Un'occhiata alle carte di Dio
by Gian Carlo Ghirardi
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La meccanica quantistica rappresenta uno dei pilastri della scienza moderna,eppure, a differenza di altre svolte epocali e dopo più di tre quarti di secolo dalla sua formulazione, non è riuscita a penetrare nel senso comune e nella cultura diffusa. Il libro intende accompagnare il lettore attraverso... More

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FernandelFernandel wrote a review
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Divulgazione “impegnata”
Questo libro è una rara perla nel panorama della divulgazione perché non si limita al compitino di illustrare e colpire il lettore con giochi di prestigio, ma intende soprattutto far comprendere con spirito di obiettività il percorso storico che ha condotto alla formulazione attuale della teoria quantistica, che viene qui analizzata in grande dettaglio tanto nella sua struttura formale in relazione alla fenomenologia, quanto per l'ampio ventaglio di possibilità interpretative.
Sia chiaro, è un libro divulgativo solo nella misura in cui lascia il formalismo ai minimi termini (tuttavia sufficienti a richiedere una buona preparazione scientifica), ma è per il resto un'opera concettualmente e logicamente assai rigorosa, che non si abbandona mai a metafore disinvolte o rozze semplificazioni e che merita una lettura attenta e meditata se si vogliono coglierne le numerose sottigliezze.
Per quanto mi riguarda trovo un gran lavoro quello fatto dall'autore nell'accurata ricostruzione dei vari stadi del dibattito sull'interpretazione della meccanica quantistica, troppo spesso viziato da mistificazioni e semplificazioni fuori contesto: ne emerge un rovesciamento di molti luoghi comuni a proposito del pensiero che spesso si attrubuisce principalmente ad Einstein nel suo “duello” con Bohr e gli altri sostenitori dell'“ortodossia”. Con tutta probabilità Einstein, tralasciando i suoi ben noti pregiudizi filosofici, aveva in realtà colto o intuito le difficoltà insite nella formulazione di Copenaghen ben più a fondo degli stessi rappresentanti del gruppo dei seguaci di Bohr (con i dovuti distinguo).
È non meno che eccellente anche l'articolata analisi del paradosso EPR, di come abbia scosso la comunità scientifica e in particolare quella dei teorici ortodossi, che però in breve rimossero il caso attraverso una soluzione di facciata, e di come poi questa soluzione effettivamente arrivò con qualche decennio di ritardo attraverso il teorema di Bell, che in buona sostanza segnava un punto a favore della teoria standard negandone un possibile completamento deterministico e aderente al principio di località. Probabilmente per trovare qualcosa di altrettanto profondo bisogna andare agli scritti dello stesso Bell, verso il quale evidentemente Ghirardi è molto in debito (anche perché, diciamocelo, Bell ebbe a più riprese parole di apprezzamento, e a mio avviso non senza motivo, per il modello dinamico di riduzione del pacchetto d'onda GRW, tra i cui ideatori c'è Ghirardi stesso).
Ghirardi ha poi il pregio di mettere a fuoco le straordinarie possibilità a cui apre la natura intrinsecamente casuale dei microsistemi e quella non locale delle loro correlazioni (entanglement), concedendosi una piacevole digressione sugli sviluppi per la crittologia ed i computer quantistici.
Notevole è anche la lucidità con cui si analizza infine il vero punto debole della meccanica quantistica nella formulazione che tuttora viene presentata nei corsi universitari, ovvero il problema del collasso del vettore di stato in seguito ad un processo di misura. Cosa renda fondamentalmente diverso un familiare oggetto classico, capace di fare misurazioni (ovvero di far decadere in maniera casuale una sovrapposizione di stati possibili in uno determinato tra questi) da uno quantistico, il cui stato è governato invece dall'equazione di Schrödinger, lineare e deterministica, resta a tutt'oggi un mistero di fronte al quale esistono solo abbozzi di spiegazione e strategie che sono oggetto della ricerca attuale in questo settore.
È a suo modo divertente constatare come le previsioni della meccanica quantistica siano meravigliosamente verificate negli eseprimenti nonostante non si abbia nessun criterio vagamente preciso per stabilire il confine tra sistemi classici e quantistici, così come può in qualche modo stupire che, volendo usare un formalismo genuinamente quantistico anche per gli apparati di misura (cosa che potrebbe sembrare legittimata dall'osservazione secondo cui le equazioni della meccanica classica si ottengono come un limite di quelle della meccanica quantistica), non si avrebbe una descrizione più “esatta” ma, anzi, si dovrebbe concludere di vivere in un eterno limbo di possibilità mai realizzate (e chi prende sul serio questo stato di cose è naturalmente condotto alle interpretazioni a molti mondi o a molte menti).
Personalmente avrei delle perplessità sulla liceità di parlare di stati come |la sedia è qua> o |la mela è sul tavolo> equiparandoli per trattazione a quelli di sistemi ben più elementari (se non proprio fondamentali) come potrebbe essere |elettrone con spin su lungo la direzione z>, probabilmente bisognerebbe interrogarsi anche sulla realizzabilità e la discernibilità di stati siffatti prima di usarli nei propri gedankenexperiment, ma questo genere di obiezioni d'altro canto non credo che possa eludere il problema di principio legato al collasso del vettore di stato, che come assioma spurio della teoria offre tuttavia una prescrizione valida for all practical purposes, come afferma argutamente Bell.

In definitiva questo testo, nonostante una veste editoriale che lascia molto a desiderare ed un periodare talvolta un po' cavilloso, rappresenta senz'altro un “must” per tutti gli interessati ai problemi fondazionali della teoria quantistica e, oserei dire, anche per tutti gli studenti ed i professionisti del settore che vogliano comprenderne a fondo le implicazioni concettuali e filosofiche, visto che nei corsi universitari, orientati com'è più che giusto ad una solida assimilazione del formalismo e delle basi sperimentali, raramente si trova tempo sufficiente per affrontare seriamente simili questioni.
ѴiceѴice wrote a review
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Dove finisce l’immensamente piccolo e dove hanno inizio le “cose materiali” oggetto della nostra esperienza quotidiana? Dove si pone il confine (se un confine esiste) tra il micromondo delle particelle subatomiche e le grandezze misurabili dagli strumenti della fisica classica e della nostra percezione cosciente? In termini quantistici: dove si colloca la “riduzione del pacchetto d’onde”, ossia l’oggettivazione (e “materializzazione”) di ciò che a livello subatomico esiste solo in potenzialità? E ancora, se una sedia è costituita da particelle governate da onde di probabilità, indeterminismo, a-causalità e non-località, perché ci appare solida, posizionata nello spazio e definita nel tempo? Ma soprattutto: esiste davvero la sedia (o la luna, come si chiese Einstein) se non c’è un osservatore cosciente a percepirla? Cos’è dunque la coscienza e qual è il suo eventuale potere di interferire con la realtà, se non addirittura di crearla, estraendola dal limbo della potenzialità (la funzione d’onda)?
Il brillante libro di Ghirardi, esauriente manuale di storia della meccanica quantistica, esplora le diverse soluzioni a questi cruciali interrogativi, attraverso una rassegna dei mostri sacri della fisica teorica del XX secolo. Ghirardi racconta con maestria narrativa e con rigore scientifico la scoperta di sconcertanti enigmi quantistici (dall’esperimento a due fessure all’entanglement) e del comportamento bizzarro delle particelle, con il loro duplice aspetto corpuscolare e ondulatorio. Egli pone particolare accento sul rompicapo dei sistemi di misurazione e delle loro possibili interferenze con i sistemi macroscopici. In questo contesto va letta la sfida di cervelli straordinari intercorsa tra i fedelissimi di Bohr (gli “ortodossi” di Copenhagen) e gli scettici sulla scia di Einstein, che rigettando l’indeterminismo quantistico spalancò la strada al genio di Bohm e alle ipotesi a variabili nascoste. Uno sguardo alle carte di Dio, pur apprezzabile pienamente solo dagli studenti di fisica, è accessibile anche ai non addetti ai lavori, grazie all’ausilio di disegni ben schematizzati che rendono più accettabili le pagine di equazioni matematiche. Con un buon editing che ne revisioni la sintassi (accorciando frasi talora troppo lunghe e dispersive), il libro del prof. Ghirardi rasenterebbe la perfezione.
makomaimakomai wrote a review
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Esse est percipi
Tra le tante vulgate dell’aforisma di Feynman, in questo testo viene riportata la seguente versione: “(..) mi sento di poter affermare con sicurezza che nessuno ha mai capito la meccanica quantistica”.
Chi sono io per smentire Feynman?
Il libro è più interessante per il fascino della materia trattata che per il modo in cui questa è trattata dall’Autore, il quale mostra un equilibrio perlomeno incerto tra descrizione ed analisi, tra formalismo e visualizzazione. La decisione di cosa spiegare in dettaglio e di cosa descrivere senza approfondirne le dinamiche e le leggi matematiche sembra rilevare unicamente del presupposto di rivolgersi ad un uditorio sostanzialmente profano.
Nondimeno, la materia è talmente affascinante che il testo merita comunque tre stellette. Non di più, poiché rigore formale ed intento divulgativo sono mal conciliati, portando a squilibri verso l’uno o l’altro intento e ad un prodotto che sostanzialmente non è né carne né pesce.

Divagazioni: Born scrisse nel 1923 che “l’idea che le leggi del cosmo nel piccolo riflettano il mondo terrestre esercita in modo naturale una grande attrattiva sulla mente umana (…)”. Ciò richiama la necessità fisiologica (darwinianamente fisiologica) di identificare schemi negli eventi del mondo fenomenologico. Tale capacità ha un valore di fitness, poiché può risolversi nella sopravvivenza dell’individuo che tali schemi coglie, in competizione con quello che invece non li coglie. Come nel caso delle superstizioni (e delle religioni), però, anche nella fisica non necessariamente gli schemi intuitivamente individuati corrispondono a leggi reali.
Come nella teoria dei giochi e nella statistica, la realtà delle leggi fisiche è spesso controintuitiva. Questo è a mio avviso il migliore insegnamento di qualsiasi testo scientifico serio, che dovrebbe educare essenzialmente a fidarsi unicamente di ciò che viene dimostrato oltre ogni ragionevole dubbio, al di là delle (e spesso contro le) apparenze.
La meccanica quantistica non solo è essenzialmente controintuitiva, ma sfida persino la logica aristotelica (il principio del tertium non datur è contrastato dal formalismo quantistico, perlomeno al di fuori della teoria a variabili nascoste); questo ed altri aspetti della teoria hanno condotto a conseguenze stupefacenti quanto aberranti in termini filosofici: ad esempio si dice spesso che la meccanica quantistica, per il ruolo assegnato all’osservatore, ha disfatto la rivoluzione copernicana rimettendo l’Uomo al centro dell’universo; tale conclusione mi sembra totalmente arbitraria, cuius rei demonstrationem mirabilem sane detexi hanc marginis exiguitas non caperet. In ogni caso, la sfida alla logica classica a mio avviso è anche più affascinante della sfida alla fisica classica.