Il (famoso) “Gatto di Schroedinger”

Tutti più o meno ne hanno sentito parlare almeno una volta, pochi sanno che è uno dei punti chiave della fisica quantistica. Ma davvero è così importante quello che fa un gatto chiuso in una scatola? Scopriamo perché. Il paradosso del “Gatto di Schroedinger” venne proposto nel 1935 da Erwin Schroedinger (1887- 1961) [N.d.r. scritto anche: Schrödinger], uno dei fondatori della meccanica quantistica. Secondo questa teoria gli oggetti non possono essere descritti con precisione, con conseguenze paradossali: una particella si può trovare in più di un posto contemporaneamente, un elettrone può passare attraverso barriere invalicabili. Questi effetti, però, sono confinati al mondo microscopico: nella realtà di tutti i giorni non percepiamo nulla di simile. Nel caso del paradosso di Schroedinger, invece, la m.q. sembra applicarsi ad un gatto “quantistico”, invadendo il campo delle normali esperienze. Per risolvere questo paradosso dobbiamo applicare il paradigma quantistico anche all’esperienza quotidiana.

Le onde e l’interferenza. Per comprendere i fenomeni quantistici serve una parentesi sui fenomeni ondulatori, come le vibrazioni che si producono in una corda tesa quando viene pizzicata. Le onde che si formano sulle corde di uno strumento come il violino (…continua a leggere)

La rivoluzione relativistica e quantistica nel dibattito epistemologico del XX secolo

Con rapidità straordinaria avvengono, tra Ottocento e Novecento, radicali mutamenti scientifici; risultati e strumenti di indagine acquistano crescente complessità e il lavoro scientifico tende sempre più a suddividersi in campi specialistici di indagine, che non possono più essere padroneggiati con sicurezza da un singolo individuo. Di fronte a questa situazione, la filosofia, dopo la diffusione del positivismo che indicava nelle scienze l’unica forma valida di conoscenza, torna non di rado a rivendicare una posizione di primato. Essa è presentata talvolta come l’unica forma di sapere o, comunque, di attività in grado di accedere al mondo dei valori e di indirizzare verso la scoperta del senso globale della vita, della storia e dell’universo, il quale sfugge allo sguardo puramente oggettivo, disinteressato e frammentario delle scienze particolari. Altre impostazioni, invece, puntano l’attenzione non sui caratteri interni del sapere scientifico, ma sugli effetti negativi, reali o presunti, prodotti da esso sulla società e sulla vita degli uomini, attraverso l’elaborazione di pratiche e la costruzione di congegni, che manipolano l’esistenza e minacciano la sopravvivenza del genere umano.

Altri, soprattutto gli scienziati stessi e filosofi che non di rado hanno anch’essi una formazione scientifica, riconoscono invece nella scienza, proprio per la sua dimensione critica e intersoggettiva, la forma meno arbitraria di conoscenza e maggiormente in grado di contribuire al miglioramento della stessa condizione umana.

Il compito che in tali casi è attribuito alla filosofia non è quello di intervenire sugli sviluppi interni del sapere scientifico, che gode di una propria autonomia, ma di tentare un raccordo tra le conoscenze scientifiche e le concezioni complessive del mondo o di sottoporre ad analisi la struttura delle teorie scientifiche, i metodi e gli apparati concettuali di cui esse si servono, come i concetti di legge o di causalità o di probabilità e così via. In quest’ultimo senso la filosofia si presenta come epistemologia, cioè dottrina della scienza.

La crisi della meccanica classica e lo sviluppo della nuova fisica relativistica e quantistica hanno introdotto nel dibattito epistemologico una nuova e complessa generazione di problemi, o anche semplicemente riproposto, sia pure a volte in una nuova prospettiva, tematiche filosofiche che sembravano essere tramontate. I nuovi concetti della fisica del XX secolo non rappresentano solo una sfida al senso comune, ma mettono in discussione le tradizionali soluzioni epistemologiche intorno alla conoscenza umana, alle sue possibilità e ai suoi limiti.

Introduzione storica

A partire dalla nascita della scienza moderna si è imposto nella cultura occidentale un modello predittivo della conoscenza umana. Con questo concetto si intende la capacità, tramite formule matematiche di fare prevedere eventi possibili oltre che conoscerne le cause. La fisica di Newton, o meccanica classica, rappresenta indubbiamente il massimo successo del modello predittivo della scienza moderna.

Sulla base delle leggi della dinamica e della gravitazione di Newton si stabiliscono legami deterministici tra i corpi, secondo il principio di una connessione necessaria tra causa ed effetto, esprimibili mediante le equazioni del moto. Se infatti si conoscono tutte le forze che agiscono su un corpo, la sua quantità di moto, la posizione occupata nello spazio e nel tempo allora le equazioni relative ammettono sempre una soluzione: il moto di un corpo è esattamente descritto, per il passato, il presente e il futuro da tali equazioni. Nell’universo newtoniano niente accade per caso, ma tutto è necessario in quanto soggetto alle leggi deterministiche della natura. Il mondo fenomenico, descritto dalle equazioni deterministiche del moto, è conoscibile con certezza, almeno in via di principio. Per esempio, conoscendo le condizioni iniziali possiamo determinare gli effetti che provocherà una palla A colpendo una palla B su un tavolo da biliardo.

Le equazioni di Newton descrivono come le masse mutano nel tempo la loro posizione nello spazio. Poiché, come avevano mostrato Galileo e prima ancora Nicola d’Oresme. tutti i moti uniformi sono relativi, e quindi possiamo riferire il moto di un corpo solo relativamente ad un altro corpo, non esiste un esperimento che ci consenta di stabilire se, ad esempio, dati due corpi in moto rettilineo uniforme, uno di questi sia in moto o in quiete, o tutti e due siano in moto o in quiete assolutamente. La fisica di Newton accetta il principio galileiano di relatività per i moti rettilinei uniformi, sicché nel suo universo non possono esistere sistemi di riferimento realmente in quiete (o inerziali). Newton credette di aver trovato il modo per misurare, in via dì principio, (…continua a leggere)

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