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Utente 16812
Ospite
Nei miei precedenti articoli dedicati alla Teoria Quantistica (leggi qui: http://www.tomshw.it/forum/scienza-e-tecnologia/192223-la-teoria-quantistica.html) ho sottolineato il fatto che i processi fisici quantistici sono, in generale, "genuinamente" casuali. Vorrei ora soffermarmi meglio su questo aspetto che ritengo di cruciale importanza ai fini di ciò che dirò in seguito e chiarire l'asserzione appena fatta. L'aleatorietà di un evento o di una serie di eventi assume una valenza rigorosa soltanto se viene precisato il contesto in cui la questione può essere formulata in modo corretto e alla quale si può dare una risposta non ambigua (come vedremo in seguito, è possibile formulare alcune teorie, cosiddette "a variabili nascoste", che sono deterministiche ed equivalenti alla Meccanica Quantistica, se consideriamo le previsioni che esse fanno). Faccio un esempio molto banale: del numero pi-greco, rapporto tra la circonferenza ed il diametro, si conoscono oltre un miliardo di cifre e tali cifre hanno superato tutti i test di casualità. La successione è "genuinamente" casuale ma, d'altra parte, è anche ovvio che la sequenza non è affatto casuale e che la cifra successiva può essere determinata da un algoritmo che conduce ad un esito non ambiguo.
Intendo dire che il fatto che certi criteri verifichino che la successione sia casuale non è di per sé sufficiente a garantire l'aleatorietà della successione stessa. Parlando di processi fisici quantistici, ciò vuol dire che, oltre che dagli esiti degli esperimenti, la natura intrinsecamente casuale di tali processi deriva dall'assunto che la teoria quantistica sia completa, ossia che la sua descrizione teorica venga considerata esauriente. Possiamo determinare con precisione, ad esempio, le probabilità che un fotone riesca a superare un test di polarizzazione ma la teoria ci dice anche che null'altro potremo conoscere del processo in esame.
In termini più semplici, la conoscenza delle probabilità quantistiche non può essere attribuita ad una mancanza di informazione sul processo, ossia, parlando il linguaggio della filosofia, tali informazioni probabilistiche sono non epistemiche, assumendo completa la descrizione quantistica del sistema. Allo scopo di rendere più chiaro il concetto, discuterò di un esempio di sistema probabilistico in cui le probabilità sono dovute alla nostra ignoranza sullo stato del sistema stesso: il lancio di una monetina non truccata.
La teoria delle probabilità ci dice che i due possibili eventi, "testa" o "croce", sono casuali ed equiprobabili, cioè hanno la stessa probabilità di verificarsi. E' chiaro che, ponendoci dal punto di vista della meccanica classica, tali probabilità sono epistemiche poiché non conosciamo con precisione le condizioni iniziali e le condizioni al contorno del sistema.
In linea teorica, se tenessimo conto di tutti quegli elementi che determinano l'esito (che è perfettamente determinato) del lancio della monetina (ad es. la distribuzione delle molecole d'aria, la rotazione iniziale della moneta, il tipo di superficie su cui la moneta cadrà, ecc...), si potrebbe prevedere con assoluta certezza se l'esito del lancio sarà "testa" o "croce".
Questa situazione rispecchia esattamente la posizione "deterministica" del matematico francese Laplace, in base alla quale lo stato presente dell'Universo viene inteso come effetto del suo stato passato e come causa del suo stato futuro: è una visione del mondo denominata, appunto, "determinismo".
Tale visione meccanicistica del mondo, però, non è scientificamente difendibile, come messo in rilievo, nel 1873, dapprima da Maxwell, lo scopritore dell'elettromagnetismo, e in seguito, nel 1903, dal grande fisico Poincaré, il quale, studiando le traiettorie instabili di alcuni sistemi fisici, scoprì l'estrema sensibilità del moto di un sistema di tre corpi alle condizioni iniziali (leggi i miei articoli sul Caos Deterministico qui: http://www.tomshw.it/forum/scienza-e-tecnologia/187278-il-caos-deterministico.html).
Poincaré è il fondatore di quella teoria, apparentemente contraddittoria, che oggi è conosciuta col nome di "caos deterministico".
Ho ritenuto opportuno illustrare queste tematiche soprattutto per mettere i lettori in grado di cogliere le differenze tra probabilità epistemiche e probabilità non epistemiche. Tali differenze non hanno rilevanza pratica, ma concettuale.
Anche se, ipoteticamente, riuscissimo ad immagazzinare tutte le informazioni relative ad un semplice sistema in un computer "universale", utilizzando le particelle dell'Universo come chip (1 bit per ogni chip), riusciremmo a prevedere l'evoluzione del sistema stesso soltanto per qualche minuto, ma ciò non toglie nulla al fatto che, in base allo schema teorico adottato, la descrizione in termini probabilistici deriva dall'ignoranza che noi abbiamo riguardo alle condizioni iniziali.
Nei sistemi quantistici, al contrario, la "stocasticità" dell'esito che riguarda un processo di misurazione è "intrinseca" alla struttura stessa della teoria la quale, se assunta come valida e completa, non permette neanche di pensare che l'esito possa essere predeterminato, anche se in un modo sconosciuto. Tornerò in seguito a discutere di quelle importantissime ricerche che prendono il nome di "teorie a variabili nascoste", come già su accennato.
Buona lettura ;)
Intendo dire che il fatto che certi criteri verifichino che la successione sia casuale non è di per sé sufficiente a garantire l'aleatorietà della successione stessa. Parlando di processi fisici quantistici, ciò vuol dire che, oltre che dagli esiti degli esperimenti, la natura intrinsecamente casuale di tali processi deriva dall'assunto che la teoria quantistica sia completa, ossia che la sua descrizione teorica venga considerata esauriente. Possiamo determinare con precisione, ad esempio, le probabilità che un fotone riesca a superare un test di polarizzazione ma la teoria ci dice anche che null'altro potremo conoscere del processo in esame.
In termini più semplici, la conoscenza delle probabilità quantistiche non può essere attribuita ad una mancanza di informazione sul processo, ossia, parlando il linguaggio della filosofia, tali informazioni probabilistiche sono non epistemiche, assumendo completa la descrizione quantistica del sistema. Allo scopo di rendere più chiaro il concetto, discuterò di un esempio di sistema probabilistico in cui le probabilità sono dovute alla nostra ignoranza sullo stato del sistema stesso: il lancio di una monetina non truccata.
La teoria delle probabilità ci dice che i due possibili eventi, "testa" o "croce", sono casuali ed equiprobabili, cioè hanno la stessa probabilità di verificarsi. E' chiaro che, ponendoci dal punto di vista della meccanica classica, tali probabilità sono epistemiche poiché non conosciamo con precisione le condizioni iniziali e le condizioni al contorno del sistema.
In linea teorica, se tenessimo conto di tutti quegli elementi che determinano l'esito (che è perfettamente determinato) del lancio della monetina (ad es. la distribuzione delle molecole d'aria, la rotazione iniziale della moneta, il tipo di superficie su cui la moneta cadrà, ecc...), si potrebbe prevedere con assoluta certezza se l'esito del lancio sarà "testa" o "croce".
Questa situazione rispecchia esattamente la posizione "deterministica" del matematico francese Laplace, in base alla quale lo stato presente dell'Universo viene inteso come effetto del suo stato passato e come causa del suo stato futuro: è una visione del mondo denominata, appunto, "determinismo".
Tale visione meccanicistica del mondo, però, non è scientificamente difendibile, come messo in rilievo, nel 1873, dapprima da Maxwell, lo scopritore dell'elettromagnetismo, e in seguito, nel 1903, dal grande fisico Poincaré, il quale, studiando le traiettorie instabili di alcuni sistemi fisici, scoprì l'estrema sensibilità del moto di un sistema di tre corpi alle condizioni iniziali (leggi i miei articoli sul Caos Deterministico qui: http://www.tomshw.it/forum/scienza-e-tecnologia/187278-il-caos-deterministico.html).
Poincaré è il fondatore di quella teoria, apparentemente contraddittoria, che oggi è conosciuta col nome di "caos deterministico".
Ho ritenuto opportuno illustrare queste tematiche soprattutto per mettere i lettori in grado di cogliere le differenze tra probabilità epistemiche e probabilità non epistemiche. Tali differenze non hanno rilevanza pratica, ma concettuale.
Anche se, ipoteticamente, riuscissimo ad immagazzinare tutte le informazioni relative ad un semplice sistema in un computer "universale", utilizzando le particelle dell'Universo come chip (1 bit per ogni chip), riusciremmo a prevedere l'evoluzione del sistema stesso soltanto per qualche minuto, ma ciò non toglie nulla al fatto che, in base allo schema teorico adottato, la descrizione in termini probabilistici deriva dall'ignoranza che noi abbiamo riguardo alle condizioni iniziali.
Nei sistemi quantistici, al contrario, la "stocasticità" dell'esito che riguarda un processo di misurazione è "intrinseca" alla struttura stessa della teoria la quale, se assunta come valida e completa, non permette neanche di pensare che l'esito possa essere predeterminato, anche se in un modo sconosciuto. Tornerò in seguito a discutere di quelle importantissime ricerche che prendono il nome di "teorie a variabili nascoste", come già su accennato.
Buona lettura ;)
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