Helgoland

Helgoland, Carlo Rovelli, Adelphi 2020

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Principio di indeterminatezza di Heisenberg (1927)

∆X ∆P ≥ h/2 formula

∆X informazioni sulla posizione di una cosa

∆P informazioni sulla sua velocità (moltiplicata per la massa)

h tagliata – costante di Planck

“Pensare la fisica dei quanti come una teoria sull’informazione che i sistemi hanno l’uno sull’altro.” (p.111)

I – L’informazione è finita. L’informazione che possiamo avere su un oggetto fisico è sempre finita, ossia il prodotto delle informazioni (precisioni) non può mai essere minore di una quantità minima che corrisponde alla metà della costante di Planck. Vi è sempre un limite nel determinare le variabili fisiche. Conseguenza immediata è la granularità (per es. il fotone).

II – L’informazione è inesauribile: la non commutatività

“anche quando raggiungiamo l’informazione massima su un oggetto, possiamo comunque imparare qualcosa di inaspettato (perdendo però informazione precedente). Il futuro non è determinato dal passato: il mondo è probabilistico.” (p.113)

Le matrici di Heisenberg “funzionano perché permettono di tenere conto dell’ordine in cui le informazioni sono acquisite” in accordo con la teoria dei quanti: XP-PX = , ossia: XP è diverso da PX.

Le due variabili non commutano e quindi non possono essere determinate entrambe (vedi esempio sperimentale di Zeilinger con fotoni)

incertezza
“Alla nostra scala il mondo è come un oceano agitato dalle onde osservato dalla luna: una piatta superficie di una biglia immobile. La nostra esperienza quotidiana quindi è compatibile con il mondo quantistico: la teoria dei quanti comprende la meccanica classica, e comprende la nostra usuale visione del mondo, come approssimazioni. Le comprende come un uomo che vede bene può comprendere l’esperienza di un miope che non vede il ribollire in una pentola sul fuoco. Ma alla scala delle molecole, il netto spigolo di un coltello d’acciaio è fluttuante e impreciso come il bordo di un oceano in tempesta che si sfrangia su una spiaggia di sabbia bianca.

La solidità della visione classica del mondo non è che nostra miopia. Le certezze della fisica classica sono solo probabilità. L’immagine del mondo nitida e solida della vecchia fisica è un’illusione.” (p.117)

Il pensiero di Ernst Mach (1838-1916) ha avuto una influenza sulla cultura contemporanea che è stata sottovalutata: ha avuto un ruolo nelle rivoluzioni della fisica del XX secolo (Einstein, Schrodinger, Pauli, Heisenberg), nel dibattito politico e filosofico (circolo di Vienna, marxisti, polemica con Lenin, il socialdemocratico Friedrich Adler, il pragmatismo americano), ha influenzato l’opera principale di Musil.

“Obiettivo polemico di Mach è stato il meccanicismo settecentesco: l’idea che tutti i fenomeni siano prodotti da particelle di materia che si muovono nello spazio. Secondo Mach, i progressi della scienza indicavano che questa nozione di «materia» è un’assunzione «metafisica» ingiustificata: un modello utile per un po’, ma dal quale bisogna imparare a uscire perché non diventi pregiudizio metafisico. Mach insiste che la scienza si deve liberare da ogni assunzione «metafisica». Basare la conoscenza solo su ciò che è «osservabile».” (p.127)

“La conoscenza non è quindi vista da Mach come dedurre o indovinare un’ipotetica realtà al di là delle sensazioni, ma come la ricerca di un’organizzazione efficiente del nostro modo di organizzare queste sensazioni. Il mondo che ci interessa, per Mach, è costituito da sensazioni. Qualunque assunzione su cosa si nasconda «dietro» le sensazioni è sospetta di «metafisica».” (p.128/9)

Secondo Mach gli elementi sono qualsiasi fenomeno che si manifesti, non solo le sensazioni, e sono legati da relazioni che chiama funzioni.

“Per Mach non vi è distinzione fra mondo fisico e mondo mentale: la «sensazione» è egualmente fisica e mentale. È reale. Così descrive Bertrand Russell la stessa idea: «Il materiale primo di cui è fatto il mondo non è di due tipi, materia e mente; è soltanto arrangiato in strutture differenti dalle sue inter-relazioni: alcune strutture le chiamiamo mentali, altre fisiche».” (p.129) Marx Engels

Questa prospettiva storica e concreta entra facilmente in risonanza con le idee di Marx e Engels, per i quali la conoscenza è pure calata nella storia dell’umanità. La conoscenza viene svestita di ogni carattere astorico, di ogni ambizione di assoluto o pretesa di certezza, e calata nel processo concreto dell’evoluzione biologica, storica e culturale dell’uomo sul nostro pianeta. Viene interpretata in termini biologici ed economici, come strumento per semplificare l’interazione con il mondo. Non è acquisizione definitiva, ma processo aperto. Per Mach il sapere è la scienza della natura, ma la sua prospettiva non è lontana dallo storicismo del materialismo dialettico. La consonanza fra le idee di Mach e quelle di Engels e Marx è sviluppata da Bogdanov e trova consensi nella Russia prerivoluzionaria.” (p.130)

Lenin critica Mach di idealismo perché l’idea delle sensazioni negherebbe la realtà al di fuori della mente. Il materialismo di Lenin vede il mondo concreto fatto solo di materia in moto nello spazio e afferma in modo perentorio che possiamo arrivare a verità certe solo conoscendo la materia. È Bogdanov che difende Mach e mette in luce la debolezza del materialismo ingenuo di Lenin. Per Mach le sensazioni non sono dentro la nostra mente, sono invece fenomeni del mondo, ossia “la forma nella quale il mondo si presenta al mondo”. Ciò che interessa a Mach è la natura nella sua complessità di cui siamo parte.fenomeni

La natura si presenta come un insieme di fenomeni, e Mach raccomanda di studiare i fenomeni, costruire sintesi e strutture di concetti che ne rendano ragione, non postulare soggiacenti realtà.La proposta radicale di Mach è di non pensare ai fenomeni come manifestazioni di oggetti, ma pensare agli oggetti come nodi di fenomeni. (p.133)

Se Einstein formula la teoria della relativa deve a Mach la critica all’assunzione (metafisica) dell’esistenza di uno spazio fisso reale. Anche Heisenberg è ispirato da Mach quando non dà per scontata la realtà come appare e toglie all’elettrone la sua traiettoria per reinterpretarlo nelle sue manifestazioni aprendo la strada alla meccanica quantistica.

Bogdanov rimprovera a Lenin di fare della materia una categoria assoluta e astorica e di dimenticare che per Marx ed Engels la storia è processo e anche la conoscenza è processo.

sorpresa
BHLA!

J.C. Maxwell (1831-1879)

Ernst Mach (1838-1916, Brno – Monaco)

Max Planck (1858-1947, Kiel – Göttingen)

Albert Einstein (1879-1955, Ulma – Princeton)

Max Born (1882-1970, Breslavia – Göttingen)

Niels Bohr (1885-1962, Copenaghen)

Wolfgang Pauli (1900-1958, Vienna – Zurigo)

Werner Karl Heisenberg (1901-1976, Wurzburg – Monaco d Baviera)

Paul Dirac (1902- 1984, Bristol – Florida)

Erwin Schrodinger (1887-1961, Vienna)

Louis-Victor de Broglie (1892-1987, Dieppe – Louveciennes)

Richard Feynman (1918-1988, New York – Los Angeles)

Pascual Jordan (1902-1980, Hannover – Amburgo)