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Dopo aver visto brevemente l'evoluzione della fisica tra l'800 ed il 900, tiriamo un pò di conclusioni.

Ricollegandomi alle equazioni più importanti, tutte, tranne la 14, l'equazione di Schrodinger hanno in comune un  fatto:

14

descrivono grandezze continue, o meglio, descrivono grandezze continue misurabili.

Cosa significa? 

Una trattazione abbastanza esauriente la si può trovare su wikipedia, ma succintamente possiamo dire che nella fisica classica, se io so come è fatto il mondo ora, e conosco le leggi di evoluzione("le equazioni"), posso prevederne lo stato in qualunque momento futuro. Con qualunque precisione. Il calcolo delle probabilità, viene sviluppato se i sistemi sono così complicati e fatti di tante componenti, che sarebbe difficilissimo seguirle tutte, ma in linea di principio non impossibile. Fisica classica:determinismo.

Da questo punto di vista anche la teoria della relatività di Einstein è ascrivibile alla fisica classica. Anche se Einstein distrugge l'assolutezza del tempo, anche se afferma che l'energia e la massa sono la stessa cosa, anche se distrugge la visione newtoniana della forza di gravità. I campi e le grandezze di Einstein sono continui, definiti in ogni punto e la relatività, sia ristretta che generale, sono totalmente deterministiche.

La vera rivoluzione "filosofica" è fatta dalla meccanica quantistica. Continua

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 Ringrazio l'università di Pisa per il contributo.

Dalla fisica classica alla fisica moderna

“Classicae “modernasono due aggettivi che sono variamente usatparlando di arte, filosofia, letteratura...

Per la fisica, la separazione può essere fatta tra la fine dell'800 e l'inizidel '900. Altri preferiscono far iniziare la fisica moderna con la scoperta del l'elettrone (1890).

Come vedremo è più facile individuare un periodo di transizione, che sta appunto a cavallo dei due secoli, e dura almeno vent'anni, forse anche 50.

Panorama sulla fisica dell'800

Conviene cominciare ripercorrendo per capitoli le conquiste della fisica nel corso del 19mo secolo: che cosa si sapeva attorno al 1800, e che cosa alla fine del secolo.

Meccanica e astronomia

La meccanica newtoniana è già solidamente stabilita, ma progredisce nella capacità di calcoli e previsioni.

La scoperta di Nettuno.

Dalle irregolarità del moto di Urano (scoperto nel 1781) si suppone possa esistere un altro pianeta, non ancora visto, che ne perturba il moto. I calcoli (Adams, Leverrier) portano a prevedere dove il nuovo pianeta

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La meccanica quantistica abbiamo visto che rompe gli schemi classici e, direi, familiari dell'analisi della realtà. L'insieme dell'equazione di Shoedinger, dei principi di indeterminazione e della granularità del microcosmo, portano ad una radicale rivisitazione di ciò che consideriamo mondo fisico. Non esistono più traiettorie uniche, non esiste una data energia delle particelle, tutto è sostituito da nuvole di probabilità e dall'impossibilità di stabilire con certezza dove stanno le cose  e come si muovono. Il castello matematico inventato da Heisemberg, Dirac, Feynman ed altri, astruso e controintuitivo, però non è mai stato falsificato, anzi.

Ma quello che mettiamo sotto al tappeto sono cose grosse: non è polvere, ma pietre su cui si può inciampare. I padri nobili della m.q., Bohr, Heisemberg, la "scuola di Copenhagen", credevano nella validità dell'equazione di Shroedinger, che si propaga ovunque nello spazio e nel tempo, propagando un'onda di probabilità, ma spiegavano il fatto che poi, quando faccio una misura, ad esempio su un elettrone, lo trovo lì, proprio lì, in un modo strano e poco logico. Dicevano che la funzione d'onda "collassava in un autostato". Spariva la nuvola di probabilità e compariva la certezza classica. Perchè? "Perchè si".

La meccanica quantistica, inoltre, non chiarisce il ruolo dell'osservatore: lo rende ambiguamente partecipe, anzi compenetrato con l'osservato. La realtà esterna esiste a prescindere da chi l'osserva o la misura? Sembra più una "teoria efficace" piuttosto che una teoria fondamentale. Buona per i calcoli, ma piena di difetti epistemologici.

Quest'estate discutevo, mentre cenavamo, e bevevamo molto, con alcuni amici che si occupano di educazione dei bambini: ne avevano alcuni autistici o con Asperger. Io azzardai che, forse, uno dei loro problemi era come e cosa guardassero. La loro esclusione dal nostro mondo poteva dipendere dal fatto che non vedevano noi, ma la nuvola di probabilità di Shroedinger o peggio vedevano molti noi contemporaneamente, come una folla impazzita di cloni. Una versione moltiplicata dell'ubriaco.

Parallel Universe Desktop by VisionGfx1Nel 1957 un dottorando americano, Hug Everett, nella sua tesi, stabilì che l'onda di probabilità non collassa mai. In realtà anche un ficico francese, De Broglie, lo aveva detto tempo prima, ma Everett va oltre. L'osservatore vede un elettrone in un dato punto, che è quello che sta nell'universo in cui vive. Ma esistono altre a priori infinite possibilità che tale particella stia da un'altra parte. E disse che ad ogni altra possibilità corrisponde un altro osservatore. Di osservatori ce ne sono più di uno, di universi ne esistono più di uno. Nasceva il concetto di multiverso. Il multiverso quantistico. Vedremo dopo come il concetto di multiverso, apparentemente fantascientifico, sia molto importante per comprendere, ad esempio, quello della gerarchia e molti altri di tipo cosmologico.

Un'altra interpretazione, molto intrigante, è quella del fisico Carlo Rovelli, che fa riferimento alle proprietà relazionali. Secondo tale interpretazione, le particelle esistono tout court se hanno relazione con altre particelle. In altre parole, non ha senso di parlare di realtà isolate con caratteristiche intrinseche.  E' l'nterazione tra le cose che le rende reali, non viceversa.  Rovelli dice che "la meccanica quantistica non descrive oggetti, ma processi ed eventi che sono interazioni tra processi" Forse la granularità stessa della MQ nasce da questo, dal rapporto uno ad uno caratteristico delle relazioni.

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g1

In realtà dovrebbe essere quello della tolleranza, ma... 

Non riesco a tollerare più gli intolleranti. Per quanti sforzi faccia, trovo insopportabili coloro che, avendo raggiunto una consolidata meta, frutto di chissà quali sofferenze, cercano di criminalizzare, deridere, offendere chi non ha tutte le loro inrcrollabil certezze.

Più si è certi delle proprie convinzioni, più il cretino è dietro l'angolo. Ti apposta, ti analizza, ti vuole sua preda. Strumentalizza tutta l'infinita debolezza mascherata da augusta e granitica forza. 

Io sono lo specchio del vizio. Mi domina, ne sono posseduto, non me ne manca uno. Mi piace fare cose che mi danno piacere, sperimentare nuove attività che qualcun'altro ha intrapreso. Cerco, tuttavia, di analizzare i miei vizi in modo critico, applicando quello che si puà definire "il buon senso mica tanto buono".

Scorrendo i post su facebook, vedo una marea, una slavina di attacchi alla carne che, se mangiata, ti uccide, specie se è insaccata o salata. I Calabresi non dovrebbero esistere, con la loro nduja o i toscani col culatello. Il fumo uccide, l'alcol uccide, Anche le zucchine, se usate male, uccidono. La Coca Cola è un propellente per missili, i vaccini fanno venire l'autismo. Il sesso, poi, fa impazzire, come minimo.

Vorrei chiedere, umilmente, ai talebani anti vizio come cavolo (forse l'unica cosa che si può mangiare) dovrei campare. Aiutatemi, affogo nei miei piccoli piaceri. Vorrei essere come voi, con le vostre certezze, con le vostre carote crude, col sedano sporco di terra.

Mannaggia, mi sento triste solo al pensiero dei miei peperoni imbottiti. Salgono e scendono dallo stomaco, ma una punta di bicarbonato o Coca Cola mette a posto tutto, come un bicchiere di Aglianico. 

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a cui dobbiamo aggiungere quelle della relatività generale di Einstein

einstein explained

a cui aggiungiamo il termine della costante cosmologica

latex

Si scrive anche così.

einsteinfieldeq

Ma, in fondo cosa è un'equazione?

Partiamo un pò da lontano. Ho chiesto a persone "comuni" cosa sia una legge fisica. Le risposte sono state ragionevoli. Servono a spiegare come funziona il nostro mondo. Ma servirebbero a ben poco se non avessero anche un'altra caratteristica: servono anche a prevedere come e dove andrà un fenomeno, se possibile. "Non mi devo buttare dalla finestra per capire che mi sfracellerò". Volutamente usiamo il futuro, per mettere in evidenza che per prevedere come vanno le cose c'è sempre un prima ed un dopo. C'è il tempo, insomma. Non sempre, ma spesso, se parliamo di fenomeni dinamici, è indispensabile comprenderne il loro andamento temporale. Mi spiego con un esempio. La prima equazione che abbiamo, il teorema di Pitagora, non ha bisogno del tempo. Esprime il legame, eterno, tra tre entità: a, b, e c che simboleggiano, rispettivamente, i due cateti (a e b) e l'ipotenusa (c) di un qualsiasi triangolo rettangolo. mentre se vedo la 8 noto che, al di là della complessità dei simboli, c'è al primo menbro "qualcosa" con scritto t. Esprime, sostanzialmente, che una certa grandezza u varia sia nello spazio, che nel tempo. In questo caso sono onde, ed è abbastanza intuitivo vedere questo fenomeno nelle onde del mare che variano di altezza e posizione al variare del tempo.

Qualsiasi equazione lega varie grandezze fisiche mediante operatori matematici (le quattro operazioni, radici quadrate, e cose più complicate come derivate, integrali eccetera). Tali grandezze fisiche sono rappresentate da simboli e la caratteristica fondamentale di un'equazione è che conosciamo tutte le grandezze in essa descritte tranne una. Si chiama, appunto, incognita e scopo dell'equazione è scoprirla. Se osserviamo la 14, al di la di tutto, H è noto, devo scoprire Psi. Ma come faccio a sapere ciò che è noto da ciò che devo scoprire, guardando un'equazione? Criteri generali non ci sono ma posso dire che se ho una grandezza ("variabile") che è abbracciata da strani simboli, essa deve essere trovata, mentre se sta da sola è nota. Notate ancora la 1 e la 13. nel primo caso se so a e b, scopro c , ma se so c e b scopro a, cioè se so due termini, posso scoprire l'altro. Così come la 13, se so E scopro m, se so m scopro E. Sono equazioni democratiche. C'è anche l'abitudine si scrivere prima del "=" ciò che devo scoprire, ma non fidatevi sempre. Ad esempio, le 11, le equazioni di Maxwell, hanno intrecciate le grandezze note da quelle che devo scoprire, cioè se so l'una posso calcolare l'altra.

Come si trova quello che non so.

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