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Il cammino della scienza nella visione di Popper, in relazione alla crisi della Fisica e delle altre scienze di inizio Novecento.

Facoltà di Ingegneria dei Sistemi- Politecnico Milano Prof.ssa Viola Schiaffonati - A.A. 2009 - 2010

Elena Di Bernardino - Seminario 4/7 Giugno 2010

Heisenberg (1901-1976) e Bohr (1885-1962)

Newton (1643-1727)

Popper (1902-1994)

Einstein (1879-1955)

Einstein e Lorentz (1853 –1928)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c6/Einstein_en_Lorentz.jpg

Elena Di Bernardino Seminario 4/7 Giugno „10

Indice: 2


Passaggio dalla meccanica newtoniana alla teoria della relatività einsteiniana.

XX secolo – Hanno luogo alcune delle più grandi e radicali rivoluzioni

della storia della scienza.

1. Introduzione

Idea del percorso che si seguirà:

2. Un quadro della situazione della scienza ad inizio „900 Lo scienziato e il suo intervento circa i fondamenti della scienza: Albert Einstein e Popper, K. R.

3. Rivoluzione scientifica di inizio „900 Crisi del fondamento

della conoscibilità della realtà.

4. Relazioni tra pensiero di Popper/Einstein e sviluppo della quantistica di inizio Novecento

Problematiche filosofico-epistemologiche

Visione probabilistica della realtà

Teoria dei quanti come teoria fisica finale

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“Oggi la fisica è in crisi” (Popper, 1956, La teoria dei quanti e lo scisma nella Fisica in Poscritto alla Logica della scoperta scientifica)


4 1. Introduzione: idea del percorso che si seguirà

Parola greca Epistéme: conoscenza certa e incontrovertibile.

Sotto le macerie della crisi delle scienze Popper intuisce un “tesoro”:

- Sforzo conoscitivo sempre crescente e mutante dell'uomo di scienza - Disfacimento dell'autoritarismo della scienza

E‟ per Popper l'inizio di un nuovo cammino della Scienza lontano dall'idolo della certezza assoluta e tutto proteso

“Verso uno scopo infinito, verso lo studio di problemi sempre nuovi, più generali, più profondi e sottoposti a controlli sempre più rigorosi”. (Popper, 1959, Logica della Scoperta Scientifica)

Tensione dello scienziato ad un‟approssimazione, sempre migliore, della realtà con i suoi modelli e le sue teorie empiriche.


2. Rapido excursus della crisi della fisica

classica di inizio Novecento

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Inizio 1800: Il problema della luce come ONDA (Ne seguirono tutte le teorie sull'etere, che verranno superate definitivamente solo dalla teoria della relatività ristretta di A. Einstein nel 1905).

In seguito esperimenti sui magneti portarono, grazie all‟opera di Faraday, ad un concetto fisico del tutto nuovo: l'idea di campo.

Crisi del Meccanicismo Newtoniano Erroneamente eretto a teoria in grado di spiegare tutta la

realtà, in ogni suo aspetto.

Come Einstein stesso afferma:

“I fisici si rassegnarono a rinunciare all'idea di un fondamento meccanicistico della realtà” ed ancora: “La teoria del campo elettrico di Faraday e Maxwell rappresenta probabilmente la più profonda trasformazione subita dai fondamenti della fisica dopo Newton.” (Einstein, 1950, Pensieri degli anni difficili)

Fino alla metà del 1800 il modello dominante e comunemente accettato era stato quello meccanicistico-corpuscolare di Newton.




Periodo di transizione e lavoro di H.A. Lorentz:

Tentativo di conciliare la teoria di Newton con quella di Maxwell: La convivenza, che sembrava possibile fino alla fine dell„800, tra le leggi della meccanica classica e il concetto di campo, sviluppato nelle teorie elettromagnetiche, risultò, ad inizio Novecento, sempre più complessa e densa di contraddizioni.

“Le particelle elementari seguono la legge newtoniana del moto del punto materiale. Questa è la base sulla quale Lorentz ottenne la sua sintesi tra la meccanica di Newton e la teoria di campo di Maxwell. Il punto debole della sua teoria sta nel fatto che essa tenta di determinare i fenomeni attraverso combinazioni di equazioni differenziali alle derivate parziali (le equazioni di campo di Maxwell) e equazioni differenziali ordinarie (equazioni di moto per il punto materiale) e questo metodo è ovviamente innaturale.” (Einstein, 1950, Pensieri degli anni difficili)

Equazione del moto di Newton (per corpi di massa costante) in cui la forza istantanea rappresenta la derivata della quantità di moto rispetto al tempo

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1900 -1930: questa crisi sfocia nella nascita-sviluppo del Paradigma quanto - relativistico

duplice accezione kuhniana del termine PARADIGMA:

- In un senso ampio può essere visto come una serie di idee e metodi d'analisi che combinati insieme possono restituirci una certa visione del mondo e un certo modo di fare scienza. - In un'accezione ristretta assume la connotazione di modello come le leggi di Newton o la teoria di Mendel. (dal Godfrey-Smith)

Ossia nella nascita indipendente delle teorie della relatività e della meccanica quantistica

“Lo sviluppo della scienza durante il XX secolo è caratterizzato da due sistemi teorici essenzialmente indipendenti l'uno dall'altro: la teoria della relatività e la teoria dei quanti.” (Einstein, 1950, Pensieri degli anni difficili)

Attenzione a non sottovalutare le complessità del rapporto tra queste due nuove teorie siche, rapporto che fu tutt'altro che semplice, poiché mancò in molti aspetti di unità e coerenza.

Il problema einsteiniano della Teoria del Tutto- “Theory of Everything” .)


8 2. Il rapporto tra la speculazione filosofica e l‟indagine scientifica

Nel periodo della crisi le esigenze si mostrarono per così dire duplici:

Spronare una rivoluzione Scientifica (vari ambiti:studio dell'atomo,

fisica, astronomia, geometria)

Tentare una comprensione delle cause di questa crisi

“In generale non è compito diretto dell'uomo di scienza filosofare ma certamente diventa inevitabile in un'epoca in cui, come in quella attuale, gli stessi fondamenti della fisica sono diventati problematici. In un'epoca, come la presente, in cui l'esperienza ci obbliga a cercare un nuovo più solido fondamento, il fisico non può semplicemente lasciare al filosofo la considerazione critica dei fondamenti teorici.”

(Einstein, 1950, Pensieri degli anni difficili)

Perché il fisico si trova in prima linea? Perché egli è chiamato ad esporsi direttamente circa i fondamenti teorici

della sua disciplina?

“Egli possiede la capacità di sentire dove la scarpa fa male.” (Einstein, 1950, Pensieri degli anni difficili)



L‟esempio della scarpa di Einstein :

Lo scienziato dovrà comprendere dove una teoria può rivelarsi più fallace:

Esaminare gli aspetti tecnici delle sue teorie

Interrogarsi circa la loro effettiva capacità di spiegare il reale

Dietro queste idee si celano nuove vocazioni dello scienziato:

•Necessità di tradurre il complesso libro della natura

•Disincanto verso la semplice e incondizionata osservazione del mondo; contro un'ottica baconiana - “osservazionismo” (*)

•Lo scienziato ha un compito articolato che deve inglobare anche un forte desiderio di comprensione della realtà

Lo scienziato popperiano ed einsteiniano ha un anelito di profonda comprensione.

(*) Popper definisce così il dogma di Francesco Bacone che aveva condotto alla convinzione che l'osservazione pura della Natura, priva di un pensiero teorico alla base, potesse portarne alla totale conoscenza. “Non teorizzate”, diceva spesso Bacone, “ma aprite gli occhi e osservate senza pregiudizio.”



Popper promotore di un nuovo ruolo della scienza:

Nuova interpretazione e nuova caratterizzazione della scienza

Alla luce delle rivoluzioni scientifiche di quegli anni, la scienza:

Non può più essere intesa come un sistema di

asserzioni certe e di conquiste consolidate e

inattaccabili

Rifiuto: scopo della scienza sia fornire

risposte definitive

Scorretta, d'altronde, una sostituzione della verità

scientifica con un approccio probabilistico ai

fenomeni reali

Rifiuto: scopo della scienza sia fornire

risposte probabili

“Piuttosto il vero progresso della scienza tende verso uno scopo infinito, potremmo dire asintotico.” (Popper, 1959, Logica della Scoperta Scientifica)

Passaggio a teorie man mano meglio corroborabili (in grado di superare maggiori e più forti test critici) e che contengano le precedenti teorie, o almeno delle loro buone approssimazioni.


2. Il rapporto tra la speculazione filosofica e l‟indagine scientifica

“Le teorie sono reti gettate per catturare quello che noi chiamiamo “il mondo”: per razionalizzarlo, per spiegarlo, per dominarlo. Ci sforziamo di rendere la trama sempre più sottile.” (Popper, 1959, Logica della Scoperta Scientifica)

Popper: da un lato è compito dello scienziato prendersi rischi formulando congetture anche ardite (non in probabilità), dall‟altro nel continuo approccio critico che la scienza deve avere, basato sulla ricerca nella realtà, di contro esempi alle teorie.

“Non bisognerà concludere quindi che la scienza è in grado di fare solo il lavoro di Penelope, di innalzare costruzioni effimere che deve ben presto demolire da cima a fondo con le sue stesse mani.” (Poincaré, 1905, Le valeur de la Science.)


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Punto di vista alternativo ed antagonista:

Alla possibilità di valutazione delle ipotesi come asserzioni vere o false Popper contrappone l'idea di corroborazione di una teoria. “Una teoria diremo che è corroborata finché regge a controlli.” Egli parla anche di gradi di corroborazione in funzione sia del numero di casi che corroborano una teoria sia, soprattutto, in funzione della severità dei controlli a cui la teoria è stata sottoposta.



Esempio emblematico del cammino della scienza con un livello di universalità sempre più alto:

Passaggio dalla teoria di Newton a quella della relatività di Einstein

Falsificazionismo popperiano è influenzato dalla figura di Einstein (Problemi scopi e responsabilità della scienza in Scienza e filosofia)

Dalla rivoluzione einsteiniana Popper trae un esempio brillante del suo criterio di demarcazione tra:

Una teoria scientifica

(nell‟accezione di teoria della scienza empirica)

Una teoria che si arroga il titolo di “scientifica” senza possederne i

requisiti (psicoanalisi di Freud o la teoria marxista della “storia come

storia della lotta di classe”).

“In vero, credo che sia stata proprio la teoria di Einstein che mi ha condotto ad occuparmi di filosofia della scienza”

(Popper, 1974, Il problema della demarcazione in La Logica delle scienze sociali e altri saggi)


2. Il rapporto tra la speculazione filosofica e l‟indagine scientifica

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Criterio di demarcazione (o criterio di falsicicabilità o criterio di confutabilità)

Non implica che le teorie inconfutabili siano false

Non implica che le teorie inconfutabili siano prive di significato

“Ma implica che, finché non possiamo dare una descrizione di una possibile confutazione della teoria, allora quella teoria è al di là della scienza empirica.”

(Popper, 1969, Problemi scopi e responsabilità della scienza in Scienza e filosofia)

Einstein seppe, secondo Popper, rispondere alla domanda: Sotto quali condizioni devo ammettere che la mia teoria è insostenibile?

• Predice delle deviazioni dalle orbite dei pianeti di Keplero

Teoria della gravitazione di Newton

• E‟ “altamente controllabile” perché predice delle deviazioni planetarie dalle orbite di Newton (Esperimento di Eddington, durante l'eclissi del 1919)

Teoria della relatività

di Einstein


3. Il passaggio dalla fisica di Newton alla relatività di Einstein

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Le teorie possono non solo essere migliorate ma anche falsificate da un momento all'altro: problema del “controllo imminente”.

“Dobbiamo quindi imparare una lezione: non possiamo mai sapere quale sarà la prossima parte della scienza che dovrà essere sottoposta a revisione.”


Problema molto discusso (vedi intervento di Poincaré): una teoria vecchia può essere demolita e di colpo sostituita con un grattacielo, solo dopo un esperimento che non rientra nella sue effettive previsioni?

Popper parla di “tentativo di comprensione del grado di corroborazione di una teoria scientifica” (Popper, 1959, Logica della scoperta scientifica)

Definizione del livello

al quale un'ipotesi può provare il proprio valore e il proprio grado di verità.

Passaggio non è composto di bianchi e neri ma piuttosto di

“ampie gamme di grigi”


15 3. L'aspettazione disillusa e l'incipit di una teoria scientifica

Nascita di una teoria scientifica attraverso “aspettazione disillusa”

problema da risolvere

“Qualche volta, mentre scendiamo una scala, ci accade di scoprire improvvisamente che ci aspettavamo un altro scalino (che non c'è), o al contrario, che non ci aspettavamo nessun altro scalino, ed invece ce n'è ancora uno.”


Metafora popperiana della scala:

Problema delle aspettazioni inconsce. Uomini “animali ideologici”, più che semplici “animali razionali”.


3. L'aspettazione disillusa e l'incipit di una teoria scientifica

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Conseguenza di queste piccole discontinuità Nascita di un quesito

Nascita di un problema: E' l'incipit della ricerca scientifica,

è la fase del dubbio che dà vita al tentativo di formulazione di una teoria

Si hanno quindi, nella visione popperiana della scienza:

“fase della nascita del problema”

“tentativo di risoluzione con la formulazione di una qualche teoria”

“discussione critica della teoria e suo miglioramento”

“Problemi – teorie – critiche.”


Si struttura così il modo di procedere della scienza razionale:


17 3. Il ruolo focale di Einstein nel pensiero popperiano

Popper e la sopravvalutazione del “Problema della verificazione di una teoria”

“Einstein stesso non riteneva che la sua teoria della relatività generale fosse vera anche se credeva che costituisse un'approssimazione migliore di quella rappresentata dalla teoria di Newton.”


Einstein difese in molti agoni le sue teorie della relatività, ma:

si astenne sempre dal definirle vere ed accettate

mai nessuna delle sue teorie come una svolta definitiva

Nei suoi scritti, si trovano caratterizzazioni delle sue teorie del tipo “mi sembra una buona approssimazione di …” oppure “seppur questa mia teoria appaia insoddisfacente in alcuni suoi aspetti …” o ancora “la mia teoria della relatività, sebbene effimera nel suo complesso …”




“L'epoca dell‟autoritarismo della scienza è passata, e io credo per sempre, grazie proprio alla rivoluzione einsteiniana.”


Einstein non tramutò mai la sua scienza nell'impossibilità di conoscenza della realtà:

“Scopo principale della scienza rimane infatti, per Einstein, il tentativo di far corrispondere la varietà caotica della nostra esperienza sensibile ad un pensiero logicamente uniforme.”


In Einstein si condensa proprio quell'uomo di scienza aperto e critico che Popper auspica:

Einstein non ridimensionò l'ambizione alta della scienza, il suo valore epistemologico potenziale della conoscenza scientifica.

Einstein prese le distanze dal possibile compimento attuale di questa conoscenza scientifica nella sua totalità ed interezza.

Quindi:


3. Il ruolo focale di Einstein nel pensiero popperiano

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Caratteristiche che vivono in Einstein essenziali per Popper:

L'ambizione alla modellazione articolata e all'indagine

scientifica in grado di districare la complessa matassa del mondo.

In Einstein non sbiadisce mai “la tensione tra la conoscenza e l'ignoranza”

Per Einstein i teoremi devono ambire, nonostante tutto, ad essere “affermazioni circa la realtà”

(Einstein, 1950, da Pensieri degli anni difficili)

“Noi non sappiamo se questa spinta di conoscenza si concretizzerà mai in un sistema concluso oppure no. Di fronte a questa questione si è inclini a rispondere negativamente. Pur lottando in continuazione con i problemi che si presentano, tuttavia non si vorrà mai rinunciare alla speranza che questo supremo fine possa essere raggiunto con un'approssimazione altissima.”


Questo fa di Einstein un modello senza uguali nella storia della scienza con il quale Popper si relaziona continuamente.



Posizione opposta all'anelito conoscitivo di Einstein, di fronte alle crisi e alle rotture di inizio „900:

1.

• I fisici che confinarono, secondo Popper, la scienza a semplice congegno di computazione

• teorie scientifiche rilegate ad un ruolo di strumenti e dispositivi di calcolo

2.

•Teorie in cui la ricerca delle leggi è messa in disparte per l‟ incapacità della scienza di spiegare i fenomeni

• Teorie in cui i fenomeni restano profondamente incomprensibili ed inconoscibili; al posto delle leggi lo scienziato andrà piuttosto a costruire le leggi in probabilità


21 3. Il miglioramento di una teoria: sguardo sul passaggio da Newton alla relatività

“Ampliamento della teoria di Newton in quella di Einstein”; Relatività come approssimazione della verità migliore di quella rappresentata dalla teoria di Newton

“La teoria di relatività andava a spiegare tutto quello che era in grado di spiegare Newton e, oltre a ciò, molte cose in più, che la teoria classica sembrava non essere in grado di motivare adeguatamente.”


Relatività come necessità di edificare una teoria più potente o profonda (in grado di spiegare un maggior numero di fenomeni)

la teoria di Newton resta comunque valida in contesti più limitati

come caso particolare (o caso limite) della teoria di

Einstein

Fisica newtoniana

esempio brillante dell'estensione delle teorie ad “orizzonti sempre

più ampi"

estensione attuata con la sua integrazione e il suo ampliamento



Il giudizio di Popper circa la crisi della meccanica classica, a lui coeva, è del tutto nuovo:

Un destino benigno e auspicabile, che la colloca in un lungo cammino di accrescimento e di progresso della scienza.

Questa frattura profonda è vista come un'enorme ricchezza per il progresso scientifico

Il fallimento di una teoria (in questo caso la newtoniana) diviene indispensabile per il miglioramento della scienza stessa.

Nella comprensione dei problemi che suscita risiede quindi la possibilità del miglioramento della teoria stessa:

“E' capire fino a che punto il sistema della meccanica classica si sia dimostrato inadeguato a servire da base per tutta la fisica.”




Da alcune considerazioni scientifiche di Einstein (in Pensieri degli anni difficili, 1950), ecco alcuni aspetti della teoria newtoniana, alcuni “scalini inattesi” da cui nacquero molte analisi della formulazione relativistica:

Problema focale: La teoria di Newton si fondava essenzialmente

su due leggi

Problema del carattere di

assolutezza del tempo

Problema della luce come movimento di

punti materiali. Teoria

corpuscolare e delle forze e azioni

a distanza

(teoria del campo)

Speculazione teorica sul concetto di punto

materiale

(“Appare però evidente che esistano oggetti materiali

che per loro natura non possano essere trattati

come punti materiali”)

Teoria newtoniana

Descrizione quadridimensionale dei fenomeni, caratterizzata della trasformazione di Lorentz: “il tempo non risulta più essere indipendente dallo spazio e dal moto”


3. Il miglioramento di una teoria: sguardo sul passaggio da Newton alla relatività

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Legge di gravitazione universale:

Legge di moto (principio della dinamica) :

La teoria di Newton si fondava essenzialmente su due leggi, che ne ricoprono un ruolo centrale:

“Nelle leggi della meccanica classica c'è un punto insoddisfacente , e cioè il fatto che la stessa costante di massa, m, compare due volte in due vesti differenti, vale a dire come massa inerziale nella legge del moto e come massa gravitazionale nella legge della gravitazione ..[…] … queste due leggi non fanno altro che spostare tutto il problema all'individuazione delle forze agenti, in particolare di quelle agenti a distanza, senza però risolverlo nella sua interezza”


Sull'analogia tra queste due formule Einstein lavorò molto, tanto che potremo definirla “l'aspettazione disillusa” da cui scaturì parte della sua teoria generale della Relatività.


3. Il miglioramento di una teoria: sguardo sul passaggio da Newton alla relatività

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Con ciò Einstein si inserisce in quello che è stato definito il problema della spiegazione causale (problema di Kuhn- “Causal Explanation”)

General Scholium, nella seconda edizione dei Principia (1713).

Ecco la traduzione del brano contenente questa famosa annotazione:

“Non sono ancora stato in grado di scoprire la ragione di queste proprietà, della gravità di fenomeni, e non voglio fingere ipotesi. Qualunque cosa che non venga dedotta dalla fenomeni deve essere definita come una ipotesi, e le ipotesi, siano esse metafisiche o fisiche, o tratte in base a qualità occulte, o meccaniche, non hanno posto nella filosofia sperimentale. In questa particolare filosofia le proposizioni sono dedotte da fenomeni, e successivamente rese generali per induzione.”

Saldatura tra relatività e teoria classica-newtoniana si ritrova in fenomeni

con velocità molto inferiori a quelle della luce

In tal senso la relatività va intesa quindi come un “miglioramento”

secondo Popper, della fisica classica.

=Possibilità che una teoria scientifica spieghi il senso causale di ciò che accade, oltre che esibirne una modellazione matematica.


4. Popper e l‟indagine sui fondamenti della teoria dei quanti

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Fin qui si è tentata una rappresentazione delle relazioni tra il pensiero di Popper e quello di Einstein.

La nascente teoria della relatività

Sia stata un riferimento

insostituibile in tutta l'opera di

Popper.

SCOPO:

La scuola nascente dei fisici

quantistici di inizio „900.

Abbia influenzato profondamente il

pensiero di Popper

Ora ci interessiamo di comprendere come:

SCOPO:

Essenzialmente l'analisi di Popper in merito si sofferma su due aspetti:

1. Fisica quantistica = essenzialmente una fisica statistico- probabilistica

Se la teoria dei quanti abbia raggiunto la verità completa e definitiva


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In Popper c‟è la certezza della possibilità della conoscibilità della natura, almeno nell'accezione potenziale del concetto di “conoscibilità”.

4. Il problema della conoscibilità della realtà e il tentativo di una fisica probabilistica

“L'uomo di scienza deve provare con coraggio ad indovinare, a congetturare con audacia, che aspetto abbiano queste realtà più interne.”

(Popper, 1974, Il problema della demarcazione in La Logica delle scienze sociali e altri saggi)

Compito dello scienziato, per Popper : Cercare leggi che lo mettano in grado di dedurre predizioni.

Convinzione che contrasta con l'accezione di molti scienziati di inizio „900, secondo i quali:

“Là dove domina il caso, la regolarità viene esclusa, o nei casi più

fortunati è reinserita nella trattazione solo attraverso uno studio probabilistico dei fenomeni.”

(Popper, 1959, Logica della scoperta scientifica)


28 4. Il problema della conoscibilità della realtà e il tentativo di una fisica probabilistica

La stima probabilistica conduce lo scienziato all'abbandono delle leggi di precisione e del principio di causalità

Problema ulteriore: “Le stime probabilistiche non sono falsificabili,

non essendo facilmente applicabile loro il suo criterio di demarcazione (Popper, 1959, Logica della scoperta scientifica)

“Il mondo è o non è regolato da leggi rigorose?”

(Popper, 1959, Logica della scoperta scientifica)

“Lo scienziato deve rimanere interessato alla verità, o almeno alla migliore approssimazione di essa; la teoria non è per lui soltanto uno strumento bensì qualcosa in più”. (Popper, 1956, La teoria dei quanti e lo scisma nella fisica)

Visione opposta a Popper:

Ora è possibile tracciare un'immagine, un modello o un meccanismo del fenomeno in questione; ma non comprendere una teoria nella sua interezza.

Criticando quegli scienziati convinti che comprendere una teoria ha oramai fatto il suo tempo e che ora sia possibile solamente tracciare un'immagine, un modello o un meccanismo del fenomeno in questione, il pensiero popperiano non rinuncia alla ricerca delle leggi e addita quest'atteggiamento in quanto rischia di azzoppare la scienza e restringere notevolmente i quesiti che questa è in grado di porsi.



Per Popper la nascente fisica probabilistica è fortemente legata a questa nuova demarcazione del perimetro della conoscenza scientifica.

Heisenberg- 1927- Relazioni di incertezza o principio di indeterminazione.

La fisica quantistica

È essenzialmente una fisica probabilistica, in quanto non potendo conoscere precisamente posizione e quantità di moto delle particelle assegna alle varie possibilità una probabilità.

Popper sostiene infatti che:

“Se potessimo essere certi delle nostre affermazioni circa queste osservabili non avremmo bisogno di ricorrere alle probabilità”. (Popper, 1956, La teoria dei quanti e lo scisma nella fisica).

Per Popper la fisica quantistica e tutti i suoi sforzi di formalizzazione vanno quindi compresi alla luce di un'irriducibile barriera della nostra conoscenza che i fisici di inizio secolo si rassegnano ad ammettere.


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L'intento del tutto nuovo della fisica quantistica: Fornire le probabilità dei risultati post misurazioni sui sistemi ad un tempo t fissato.


“E non determinare ciò che in realtà è, o si muove, nello spazio-tempo del sistema.”

(Einstein, 1950, Pensieri degli anni difficili).

Per Einstein i fisici quantistici avessero in qualche modo definito il limite conoscitivo oltre il quale la nostra comprensione non poteva penetrare.

•Problema dell‟atto di rinuncia

•Teorie come caratterizzazione matematica di ciò che in realtà possiamo conoscere di un sistema.

Traduzione matematica della rinuncia:

Passaggio dalle formule di moto classiche di Newton alla formulazione statistica di Bohr.


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Formulazione statistica di Bohr:


La funzione dello spazio e del tempo, che descrive matematicamente lo stato di un sistema quantistico, indicata con la lettera greca psi, è determinata come soluzione dell'equazione di Schrödinger.

intervallo di tempo

volume

modulo quadro della funzione d‟onda, ossia la densità di probabilità di Bohr

Abbiamo la probabilità che una data particella si trovi nel volume in un certo intervallo di tempo

Accettare questa teoria equivaleva quindi ad accettare che:

“Invece della modellazione degli eventi spaziotemporali reali, fossero fornite solamente le distribuzioni probabilistiche delle possibili misure nel tempo.”


Difese e risposte alle critiche di Einstein da parte di Bohr e Heisenberg.



Risoluzione di Einstein della disputa con la scuola dei fisici quantistici:

“A mio avviso ogni uomo è libero di scegliere la direzione del proprio sforzo e di trarre conforto dalle meravigliose parole di Lessing secondo cui la ricerca della verità è più preziosa del suo possesso”


Breve parentesi sul problema dell'osservatore nell‟esperimento quantistico (Lo stesso Bohr si interessò a lungo dell'interazione tra strumenti di misura e oggetto da misurare)

Popper tenta un forte ridimensionamento del problema

“L'ingerenza dello scienziato nella preparazione di un esperimento o della sua interpretazione scientifica sono ovviamente guidate dalla teoria; sono invenzioni o prodotti della conoscenza dell'uomo di scienza, quindi, in quanto tali, sono ineliminabili dall'esperimento stesso. Ma questo non ha nulla a che fare con l'intrusione dell'osservatore o del soggetto nella fisica”.

(Popper, 1956, La teoria dei quanti e lo scisma nella fisica)

Percorso interessante di analisi “Relazione soggetto esperimento”:

In Galileo, Popper e i fisici quantistici.


33 4. La teoria dei quanti come teoria della “fine della strada”

Altro aspetto importante che colpì Popper all'interno del dibattito filosofico-scientifico di inizio Novecento è il problema del raggiungimento della verità completa e definitiva attuato

dalla fisica quantistica.

La fisica quantistica visse tra il 1927 e il 1932 un periodo di grande fortuna e credibilità all'interno delle comunità scientifiche dell'epoca.

Popper la definì l'epoca della “tesi della fine della strada”.

La fisica quantistica si propone come l'ultima rivoluzione scientifica completa e definitiva

Popper si oppone ad entrambe queste caratterizzazioni “pur ammirando profondamente Bohr e Heisenberg, in quanto scienziati straordinari e rivoluzionari”




Circa “il fatto che la meccanica quantistica fosse o no completa” Einstein e Bohr disputarono una famosa discussione, che ci viene raccontata da Popper.

In che senso va inteso il termine “completa”? Ce ne parla lo stesso Popper :

“Dove completa va intenso come la possibilità che la meccanica quantistica segnasse, almeno in linea di principio, la fine della strada della fisica”.


Anche se lo stesso Einstein riconobbe sempre la rivoluzione della fisica quantistica come ci riporta Popper:

“Einstein affermò infatti: “Probabilmente io credo che mai fino ad ora si era sviluppata una teoria capace di fornire un mezzo per interpretare e calcolare un complesso così eterogeneo di fenomeni dell'esperienza, come la meccanica quantistica”.


La posizione di Popper in merito è chiara e coincide con quella einsteiniana: “Il problema posto da Einstein era se la fisica quantistica fosse completa. Einstein disse di no; Bohr di si. Non ho dubbi che avesse ragione Einstein”.




Heisenberg rimprovererà ad Einstein la sua “incapacità di riconoscere alla meccanica quantistica il suo carattere di rappresentazione finale e completa dei fenomeni”

Ma Einstein, come Popper osserva nel suo poscritto (“La teoria dei quanti e lo scisma nella fisica”), non poteva accettare, neanche in ultima istanza, che la teoria dei quanti fosse eretta a base omogenea ed unica della fisica, poiché intrinsecamente incompleta

Così Einstein sintetizza il motivo di questa incompletezza della fisica quantistica:

“Einstein affermò infatti: “Io credo che la rappresentazione quantistica non sia nient'altro che il prodotto di un'interpretazione statistica della natura e quindi un'interpretazione incompleta delle sue stesse leggi”.



36 5. Tentando delle conclusioni

Il crollo dell'autoritarismo del meccanicismo classico, avvenuto tra 1800 e 1900

• Crisi dell'ideale scientifico di Episteme

• “Si era rivelato solamente un idolo”, (Popper, 1959, Logica della scoperta scientifica)

Ogni asserzione scientifica deve rimanere necessariamente un “profondo stato di tentativo”


Abbiamo analizzato l‟approccio di

•Einstein

•Fisici quantistici

La scienza cade in errore, per Popper, proprio nel momento in cui ambisce ad essere quella giusta o quella definitiva (Popper e “l'ortodossia quantistica degli anni '30).

• La caratterizzazione popperiana dell'uomo di scienza è, piuttosto, quella di colui che “non ambisce al possesso della conoscenza quanto piuttosto alla ricerca critica, persistente e inquieta della verità” (Popper, 1959, Logica della scoperta scientifica).

•La figura emblematica di Einstein, figura di sintesi della concezione popperiana di modestia intellettuale e pensiero critico e mosso da uno sforzo scientifico perpetuo.


37 5. Tentando delle conclusioni

- Dove conduce l'analisi svolta fin ora?

- Cosa emerge dalle considerazioni esposte sulla conoscibilità

della natura e sul ruolo dell'uomo di scienza ad inizio „900?

-A cosa porta questo disincanto e questa “instabilità delle

teorie scientifiche” di cui Popper tenta di persuaderci?

Nell‟ idea dello sforzo scientifico perpetuo

Nell‟idea di un progresso scientifico asintotico

Nell‟anelito alto e sempre irrisolto di comprensione

effettiva della natura

•Albert Einstein

•Karl Popper

•che tende all'infinito

•che ambisce a scoprire problemi sempre nuovi, più generali, più profondi (sottoponibili a controlli sempre rinnovati e rigorosi)

•NO rassegnazione di fronte al crollo delle certezze scientifiche

•NO al superamento di tale crisi attraverso teorie probabilistiche o statistiche.

Io credo che la risposta a questi interrogativi risieda


Bibliografia: 38

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