Entangled in a strange relationship: meccanica quantistica, relatività, epistemologia

[stefano61]

Il dualismo onda-particella è a mio avviso un "artefatto" di un periodo di transizione in cui la fisica divideva nettamente tra oggetti che erano onde (elettromagnetismo) e particelle (protoni, elettroni). O se vogliamo, è un modo per ricondurre in concetti che possiamo immaginare concretamente nel nostro cervello qualcosa di diverso e più complesso. Ma per calcolare i pattern di interferenza nell'esperimento a due fenditure non dobbiamo fare switch di teoria / modello, la teoria sottostante è completa e coerente in questo senso.

Cioè, è completa e coerente la meccanica quantistica standard?

Ti ricordo che nella meccanica di Bohm coesistono onde e particelle, ed è questa l' idea che sta alla base - tra le altre cose - della soluzione bohmiana dei rompicapo della meccanica quantistica sul doppio comportamento - ondulatorio e particellare - della realtà fisica.

A tutt' oggi, non c' è alcun accordo tra gli studiosi su come vada ontologicamente descritta la realtà quanto-meccanica.

Tu stesso perori la causa dell' interpretazione di Everett, che aggiunge al novero delle cose esistenti una serie pressochè infinita di "mondi paralleli" per spiegare quello che succede nel mondo microscopico. Idea rispettabilissima, ma che ha tutta l' aria di aggiungere alla nostra ontologia entità ancora più misteriose

[Nickognito]

Però, va riconosciuto che ci sono molti tentativi di fondare un' etica pubblica su basi puramente laiche e razionali, senza il supporto della religione.

se intendi etica su cui la maggioranza concorda in una democrazia come base per legiferare, si', in parte.

Se intendi etica personale fondata su basi filosofiche o scientifiche sono assai scettico, per non dire che lo escludo di principio

[stefano61]

Se ci diciamo che tutto ciò che può esistere esiste, il resto diventa principio antropico

Che tutto ciò che è possibile esista, è un' idea indubbiamente interessante. Il filosofo americano Robert Nozick l' ha chiamata (in un libro del 1981 intitolato Philosophical Explanations) principio di fecondità.

Perchè dovremmo supporre - si domanda Nozick - che lo "stato naturale" delle cose sia quello di non esistere? Non potrebbe darsi il caso che sia la non-esistenza a richiedere piuttosto una spiegazione?

Secondo me, quest' idea è erronea. Non tanto perchè si scontra con la nostra esperienza ordinaria, in base a cui le cose "fanno una gran fatica" ad esistere. Ma piuttosto perchè vanifica interamente la distinzione tra contingente e necessario, e - almeno apparentemente - nulla può mai davvero nascere o perire.

Qualcuno è però disposto a ingoiare anche questo rospo, ma non vorrei addentrarmi ora in questo genere di problemi. Piuttosto, inviterei ad una riflessione sulla concezione del multiverso e del principio antropico che è oggi in voga in ambito più strettamente scientifico.

Prendendo seriamente alcune teorie - ad esempio il paesaggio delle stringhe, o l' inflazione eterna - diventa inevitabile pensare all' universo come un assemblaggio di un gran numero (forse infinito) di universi retti da leggi tra loro diverse, e ciò potrebbe essere un modo elegante di spiegare perchè l' universo in cui ci troviamo a esistere sia ospitale alla vita, malgrado l' apparente alta improbabilità del fine-tuning necessario allo sviluppo della vita stessa.

Ora, però chiediamoci: da dove arrivano le meta-leggi di natura che stanno alla base del multiverso? Un problema di cui fisici e cosmologi sembrano spesso dimenticarsi è che le leggi hanno tutta l' aria di essere fatti bruti. Sicchè parrebbe almeno altrettanto improbabile che esistano le meta-leggi alla base del mutiverso quanto è improbabile l' esistenza di leggi con fine-tuning per il nostro universo.

La questione antropica - posto che una questione del genere esista - rimane quindi sul tappeto anche nella prospettiva del multiverso, a meno di supporre che le meta-leggi siano in qualche necessarie.

Cosa distingue la concezione secondo cui meta-leggi di natura necessarie fanno esistere il mutiverso dal principio di fecondità di cui parlavo all' inizio?

[Multivac]

Le due teorie sembrano perfettamente integrate perchè la Lagrangiana non considera mai il collasso della funzione d' onda, e quindi non incorpora davvero l' elemento della meccanica quantistica che produce la violazione dell' invarianza relativistica.

Lo contiene nel momento in cui viene usata per calcolare le sezioni d'urto, no?

Mmm, no... Se non erro - correggimi se sbaglio - si tratta di collisioni tra particelle, che non coinvolgono interazioni tra apparati di misura e stati quantici, siamo all' interno dell' evoluzione del sistema descritto dalla funzione d' onda.

Le sezioni d'urto sono osservabili, sono misurate eccome dai rivelatori di particelle
Semplificando molto, se faccio collidere un fascio di elettroni e uno di positroni posso calcolare la probabilità di ottenere di nuovo una coppia e+|e- o un fotone (assieme alla distribuzione di quadrimomento), che vengono poi misurati dai rivelatori in accordo con la teoria.

[Multivac]

Se ci diciamo che tutto ciò che può esistere esiste, il resto diventa principio antropico

Che tutto ciò che è possibile esista, è un' idea indubbiamente interessante. Il filosofo americano Robert Nozick l' ha chiamata (in un libro del 1981 intitolato Philosophical Explanations) principio di fecondità.

Perchè dovremmo supporre - si domanda Nozick - che lo "stato naturale" delle cose sia quello di non esistere? Non potrebbe darsi il caso che sia la non-esistenza a richiedere piuttosto una spiegazione?

Secondo me, quest' idea è erronea. Non tanto perchè si scontra con la nostra esperienza ordinaria, in base a cui le cose "fanno una gran fatica" ad esistere. Ma piuttosto perchè vanifica interamente la distinzione tra contingente e necessario, e - almeno apparentemente - nulla può mai davvero nascere o perire.

Qualcuno è però disposto a ingoiare anche questo rospo, ma non vorrei addentrarmi ora in questo genere di problemi. Piuttosto, inviterei ad una riflessione sulla concezione del multiverso e del principio antropico che è oggi in voga in ambito più strettamente scientifico.

Prendendo seriamente alcune teorie - ad esempio il paesaggio delle stringhe, o l' inflazione eterna - diventa inevitabile pensare all' universo come un assemblaggio di un gran numero (forse infinito) di universi retti da leggi tra loro diverse, e ciò potrebbe essere un modo elegante di spiegare perchè l' universo in cui ci troviamo a esistere sia ospitale alla vita, malgrado l' apparente alta improbabilità del fine-tuning necessario allo sviluppo della vita stessa.

Ora, però chiediamoci: da dove arrivano le meta-leggi di natura che stanno alla base del multiverso? Un problema di cui fisici e cosmologi sembrano spesso dimenticarsi è che le leggi hanno tutta l' aria di essere fatti bruti. Sicchè parrebbe almeno altrettanto improbabile che esistano le meta-leggi alla base del mutiverso quanto è improbabile l' esistenza di leggi con fine-tuning per il nostro universo.

La questione antropica - posto che una questione del genere esista - rimane quindi sul tappeto anche nella prospettiva del multiverso, a meno di supporre che le meta-leggi siano in qualche necessarie.

Cosa distingue la concezione secondo cui meta-leggi di natura necessarie fanno esistere il mutiverso dal principio di fecondità di cui parlavo all' inizio?

Per molte ragioni l'idea del multiverso comincia a sembrare inevitabile (molte le hai citate tu stesso, eternal inflation, string theory landscape, interpretazione di Everett, i problemi posti dal fine tuning dei parametri di forze e masse) e personalmente come dicevo la trovo la più elegante.
Come tu dici, ed io concordo, la definizione di regole, di assiomi, che regolino un universo ad un certo punto deve essere arbitrario. L'eleganza di una teoria a multiverso è quella di ridurre al minimo il set di meta regole, e nel caso Tegmarkiano praticamente a zero. Se me lo passi "avrebbe un senso", almeno dal mio punto di vista e per questo esercita su di me gran fascino.

[Multivac]

Il dualismo onda-particella è a mio avviso un "artefatto" di un periodo di transizione in cui la fisica divideva nettamente tra oggetti che erano onde (elettromagnetismo) e particelle (protoni, elettroni). O se vogliamo, è un modo per ricondurre in concetti che possiamo immaginare concretamente nel nostro cervello qualcosa di diverso e più complesso. Ma per calcolare i pattern di interferenza nell'esperimento a due fenditure non dobbiamo fare switch di teoria / modello, la teoria sottostante è completa e coerente in questo senso.

Cioè, è completa e coerente la meccanica quantistica standard?

Ti ricordo che nella meccanica di Bohm coesistono onde e particelle, ed è questa l' idea che sta alla base - tra le altre cose - della soluzione bohmiana dei rompicapo della meccanica quantistica sul doppio comportamento - ondulatorio e particellare - della realtà fisica.

A tutt' oggi, non c' è alcun accordo tra gli studiosi su come vada ontologicamente descritta la realtà quanto-meccanica.

Tu stesso perori la causa dell' interpretazione di Everett, che aggiunge al novero delle cose esistenti una serie pressochè infinita di "mondi paralleli" per spiegare quello che succede nel mondo microscopico. Idea rispettabilissima, ma che ha tutta l' aria di aggiungere alla nostra ontologia entità ancora più misteriose

Su questo pezzo ho bisogno di rispolverare un pelo, perché si va sul fino e sono un po' arrugginito, ti riprendo

Riprendo anche Nickognito sul tema etico, che è forse il terzo filone del discorso

[stefano61]

Le sezioni d'urto sono osservabili, sono misurate eccome dai rivelatori di particelle
Semplificando molto, se faccio collidere un fascio di elettroni e uno di positroni posso calcolare la probabilità di ottenere di nuovo una coppia e+|e- o un fotone (assieme alla distribuzione di quadrimomento), che vengono poi misurati dai rivelatori in accordo con la teoria.

Ma il fatto è che il problema del collasso della funzione d' onda viene semplicemente "saltato", perchè in laboratorio si prepara tutta una serie di stati iniziali identici a quello di cui si vuole studiare l' evoluzione, e dopo il collasso si compie una successiva misura su una replica dello stesso stato iniziale.

Per dirla con le parole di Maudlin:

The reason that quantum field theory may seem to be evidently compatible
with relativity is that the non-local influences in orthodox quantum theory
are carried by wave collapse, and wave collapse is commonly ignored in
physics texts.

(Quantum Non-Locality and Relativity, 3rd edition, pag. 179)

[stefano61]

Se intendi etica personale fondata su basi filosofiche o scientifiche sono assai scettico, per non dire che lo escludo di principio

Uh, sei molto drastico

Perchè escludere per principio che possano essere esistere valori etici oggettivi anche in un universo puramente naturalistico? Molti filosofi non sarebbero d' accordo.

[sacco]

non intendo che un ateo medio si interessi alla quantistica, e' solo una generica idea per cui la fisica ci dice che il mondo e' in un certo modo e non e' quello descritto dalla religioni

Allora sono d'accordo che sia una visione comune, ma io penso che in un certo senso sia anche abbastanza naturale fintanto che si ignorano
alcune domande fondamentali che le persone non si pongono frequentemente.

La scienza, fisica in particolare, ha mostrato come funzionano un gran numero di fenomeni in modo piuttosto coerente, ben oltre il semplice interesse pratico e tecnologico che può interessare la persona. Mi sembra normale che la si prenda come una credibile (anche se parziale) descrizione del mondo, soprattutto se confrontata con la religione che, pur affrontando questioni non ancora (e forse mai) nel dominio della scienza, fornisce risposte abbastanza arbitrarie e legate anche allo sviluppo storico di esse (quindi con una componente accidentale). Per alcune domande fondamentali la scienza non ha ancora risposte, anche se ad esempio l'evoluzione e la grandezza dell'universo non possono non entrare nel dibattito religioso.

Poi se uno dice che la scienza ci dice che dopo la morte non c'è nulla, ovvio che sbaglia (senza scomodare le varie religioni a cui tendo a non dare troppo peso), visto che non si sa molto su questioni come coscienza e identità personale. In effetti questa è una posizione abbastanza comune ed in questo caso hai ragione.

Forse il problema è anche che molte persone prendono alla lettera le affermazioni dei testi sacri, che essendo chiaramente in conflitto con le conoscenze odierne la fanno sembrare ridicola. C'è da dire che, per me, questo è un difetto delle religioni poichè il criterio con cui si scelgono i punti da tenere e scartare nei testi sacri è molto influenzato dal progresso scientifico, filosofico e morale dovuto a cause esterne alla religione stessa, perdendo quindi un pò di credibilità anche per quanto riguarda temi sui quali potrebbe avere ancora voce in capitolo. Ma non sono un esperto e magari mi sbaglio

[stefano61]

L'eleganza di una teoria a multiverso è quella di ridurre al minimo il set di meta regole, e nel caso Tegmarkiano praticamente a zero. Se me lo passi "avrebbe un senso", almeno dal mio punto di vista e per questo esercita su di me gran fascino.

Onestamente, non comprendo la teoria di Tegmark.

Se non capisco male, secondo il geniale cosmologo di origine svedese, l' universo fisico altro non sarebbe che una "struttura matematica". Senza entrare nei dettagli - peraltro piuttosto sfuggenti - di come si arriverebbe a questa sorprendente conclusione, la domanda è: come può la realtà fisica essere identica a qualcosa che, posto che esista in senso forte, è un' entità astratta?

Forse sono io che non seguo il ragionamento, ma mi pare che Tegmark confonda la nostra rappresentazione della realtà con la realtà stessa. Il fatto che il mondo sia matematicamente rappresentabile non significa certo che sia esso stesso una struttura matematica.

Mi sembra impossibile che una persona intelligente come Tegmark sia caduto in un errore così banale, ma vorrei che qualcuno mi spiegasse il preciso significato scientifico di ciò che sostiene.

Per quanto riguarda il discorso del "senso", capisco cosa vuoi dire. Anch' io non sono immune dal fascino che esercitano certe ardite teorie cosmologiche, che danno una sorta di "sollievo metafisico": e la teoria del multiverso dà - non so bene perchè - un particolare sollievo.

Non so a te, ma a me la teoria dei "cicli di tempo" di Penrose non dà, invece, lo stesso sollievo; e nemmeno la teoria di Smolin sulla "selezione naturale" degli universi che nascono dai buchi neri.

Anche la teoria di Hawking, secondo cui l' universo è un "tutto conchiuso" che semplicemente è, senza un vero inizio e una vera fine, e che non necessita di alcuna spiegazione esterna, è - per me - un po' meno affascinante.

Peraltro, la ricostruzione razionale della cosmologia di Hawking fornita dal filosofo Quentin Smith, nel suo articolo "The Wave Function of a Godless Universe", è l' unica alternativa al teismo che riesco a prendere sul serio

[stefano61]

molte persone prendono alla lettera le affermazioni dei testi sacri, che essendo chiaramente in conflitto con le conoscenze odierne la fanno sembrare ridicola. C'è da dire che, per me, questo è un difetto delle religioni poichè il criterio con cui si scelgono i punti da tenere e scartare nei testi sacri è molto influenzato dal progresso scientifico, filosofico e morale dovuto a cause esterne alla religione stessa, perdendo quindi un pò di credibilità

Hai messo il dito su di una brutta piaga.

Si può forse tentare di rispondere dicendo che, però, rimane intoccato il "nucleo centrale" del messaggio di quella particolare religione, e solo le dottrine inessenziali, o di contorno, vengono abbandonate o modificate a seconda del contesto sociale e del progresso scientifico.

Il fondamentalismo religioso consiste, almeno in parte, nel non voler riconoscere questo aspetto. Prendiamo, ad esempio, le dottrine "creazioniste" ancor oggi in voga, soprattutto negli Stati Uniti: esse si basano sul rifiuto di accettare una revisione di certe insegnamenti biblici alla luce delle scoperte scientifiche sul passato della Terra e dell' universo nel suo complesso.

Va tuttavia riconosciuto che non è quasi mai ben chiaro cosa possa essere abbandonato, perchè accessorio, e cosa invece debba essere mantenuto perchè fondamentale. E, come dici tu, i criteri in base ai quali si decide cosa mantenere e cosa abbandonare sembrano variare un po' troppo in funzione dell credibilità scientifica di un particolare insegnamento.

Ad esempio, la dottrina del Peccato Originale è stata raramente messa in discussione dalla teologia cristiana fino a quando non è apparsa scontrarsi con la teoria dell' evoluzione. Successivamente, alcuni l' hanno abbandonata, mentre altri - tra cui il Magistero della Chiesa Cattolica - l' hanno mantenuta, sforzandosi (con dubbio successo) di renderla coerente con l' evoluzionismo.

Che non ci sia unanimità nemmeno tra i seguaci stessi del cristianesimo sul fatto che una dottrina come quella del Caduta del genere umano sia da ritenersi fondamentale per la loro religione è un aspetto che può lasciare legittimamente perplessi.

D' altra parte, i movimenti religiosi si sono frammentati innumerevoli volte su questioni dottrinali anche totalmente slegate da problematiche di tipo scientifico, per cui non ci si deve stupire che finiscano per dividersi anche su questo.

Se ciò mini irrimediabilmente la credibilità delle religioni rivelate resta, a mio parere, un problema aperto.

[Nickognito]

La scienza, fisica in particolare, ha mostrato come funzionano un gran numero di fenomeni in modo piuttosto coerente, ben oltre il semplice interesse pratico e tecnologico che può interessare la persona. Mi sembra normale che la si prenda come una credibile (anche se parziale) descrizione del mondo

anche a me, ma, boh, penso che molti di noi abbiamo avuto una educazione religiosa da bambini no? Voi pensavate alla religione come una descrizione del mondo? Io proprio no. A catechismo, vi sentivate tipo a una lezione di fisica fatta peggio? Io no...

A me dicevano: ama il prossimo, c'e' il paradiso, perdona, non uccidere, Gesu' nella sua vita ha fatto questo e questo.... Cosa c'entrano la fisica e la descrizione del mondo?

In particolare, perche' la nostra vita dovrebbe essere guidata da una nostra conoscenza del mondo? Di mondi spesso lontanissimi peraltro. Capirei piu' dalla conoscenza della storia o psicologia umana.

Per me in tutto questo non esiste una spiegazione razionale. Questa fiducia nella scienza mi sembra piu' un fenomeno fideistico. Ma la fede non sta nel credere che sia proprio la fisica a descrivere bene il mondo, la fede sta nel credere che la descrizione del mondo sia una guida per la vita.

[stefano61]

Riesumo questo topic, in occasione dell' assegnazione del premio Nobel per la Fisica 2022 a John Clauser, Alain Aspect e Anton Zeilinger per i loro fondamentali esperimenti sull' entanglement quantistico.

Da sottolineare come il vero significato di questi studi sia ancora largamente incompreso, al punto che lo stesso Comitato del Nobel ne ha fornito una caratterizzazione fuorviante nel comunicato stampa che ha accompagnato l' assegnazione.

Ecco l' articolo, pubblicato all' indomani dell' assegnazione del Premio, in cui Tim Maudlin fa il punto su questa paradossale situazione, illustrandone sinteticamente, ma con magistrale chiarezza, gli aspetti principali:

https://iai.tv/articles/einstein-god-an ... _auid=2020

Restano confermate, e sempre in attesa di essere definitivamente chiarite, le difficoltà relative a una effettiva compatibilità teorica tra meccanica quantistica e relatività ristretta nella sua interpretazione standard.