teoria della *fisica semi quantica* [studio] (spiegata a chi sa zero.. ma vorrebbe capirci qualcosa)

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da it.cultura.filosofia:
Il 17/06/14 17:06, Carlo Pierini ha scritto:

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La prima domanda è:
Ammetti la possibilità che esista un Principio universale più o meno nei termini in cui lo postulavano Einstein e Bohr? …E cioè:

“Il principio di complementarietà di Nils Bohr era niente meno che un tentativo per costruire la pietra angolare di una nuova epistemologia. Quando <<nella prospettiva filosofica generale… ci si presentano situazioni che richiamano quella della fisica quantistica>>, non significa che queste situazioni siano in qualche modo un pallido riflesso, o <<vaghe analogie>>, di un principio che risulta fondamentale soltanto nella fisica quantistica; piuttosto è la situazione della fisica quantistica che rappresenta soltanto un riflesso di un principio onnipervadente”.  (G. HOLTON: L’immaginazione scientifica – pg.132)
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Insomma, quando scrivi:

” -come mostra Godel- non esiste un algoritmo di ottimo in grado di
descrivere *il tutto* (simonimo di “la collezione di tutte le collezioni”)
con minore quantità di informazione del tutto stesso!
Anzi Godel arriva al limite cognitivo di dire che su ciò un teorema non
si potrà mai pronunciare se non su casi specifici…”

…vuoi forse dire che la risposta alla mia domanda: “Ammetti
l’esistenza di un principio universale?” è “NO”? …E che questo “NO”
rimane tale anche si ti dico (e potrei spiegarti le ragioni) che il
Principio in oggetto è cosa ben diversa di un algoritmo in grado di
descrivere *il tutto*?

***

RISPOSTA, Lino Cibernetico:
In ipotesi che stiamo parlando di quanto segue:
http://it.wikipedia.org/wiki/Principio_di_complementarit%C3%A0

Vengo al punto specifico come da te richiesto.

Se si intende con “principio di complementarietà di Bohr” il concetto, o (se vogliamo dirlo così) modello che la materia avrebbe una doppia natura “sia ondulatoria e sia corpuscolare” vengo a dire la mia interpretazione avendo separato la tesi di Bohr da cosa ne penso io (vedi seguito).

(1)
Risposta alla prima domanda:

Va separato il modello che descrive il reale da ciò che è il reale.

Va capito che la misura crea _sempre_ interferenza con il reale per potere eseguire la misura. Che tale inter-fero (dal latino: fero portare, inter: dentro), interferenza, crea *perturbazione* del reale in specie se i livelli di perturbazione sono dello stesso ordine di grandezza delle grandezze osservate: ad esempio osservare un fotone richiede (oggi) almeno un fotone. Quindi la collisione di un fotone con un altro fotone genererà non una interferenza trascurabile, ma una interferenza significativa in cui non è noto se la scaturigine dipenda -e come- dalla grandezza oggetto (il fotone osservato) e come dalla grandezza soggetto (il fotone osservante) che nell’esperimento consente di rivelare la coppia “osservante e osservato” e non solo l’oggetto di misura. [idem se si fa sbattere il fotone su un oggetto, perché l’oggetto che interferisce con il fotone non è detto che -a livello sub atomico- non crei diversità nell’interferire, interferire causato dal fatto che l’oggetto sembra statico, ma -a livello sub atomico- è dinamico].

Generalmente non serve osservare il singolo fotone, che anzi è generato e polarizzato con appositi dispositivi che sempre di più ne garantiscono una controllabilità ab ovo. (purezza di generazione affetta da errore di controllabilità della purezza sul range di frequenze controllate: si veda la descrizione di Einstein a Popper sul concetto di “caso super puro” come *inesistente* (ora e sempre ANCHE nel futuro, secondo Einstein), nel carteggio finale del libro di Popper: Logica della scoperta scientifica).

Ma colpire particelle sub atomiche con altre particelle sub atomiche porta alla collisione di entità dello stesso ordine di grandezza che (in genere) durante gli urti generano fotoni (o altri enti rilevati per frequenza o natura corpuscolare) che sono rilevati lasciando (per esempio) una scia in dispositivi che sono costruiti ad hoc, quindi (concettualmente) vale il discorso sopra indicato che -storicamente- è stato risolto in modo statistico. (oppure rivelati su lastre fotografiche o da sensori il cui grado di accuratezza nel descrivere i fenomeni è non infinitesimale, ma statistico e con range affetto da errore).

Ossia si dice (per esempio): se il risultato di una misura mi mostra che a volte il fotone si comporta come una onda che subisce interferenza della tipologia delle onde e a volte si comporta (mutato l’esperimento) come particella (perché il fotone si comporta come se fosse corpuscolare) -> allora -> Bohr teorizza che il fotone ha una doppia natura che si “mostrerebbe in due modi diversi” perché è la misura che collasserebbe a scegliere una di queste due nature (che esisterebbero entrambe prima della misura) a estrinsecarsi in quella misurata.

Io commento: è concettualmente esprimibile -come logica- la tesi di Bohr, ma solo *dentro un modello statistico, o probabilistico*, poiché è ciò che dice il modello nelle associate funzioni di statistica o di probabilità.

Ho detto nel prologo, però, che è una utopia pensare di avere trovato con la teoria della probabilità la descrizione del reale. Si è trovata solo una descrizione probabilistica. E del resto vorremmo pretendere di dire cose certe con una teoria probabilistica?

 

Faccio un esempio semplice, invece, per dire dove sta l’equivoco:

E’ come dire che in un punto la temperatura ha un valore probabile.

Certamente io posso eseguire più misure di temperatura (su un punto di una pentola con acqua che bolle) e dire che -in media- (sotto certe condizioni al contorno) “il valore medio di temperatura è tm”.

Ma è impossibile dire il valore esatto perché mi accontento di un valore medio?

E le medie -allora- su cosa le costruisco se non su più valori di cui faccio la media?

Il punto è che -in genere- non è noto perché la temperatura oscilla (fissate in modo sommario le condizioni al contorno) su un range di valori.

Ed è più comodo un modello probabilistico come se ogni particella di gas (o liquido, o altro stato della matria/energia) possa avere tutti i valori che poi incidentalmente vengono misurati uno per uno.

Ma la realtà è che ogni particella ha un *preciso valore* (che noi conosciamo solo in modo approssimato), e ne mostra di differenti perché non abbiamo sufficiente quantità di informazione sul processo che pensiamo di stare controllando mentre il processo oscilla -nella realtà- tra più valori, ma nel tempo, e al cambiare delle coordinate spazio tempo.

In aggiunta la misura aggiunge una interferenza.

E la interferenza nella misura altera i valori misurati.

Una ultima nota sul probelema delle indeterminazione ipoteticamente irrisolvibile secondo la scuola di Copenaghen:

Heisenberg aveva dei problemi psicologici di *disabilità mentale* sul concetto di misura(!): infatti non prese i pieni voti sulla sua tesi perché la commissione non rimase soddisfatta della sua esposizione, e ciò gli causò la perdita della cattedra nella sede di esami.
(Basta consultare una biografia di Heisenberg).

Quindi covò uno odio profondo alla misura, come concetto.

E se ne uscì (*) che vi fosse un *limite non oltrepassabile* non solo alla misura specifica, ma alla misurabilità, in generale, anche in futuro.
(*)
[come risentimento di tipo vendicativo di denigrazione della misura e misurabilità come “Dio da uccidere” (come totem da abbattere!), da porre sotto la sua -di Heisenberg- capacità di dominarlo]

Ora questo tema è stato trattato [anche di recente: vedere il testo seguente(*)] in altri campi che si interessano di teoria della misura, che è il mio settore di specializzazione alla università, nell’ambito della teoria dei controlli.
(*) Digital Signal Processing (Elaborazione numerica dei segnali) di A.V. Oppenheim – R.W. Schafer (Ed Prentice- Hall Inc USA, Ed italiana Franco Angeli)

In sostanza questi studi che sto citando portano ad un concetto semplice: <<la misura risente dal grado di finezza del quantum minimo di discriminazione del metro di misura>>.

Ad esempio: se io devo misurare i millimetri, come misura di lunghezza, devo avere almeno un righello che misura i millimetri, altrimenti la misura si fermerà allo step più grossolano dei centimetri, o anche con scarsità maggiore in dipendenza dallo strumento di misura.

In particolare negli studi di conversione analogico/digitale è noto che il quantum minimo di misura dipende da quanti bit si dispone per descrivere la conversione per quanto riguarda la memorizzazione. Ma anche dalle capacità del convertitore analogico digitale di riuscire a vedere una differenza tra due grandezze simili. Ossia c’è come la necessita di uno (strumento) che legge il valore, e uno che scrive il valore.

Il fatto che c’è un limite di precisione alla differenza minima tra due valori si chiama -> *errore di quantizzazione* (o rumore di quantizzazione).

Ora l’errore di quantizzazione dipenderebbe dal fatto che il reale -in se- sarebbe di natura multipla ? (o doppia?: onda particella?) NO ..

dipende dalla mia capacità di misura(!), in riferimento al quantum minimo -disponibile- per la investigazione specifica.

Oggi il quantum minimo di investigazione sulle particelle sub atomiche ha il *range fotone* .

E infatti il delta di indeterminazione di Heisenberg è dell’ordine del quantum fotonico.(*)

Si veda a conferma il seguente testo:

The Principles of Quantum Mechanics Ed Clarendon Press – Oxford, versione Italiana: I principi della meccanica quantistica di Paul A. M. Dirac.

dove il livello di indeterminazione min è quantificato come prodotto di errori di grandezza fissa tra posizione e quantità di moto (velocità) e quindi se si riduce una tipologia di errore se ne amplifica l’altro).

A pag 135 del testo citato:

(Delta q)*(Delta p)=costante=h (equazione 24.2)
detto “principio di indeterminazione di Heisenberg”.

Rintracciabile -on line- al link seguente:

http://it.wikipedia.org/wiki/Principio_di_indeterminazione_di_Heisenberg

si noti che la energia del fotone è h(f)
dove f è la frequenza del fotone.

cit estratta (ad esmepio) dal link appena sopra:
++
cit on
++
Per misurare l’energia di un fotone si può fare uso della formula di Planck:
E = h*(nu)
che manifesta la proporzionalità diretta tra l’energia E e la frequenza del fotone “nu” (che io chiamo f, poiché è una frequenza).
++
cit off
++
Ma chi ci dice che -in futuro- non si riesca a ridurre la quantità di energia di investigazione a frazioni del fotone e quindi avere maggiore risoluzione di misura?

E’ invece la ipotesi più probabile che ciò accada per il semplice fatto che la energia (il fotone) è una forma della materia, secondo e=mc^2, e -finora- la materia portata a collisione si è sempre rotta in parti sempre più piccole senza che sia logico pensare che -aumentando la energia possibile nei collisori- non sia ulteriormente frazionabile riducendo -progressivamente con l’avanzamento tecnologico- il quantum min di indeterminazione, che nella teoria degli errori (nella branca dello studio della elaborazione dei segnali numerici, quindi quantici) è detto *errore di quantizzazione*!

Ora tutta questa materia io la ho già tratta nella nuova teoria di interpretazione del reale che ho chiamata “teoria semi-quantica della materia energia”, che risolve il problema del perché la quantizzazione è utile, ma ***_non_*** è “lo stadio finale della epistemologia”, ma un livello di approssimazione che può essere legittimato dal fattore di scala, ma anche superato(!), mutando il fattore di scala(!) ed introducendo maggiore risoluzione del quantum min.

Do un link di chi volesse leggere la mia trattazione del mio modello di “teoria semi-quantica”:
https://6viola.wordpress.com/2014/05/28/tempo-e-luce-studio-nella-filosofia-fisica

Concludendo:
Il concetto di chiave serve ad aprire una porta, ma la funzione della chiave non è quella di dire cose definitive, come -del resto- lo stesso concetto di “principio”. Principio significa inizio, mica fine.

Naturalmente se non si inizia una investigazione non si può neanche sapere di cosa stiamo parlando, ma non è -la scoperta del reale- la decriptazione di un codice che diventa leggibile perché si è trovata la chiave di de-criptazione.

La chiave, o meglio -le chiavi- ci consentono un *livello di lettura*, ma non definitivo.

E’ invece la tendenza -dagli atomisti greci in poi- di autoassicurarsi dell’uomo, che si possa scoprire la particella fondamentale o il modello definitivo, con una teoria del tutto, che pure Einstein cercò, e non trovò.

Nella scena principale di “2001 odissea nello spazio” la scimmia con un osso costruisce un arma e colpisce la materia.

L’uomo pensa che la sua capacità di penetrare nel reale sia scomporre la materia colpendola in frammenti sempre più minuti per rubarne i segreti e scoprire la logica del perché “tutto ciò che è” è come è.

E’ una utopia.

Poiché la quantità di info -se si esamina il *tutto*- non è limitata(!), e quindi una quantità illimitata non è racchiudibile ed elaborabile in una base di dati limitata!

Né ci sono ripetizioni che grazie all’ipotetico mattone fondamentale potrebbero portare una descrizione esatta con un numero finito di elementi (investigazione di Godel in vari risultati e teoremi, come il teorema dell’Halt: che mostra che il problema è indecidibile, al finito).

Ci possiamo però accontentare delle semplificazioni e dei modelli se ci basta il livello di errore introdotto come tollerabile.

Oppure possiamo continuare a colpire la materia fino a padroneggiarla in sempre più minuti frammenti, che però non saranno mai “un epsilon piccolo a piacere”, ma un *epsilon maggiore di zero*.

🙂

Spero di avere espresso in modo chiaro il mio punto di vista e ti ringrazio anche del dialogo.

 

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