LA COMPLEMENTARITA’ DI BOHR FRA
CONSERVAZIONE E INNOVAZIONE NELLA
FISICA CONTEMPORANEA
Vincenzo Fano, Università di Urbino,
Dipartimento di scienze di base e
fondamenti
Messina 15 dicembre 2011
1. Gli storici della filosofia
in Italia non riflettono
sulle scienze empiriche.
2. A Messina gli storici
della filosofia riflettono
sulle scienze empiriche.
3. Quindi Messina è fuori
dall’Italia.
COMPLEMENTARITA’ A
COMO
• L’intervento di Bohr sul
principio di
complementarità non è
incluso nel volume
QUANTUM THEORY AT THE
CROSSBOARD,
RECONSIDERING THE 1927
SOLVAY CONFERENCE, G.
Bacciagaluppi e A.
Valentini, Cambridge
University Press, 2009,
perché Bohr non lo
presentò a Bruxelles.
DI CHE COSA DISCUSSERO
EINSTEIN E BOHR
• Il voluminoso libro di
Bacciagaluppi e Valentini
contiene una traduzione in
inglese degli atti della quinta
Conferenza Solvay, una lunga
introduzione storica e un
confronto analitico con il
dibattito contemporaneo.
• Gli autori, contro Jammer
1974, riprendono gli studi di
Fine, 1986 e Howard, 1990,
secondo i quali i ricordi di
Bohr, 1949 sarebbero in
parte fasulli.
IL DISEGNO DI EINSTEIN
REALISMO METAFISICO E REALISMO
EPISTEMICO
• Realismo metafisico: esiste una realtà
indipendente dal soggetto conoscente.
• Realismo epistemico: è possibile conoscere
almeno in parte tale realtà.
• Realismo epistemico implica realismo
metafisico, ma non viceversa.
COMPLESSITA’
• L’avvento dei metodi scientifici del Novecento ha
mostrato che la realtà è molto più complessa di
quanto alcuni hanno immaginato nel Settecento e
nell’Ottocento.
• Inoltre il processo di comprensione della realtà è
sempre propspettico e rivedibile.
• Infine la realtà è dinamica.
• Questo non significa, però, che dobbiamo
abbandonare l’ideale di una comprensione del
reale.
REALISMO SCIENTIFICO ED EMPIRICO
• Realismo scientifico o conservativo: le nostre
migliori teorie scientifiche sono almeno in
parte vere, quindi descrivono almeno in parte
la realtà non osservabile.
• Realismo empirico o progressivo: è possibile
controllare empiricamente alcune ipotesi sulla
realtà formulate precisamente in un
linguaggio tecnico, ma non scientifico.
VERIFICAZIONISMO E REALISMO
COMPLEMENTARE
• Verificazionismo: Gli enunciati scientifici sono
decidibili solo se riguardano i risultati di
osservazioni.
• Realismo complementare: si possono
attribuire proprietà a ciò che non è osservabile
solo dopo la determinazione dell’apparato
sperimentale.
• Il realismo complementare è una forma di
realismo scientifico
MACH ZENDER
(Pflegeor, Mandel, 1967)
Tutti i fotoni arrivano in
D2.
Ciò che capita fra BS1 e
BS2 è WAWELIKE; ciò che
viene rivelato in D2 è
PARTICLELIKE.
Verificazionismo: nulla
possiamo dire di ciò che
capita fra PP e D2.
Realismo complementare:
Fra PP e BS1 abbiamo
particella; fra BS1 e BS2
abbiamo onda; fra BS2 e
D2 abbiamo particella
D1
M1
PP
PS
BS1
BS2
D2
M2
SCELTA RITARDATA
(Helmuth et al., 1986)
Uscito da BS1 non abbiamo
ancora stabilito se inserire
BS2 o meno.
Se non lo inseriamo il
realismo complementare è
costretto a sostenere che
fra BS1 e D1 e D2 c’è una
particella. Se lo inseriamo,
invece, che è un’onda.
In pratica mettiamo in
difficoltà il realismo
complementare
modificando l’apparato
sperimentale durante
l’esperimento.
D1
M1
PP
PS
BS1
BS2
D2
M2
DISUGUAGLIANZA DI BELL
L’ENTANGLEMENT E’
PARTICLELIKE?
• Se la disuguaglianza di Bell
è violata, non esiste
nessuna spiegazione locale
delle correlazioni fra i due
bracci dell’apparato
sperimentale.
• Per non violare la relatività
siamo costretti a introdurre
delle entità non separabili
che vanno da un braccio
all’altro dell’apparato.
PP1
PP2
PS
BS3
D4
BS4
BS2
D1
BS1
D3
D2
M1
M2
AULETTA-TAROZZI
L’apparato è un Mach Zender, perché in BS4 e BS2 c’è fenomeno di
interferenza.
E’ anche una scelta ritardata, perché possiamo aggiungere in qualsiasi
momento BS2 e BS4 dopo che una coppia di fotoni sono entrati
nell’apparato.
Infine facendo i conti si trova un entanglement.
.
PP1
PP2
PS
BS3
D4
BS4
BS2
D1
BS1
D3
D2
M1
M2
CON E SENZA BS4
4=(3A3B-4A4B-2A2B1A1B+i(2A3B+2B3A+1A4B
+1B4A))
3s(3A1B+i3A2B-2A4Bi1A4B-1B1A-2B2A-i3A4B)
• Vediamo che con BS4
abbiamo sia entanglement
INTERPRETAZIONE
che interferenza e non si
vede il cammino dei fotoni,
4=(3A3Bmentre
senza
BS4
abbiamo
4A4B-2A2Balcuni fotoni che
1A1B+i(2A3B+2
interferiscono e non si vede il
cammino, mentre altri si
B3A+1A4B+1B
vede il cammino, ma non
4A))
interferiscono.
3s(3A1B+i3A2B
• Auletta e Tarozzi parlano di
-2A4B-i1A4Buna
nuova
forma
di
1B1A-2B2Acomplementarità fra
i3A4B)
entanglement e
individuazione di cammini.
ALTRA DIFFICOLTA’ PER IL REALISMO
CORPUSCOLARE
• Abbiamo però visto che in un certo senso
l’entanglement è legato più al comportamento
corpuscolare che ondulatorio.
• Per cui si potrebbe concludere che quando c’è
BS4 gli stessi fotoni interferiscono e si
entanglano, cioè hanno sia comportamento
ondulatorio che corpuscolare.
• Così in un certo senso il realismo corpuscolare
diventa molto difficile da sostenere.
IL REALISMO DI EPR
• Rimangono solo le possibilità del
verificazionismo e del realismo progressivo.
• L’argomento di EPR propone un realismo
progressivo, cioè confronta la MQ con
un’ipotesi di realtà.
• Il realismo di EPR non è interno alla teoria, ma
può essere confrontato significativamente la
MQ
CONCLUSIONE
• La scienza non ha bisogno
tanto del realismo scientifico,
quanto del realismo
progressivo.
REALISMO DI VINCENZO
FANO
GRAZIE
MESSINA