presa nella maggior parte della comunita scienti?ca di allora
e di oggi, non mancano le critiche da parte di quei ?sici che si oppongono al totale abbandono
di principi che appaiono scontati in ?sica classica.
Le critiche piu aspre arrivano da parte di Einstein,
protagonista di un acceso dibattito con Bohr, culminato in un articolo pubblicato nel 1935, scritto da
Einstein insieme ai suoi collaboratori B. Podolsky e N.Rosen. Nella tesi si cerchera di ripercorrere i
punti chiave delle argomentazioni di EPR, rifacendoci all’articolo originale. In seguito si dara una
visione piu ampia possibile dei successivi sviluppi basati su argomentazionI di tipo EPR.
In particolare si tratteranno la teoria a variabili nascoste di Bohm e gli studi di Bell sulla localita.
Il dibattito sui fondamenti e sulla filosofia della meccanica quantistica si è arricchito negli ultimi decenni di nuove riflessioni e nuove idee, che difficilmente trovano posto però nei testi divulgativi e nei manuali. Questo volume si propone di colmare tale lacuna, accompagnando il lettore lungo un percorso che parte dai concetti di base della teoria (vettore di stato, funzione d’onda, dinamica e proprietà dei sistemi) e arriva alla spiegazione dei fenomeni quantistici più importanti (dualismo onda-corpuscolo, principio di sovrapposizione, entanglement), per approdare infine all’analisi delle sfide interpretative più complesse, come il problema della misura, il carattere statistico e il rapporto tra formalismo e ontologia. Ampio spazio è dedicato al significato del principio di indeterminazione, alla descrizione di alcuni apparenti paradossi (gatto di Schrödinger, scatola di Einstein) e alla teoria della decoerenza, che descrive il passaggio dalla meccanica quantistica alla meccanica classica. Il testo è corredato di riquadri di approfondimento in cui vengono esaminati temi più avanzati e tracciati collegamenti fra i diversi argomenti. Il volume si inserisce, dunque, nella discussione attuale sui fondamenti, offrendo al lettore una chiave di lettura chiara e rigorosa dell’interpretazione standard della meccanica quantistica.
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).
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.