Come promesso, eccomi 
Iniziata su Dio e la scienza.
Questa discussione vuole essere un modo per approfondire la fisica quantistica, materia che ogni tanto salta fuori, ma i cui principi, che a volte sembrano anche dare contro la logica comune e che comprendono il caso, non sono poi cosí comunemente noti.
Inizio col riportare qualche dubbio in sospeso.
Ho chiaro che la fisica quantistica ha dimostrato l'esistenza e la necessità del caso, ma perché questa dimostrazione andrebbe oltre la fisica quantistica (nel senso che negherebbe che una nuova teoria possa farne a meno)? È sempre relativo al Teorema di Bell?Quindi, dire che "il caso" contenuto nel modello della MQ non è ontologico, ma solo convenzionale, è un errore. Dovete accettare l'idea che i fisici hanno scoperto il caso, esattamente allo stesso modo in cui hanno scoperto che la Terra è rotonda, e che gira attorno al Sole. È reale. Le cose ancora in dubbio, ancora da spiegare, oggi sono altre. Magari la MQ risulterà falsa, e sarà sostituita da una teoria ancora migliore: ma sappiamo con certezza assoluta che anche questa nuova teoria, da qualche parte, dovrà ancora contenere "il caso"
Nota: questa discussione è iniziata come Fisica quantistica, questa sconosciuta; il titolo è cambiato a partire da questo messaggio.
quando una particella viene "osservata" (nota bene: in realtà non viene osservata mai: si vedono i suoi effetti - ad esempio, una traccia su una lastra fotografica o un CCD)
questo a causa della sua velocità e/o delle sue dimensioni microscopiche?
Addirittura viaggia allo stesso tempo non solo alla velocità della luce, ma anche a velocità superiori e inferiori a quella della luce.
caxxo... anche SUPERIORE a quella della luce? e gli elettroni? anche lo si muovono a queste velocità?
scusa lo scetticismo, vedrò di approfondire la questione, ma considerata una particella che si muove a una velocità prossima a quella della luce in uno spazio microscopico, sembrerebbe ovvia l'impossibilità di fare misure precise su sia la velocità e al contempo anche la posizione...
adesso forse dico un assurdità, (anzi, senza forse: è un assurdità): se in qualche modo si riuscisse a "ingrandire" un fotone, e contemporaneamente "rallentare" la sua velocità, cambierebbe qualcosa?
infine, la descrizione probabilistica della realtà non mi sembra un prerogativa della fisica quantistica: insomma, il "caso" non domina forsa anche il nostro mondo macroscopico? quanto salirà o scenderà la borsa, l'aumento della popolazione, la traiettoria dei meteoriti in rotta di collisione con la terra... sono tutte espresse in termini probabilistici... anche qui c'entra il caso?
o invece è un mancanza di informazioni, avendo le quali si potrebbe deterministicamente determinare un risultato certo?
Beh, insomma, renditi conto del casino... Chiediti che cosa significa "vedere". Noi "vediamo" grazie ai fotoni che vengono riflessi/assorbiti da vari "oggetti" (foglie, nuvole, belle ragazze, ...). Mi vuoi dire come si potrebbe "vedere" un fotone? Il fotone provochera' "cose" al mio strumento di misura, e da queste "cose" potro' fare affermazioni del tipo "il fotone e' passato di qui", o "la funzione d'onda del fotone e' collassata qui", o "in questa posizione un atomo di argento si e' ossidato: tutta colpa di un fotone impazzito"...questo a causa della sua velocità e/o delle sue dimensioni microscopiche?quando una particella viene "osservata" (nota bene: in realtà non viene osservata mai: si vedono i suoi effetti - ad esempio, una traccia su una lastra fotografica o un CCD)
Cerca di fare mente locale. Qui stiamo parlando delle particelle base della realta'. Siamo TOTALMENTE fuori della realta' ordinaria. Frasi come: "Ma non lo vedi perche' e' troppo piccolino", o "va troppo in fretta", svelano un attaccamento alla realta' tradizionale che ti preclude a priori una qualsiasi possibilita' di comprensione del problema che stiamo discutendo.
Potrei farti un esempio di analogia che sembra bellissima, ma in realta' e' SBAGLIATA. Considera un proiettile sparato da una pistola contro un foglio di cartone. La pistola spara, e tu mica vedi il proiettile... pero' sul foglio di cartone appare un buco. Tu vedi il buco, e non il proiettile, ma potrai dire "il proiettile era precisamente qui". La somiglianza con il fenomeno quantistico e' notevole: il foglio di cartone e' lo strumento di misura che ti mostra dove e' passato il proiettile - senza il cartone non avresti visto nulla, a causa della velocita' del proiettile. A questo punto dirai: "Si', ma se faccio un bel film al rallentatore magari il proiettile lo vedo..." e avresti ragione, lo vedresti benissimo. Ma nel caso degli oggetti microscopici questa cosa non vale piu', ed e' per questo che questa e' una pessima analogia: perche' e' fuorviante, non ti mostra le vere ragioni per cui non vedi elettroni e fotoni "in viaggio".
Si', e' necessario che i fotoni vadano anche piu' veloci e piu' lenti della luce. All'atto della misura la probabilita' di rilevarlo e' infinitesimale, pero' devi presupporre che il fotone virtuale fa tutte queste cose contemporaneamente. In questo senso l'interpretazione dei "molti-mondi (Everett) e' forse la piu' bella...Addirittura viaggia allo stesso tempo non solo alla velocità della luce, ma anche a velocità superiori e inferiori a quella della luce.
caxxo... anche SUPERIORE a quella della luce? e gli elettroni? anche lo si muovono a queste velocità?
Per quanto riguarda gli elettroni, quelli vanno molto piu' piano (in genere).
Tu stai ragionando classicamente, quindi sai fare solo domande classiche.scusa lo scetticismo, vedrò di approfondire la questione, ma considerata una particella che si muove a una velocità prossima a quella della luce in uno spazio microscopico, sembrerebbe ovvia l'impossibilità di fare misure precise su sia la velocità e al contempo anche la posizione...
Ingrandire un fotone e' una frase priva di senso. Rallentare un fotone e' ugualmente privo di senso. Non e' una "pallina"... E' nella natura del fotone di andare alla velocita' della luce. Se lo fai rallentare, allora non e' piu' un fotone.adesso forse dico un assurdità, (anzi, senza forse: è un assurdità): se in qualche modo si riuscisse a "ingrandire" un fotone, e contemporaneamente "rallentare" la sua velocità, cambierebbe qualcosa?
A questo avevo gia' risposto: questo e' il "caso" che realmente nasconde solo la nostra ignoranza delle condizioni iniziali. Il "caso" descritto esattamente da AryaSnow, che obbiettava che era un "falso caso", e che in realta' dietro c'e' il determinismo: e qui Arya aveva perfettamente ragione. Ma il "caso" della MQ non e' dovuto a una nostra ignoranza del sistema: e' parte della teoria! La teoria cioe' non funziona se non ci mettiamo dentro questo caso effettivo. In tutte le altre teorie fisiche il "caso" e' esterno alla teoria. Ad esempio, quando si fanno esperimenti si calcolano sempre gli errori casuali (appunto) che si possono commettere all'atto della misura. Ci sono tecniche per ridurre questi errori (ad esempio facendo molte osservazioni, o migliorando gli strumenti), e come propagare questi errori a quantita' derivate dalle quantita' osservate. Ma in ogni caso questa "randomness" e' una cosa totalmente separata dalla teoria - la teoria non ne ha bisogno per funzionare. Inoltre questa "randomness" puo' essere ridotta - mentre la randomness nella MQ non puo' essere ridotta in alcun modo, fa parte del sistema fisico. E' il sistema fisico.infine, la descrizione probabilistica della realtà non mi sembra un prerogativa della fisica quantistica: insomma, il "caso" non domina forsa anche il nostro mondo macroscopico? quanto salirà o scenderà la borsa, l'aumento della popolazione, la traiettoria dei meteoriti in rotta di collisione con la terra... sono tutte espresse in termini probabilistici... anche qui c'entra il caso?
Ho gia' risposto mille volte a queste cose, ormai... Tu continui a immaginare gli elettroni e i fotoni come palline di vetro colorato, solo molto molto molto piccole... Ma non e' cosi'.o invece è un mancanza di informazioni, avendo le quali si potrebbe deterministicamente determinare un risultato certo?
Si'. Il teorema di Bell e' prettamente matematico, quindi si basa interamente sulla correttezza della logica. Dimostra che se si immagina che una cosa e' caratterizzata da variabili "nascoste" (ad esempio, VERA velocita', VERA posizione, VERA polarizzazione, eccetera), cioe' quelle variabili che noi non riusciremmo a misurare a causa di una NOSTRA limitatezza, allora si dovrebbero osservare determinate relazioni (ad esempio: "Il numero di elettroni con velocita' maggiore di V e posizione minore di P, piu' il numero di elettroni con posizione maggiore di P e polarizzazione minore di X, deve essere sempre maggiore del numero di elettroni che hanno velocita' maggiore di V e polarizzazione minore di X). Siccome queste relazioni NON si osservano negli esperimenti, allora e' IMPOSSIBILE che ci siano variabili nascoste da scoprire. Ed e' quindi IMPOSSIBILE fare una teoria funzionante che si basa su una loro esistenza. Una cosa del genere (e' abbastanza complicata, non posso spiegarvela in dettaglio, se siete curiosi cercate sulla Web "Bell's Theorem", o "Teorema di Bell"). Questi esperimenti sono stati fatti con fotoni, elettroni, nuclei atomici, tutto quello che si poteva: e la MQ ha sempre ragione - il teorema di Bell e' sempre VIOLATO. Quindi almeno uno degli assunti del teorema deve essere falso. O non ci sono variabili nascoste, oppure ci sono, ma allora DOBBIAMO RINUNCIARE ALLA LOGICA. Cioe', se "Tutti gli uomini sono mortali" e "Socrate e' un uomo" implica che "Socrate e' mortale"... beh, MICA DETTO, tie'...Ho chiaro che la fisica quantistica ha dimostrato l'esistenza e la necessità del caso, ma perché questa dimostrazione andrebbe oltre la fisica quantistica (nel senso che negherebbe che una nuova teoria possa farne a meno)? È sempre relativo al Teorema di Bell?
Insomma, si arriva comunque all'assurdo. Si preferisce pensare che non esistano variabili nascoste. Se preferite pensare che la logica non funziona, va benissimo - pero' occorre anche smettere di ragionare! 
Quindi in teoria (è mai capitato?) uno strumento potrebbe registrare un fotone piú veloce della luce? Perché è necessario che vadano anche piú lenti e piú veloci?un fotone, quando "viaggia", lo fa secondo tutti i percorsi possibili e immaginabili contemporaneamente. Addirittura viaggia allo stesso tempo non solo alla velocità della luce, ma anche a velocità superiori e inferiori a quella della luce
Perché, inoltre, è sbagliato (impreciso, o che altro ) parlare di collasso della funzione d'onda? Di per sé prima della misura descrive tutti gli stati, e dopo la misura solo uno di essi è verificato; è sbagliato dirlo perché in realtà la funzione d'onda sempre quella è, semplicemente noi misuriamo uno solo degli stati da essa descritti?
Domanda: quell'imprecisione è dovuta al caso quantistico? Nel senso, quell'imprecisione è probabilistica a prescindere dalla nostra conoscenza del sistema, o è deterministica e noi non riusciamo a determinarla? Spero di essere riuscito a spiegare cosa intendo...Allora Balon, nel mondo macroscopico (tuo esempio del sasso compreso) la natura funziona in maniera deterministica perchè l'imprecisione è talmente piccola da essere irrilevante (non nel senso 1 millimetro ma nel senso 10^-20 metri per dare un'idea)
In quale modo il fatto che in natura sia presente la radiazione implicherebbe che posizione e velocità siano intrinsecamente indeterminate? Chiarisco che non metto in dubbio quell'indeterminatezza, solo mi sfugge il passaggio tra "la radiazione è in natura" a "la posizione è intrinsecamente indeterminata".Ora, uno potrebbe dire "eh ma allora ha una posizione e velocità solo che noi non abbiamo i mezzi"...no è sbagliato. Perchè nella natura è presente la radiazione, non siamo noi che la usiamo per misurare, l'interazione fra particelle microscopiche è continua e non dipende dalla nostra volontà
Direi che il passaggio è opposto: non tanto "ogni punto ha una probabilità e quindi è dappertutto", quanto piuttosto "è dappertutto e quindi ogni punto ha una probabilità di contenerlo". Nel senso, se io so che il mio gatto è in casa, ma non so dove, ogni stanza ha una probabilità di contenerlo, ma questo non implica che sia in ogni stanza.se tu sai che in camera tua c'è un elettrone che gira e non misuri niente puoi solo dire che ogni punto della tua camera ha uguale probabilità di contenere l'elettrone che quindi è dappertutto
Lo dico solo perché spesso mi è capitato di veder fraintesa la distribuzione di probabilità dell'elettrone con "Al 90% e in A, al 10% è in B e c'è da prima della misura, solo che noi non possiamo saperlo".
Mi pare di ricordare che tempo fa un mio conoscente, che studia fisica, mi aveva parlato di esperimenti in cui particelle estremamente veloci (vicine alla velocità della luce, mi pare, purtroppo non ricordo quanto) vengono rallentate; è vero? Se sí, con un fotone sarebbe possibile farlo?Ingrandire un fotone e' una frase priva di senso. Rallentare un fotone e' ugualmente privo di senso. Non e' una "pallina"... E' nella natura del fotone di andare alla velocita' della luce. Se lo fai rallentare, allora non e' piu' un fotone
Si'. Il teorema di Bell e' prettamente matematico, quindi si basa interamente sulla correttezza della logica. Dimostra che se si immagina che una cosa e' caratterizzata da variabili "nascoste" (ad esempio, VERA velocita', VERA posizione, VERA polarizzazione, eccetera), cioe' quelle variabili che noi non riusciremmo a misurare a causa di una NOSTRA limitatezza, allora si dovrebbero osservare determinate relazioni (ad esempio: "Il numero di elettroni con velocita' maggiore di V e posizione minore di P, piu' il numero di elettroni con posizione maggiore di P e polarizzazione minore di X, deve essere sempre maggiore del numero di elettroni che hanno velocita' maggiore di V e polarizzazione minore di X). Siccome queste relazioni NON si osservano negli esperimenti, allora e' IMPOSSIBILE che ci siano variabili nascoste da scoprire. Ed e' quindi IMPOSSIBILE fare una teoria funzionante che si basa su una loro esistenza. Una cosa del genere (e' abbastanza complicata, non posso spiegarvela in dettaglio, se siete curiosi cercate sulla Web "Bell's Theorem", o "Teorema di Bell"). Questi esperimenti sono stati fatti con fotoni, elettroni, nuclei atomici, tutto quello che si poteva: e la MQ ha sempre ragione - il teorema di Bell e' sempre VIOLATO. Quindi almeno uno degli assunti del teorema deve essere falso. O non ci sono variabili nascoste, oppure ci sono, ma allora DOBBIAMO RINUNCIARE ALLA LOGICA. Cioe', se "Tutti gli uomini sono mortali" e "Socrate e' un uomo" implica che "Socrate e' mortale"... beh, MICA DETTO, tie'...
Insomma, si arriva comunque all'assurdo. Si preferisce pensare che non esistano variabili nascoste. Se preferite pensare che la logica non funziona, va benissimo - pero' occorre anche smettere di ragionare!
In effetti Odifreddi estrapola dal teorema di Bell proprio la necessità di rivedere la logica, distinguendo tra logica classica e logica quantistica, e, come diretta conseguenza di questo, la stessa teoria degli insiemi così come l'aveva definita Kolmogorov.
    
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Lord dei Pan di Stelle - Lord Comandante dei Peluche |
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The best fantasy is written in the language of dreams. It is alive as dreams are alive, more real than real... for a moment at least... that long magic moment before we wake. [George R. R. Martin] |
non ti mostra le vere ragioni per cui non vedi elettroni e fotoni "in viaggio"
se non è una questione di velocità+dimensioni ridotte, qual'è la causa?
insomma perchè non posso "puntare" un elettrone e seguirlo nel suo percorso?
ha qualcosa a che fare con il fatto che alla base di tutto ci sono mattoncini temporali non ulteriormente divisibili (non so come dire meglio ), e che quindi non ha senso di parlare di "percorso lineare", almeno non nel senso che lo intendiamo noi?
In tutte le altre teorie fisiche il "caso" e' esterno alla teoria.
non stavo parlando di sole teorie fisiche, ma del mondo macroscopico in generale...
quindi anche nell'evoluzione il caso non c'entra?
il fatto che il concepito possa essere di sesso maschile o femminile, o se avrà occhi chiari o scuri?
il fatto che io possa o non possa campare fino a 120 anni?
se non ci sono variabili nascoste (ad esempio la provvidenza, o la coscienza, o i midiclorian) un giorno la Scienza dovrebbe o potrebbe riuscire a dare una risposta certa a questi quesiti, senza più limitarsi a attribuire delle probabilità all'uno o all'altro caso.
insomma, accettare che gli elettroni possano avere probabilità diverse probabilità di trovarsi in ogni luogo, non mi sembra così illogico, così come non è illogico accettare che le probabilità della mutazione genetica delle giraffe siano, boh, 1% nei prossimi 5 anni...
il caso non fa parte anche della genetica, ad esempio? o applicato allo studio di come si comportanto le bollicine nell'acqua frizzante?
un fotone, quando "viaggia", lo fa secondo tutti i percorsi possibili e immaginabili contemporaneamente. Addirittura viaggia allo stesso tempo non solo alla velocità della luce, ma anche a velocità superiori e inferiori a quella della luceQuindi in teoria (è mai capitato?) uno strumento potrebbe registrare un fotone piú veloce della luce?
Sí, è stato fatto... Però il vero significato di questo è un po' difficile da spiegare... La cosa di cui stiamo parlando è accennata brevemente qui:
http://it.wikipedia.org/wiki/Velocit%C3%A0...o_superiori_a_c
(c'è anche una sezione intitolata "Meccanica quantistica", ma lí si parla di tutt'altre cose: non ci pensate al momento). Al link indicato si fa riferimento a una "velocità di gruppo". È molto difficile da spiegare senza un disegno animato... Il "gruppo" cui si riferisce l'articolo è una zona in cui le "onde" che descrivono i vari stati possibili dell'elettrone interferiscono positivamente, e quindi si forma un... eccheccavolo... una zona dove il fotone probabilmente si trova. (Dannazione, sto usando la rappresentazione di "onda" del fotone, una cosa che odio... il fotone è una particella, un "quanto" di energia, non un'onda). Vabbè, succede che parti di questo "gruppo" vanno più veloci della luce, e altre parti vanno più lente. In media vanno esattamente alla velocità della luce (e macroscopicamente noi vediamo la media...). Negli esperimenti dove si annuncia di avere misurato fotoni più veloci della luce si sono misurate in realtà (furbescamente, diciamo) solo le parti più veloci del gruppo. L'importante è che, allo stesso modo in cui il fotone ha una probabilità di essere ovunque, ha anche una probabilità di avere velocità diverse (attorno a c, la velocità della luce).
Perché è necessario che vadano anche piú lenti e piú veloci?
Per il principio di indeterminazione di Heisenberg (lo so, lo so... non è una vera risposta... la vera risposta sarebbe: "Che ne so, fanno cosí, è nella loro natura"... Sarebbe come se mi chiedessi: "Perché la gravità attira?" In fisica si sa solo rispondere alla domanda: "in quale modo la gravità attira?"). Il punto è che esiste una incertezza anche nella velocità di un fotone... Oddio, adesso mi fate a pezzi! 
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Perché, inoltre, è sbagliato (impreciso, o che altro
) parlare di collasso della funzione d'onda?
Scusa, non mi ero spiegato chiaramente, nel discorso di "Le Formule Sono Più Brave di Noi"... In poche parole, visto che la formula non descrive questo collasso, allora non abbiamo alcun diritto di dire che avviene un collasso. Preferirei dire che il fotone viene distrutto dalla misura, e basta.
Di per sé prima della misura descrive tutti gli stati, e dopo la misura solo uno di essi è verificato;
Si usava dire cosí (e spesso si usa ancora... ma sono solo parole, parole, parole... L'atteggiamento vigente oggi è: "Taci, e fa i conti!"). Io preferirei dire che, nell'atto della misura, il fotone viene distrutto nel provocare "altre cose", tipo un segno su una lastra fotografica. Certo, quel segno è in una posizione precisa, ma sappiamo che la prossima volta il segno apparirà (con una certa probabilità) in un'altra posizione... Quello che conta è la probabilità. Il fotone è "probabile" prima, non è che lo diventa solo quando viene distrutto. E fa "segni" sulle lastre fotografiche, o nelle terminazioni nervose dei nostri occhi (cosí vediamo...).
è sbagliato dirlo perché in realtà la funzione d'onda sempre quella è, semplicemente noi misuriamo uno solo degli stati da essa descritti?
Guarda, onestamente il tuo modo di esprimere la cosa a parole, qui, non è sbagliato. Guardando le formule, si direbbe proprio che il fotone ha molti stati contemporaneamente, e poi solo uno di questi è osservato. Però rimane il fatto che, per quanto posso giudicare io, appena si riesce ad attribuire uno stato a un fotone, quel fotone è distrutto. 
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Allora Balon, nel mondo macroscopico (tuo esempio del sasso compreso) la natura funziona in maniera deterministica perchè l'imprecisione è talmente piccola da essere irrilevante (non nel senso 1 millimetro ma nel senso 10^-20 metri per dare un'idea)Domanda: quell'imprecisione è dovuta al caso quantistico? Nel senso, quell'imprecisione è probabilistica a prescindere dalla nostra conoscenza del sistema, o è deterministica e noi non riusciamo a determinarla? Spero di essere riuscito a spiegare cosa intendo...
Blackfire qui sta parlando proprio dell'imprecisione quantistica, quella irriducibile. Questa imprecisione è fissa.
Ingrandire un fotone e' una frase priva di senso. Rallentare un fotone e' ugualmente privo di senso. Non e' una "pallina"... E' nella natura del fotone di andare alla velocita' della luce. Se lo fai rallentare, allora non e' piu' un fotoneMi pare di ricordare che tempo fa un mio conoscente, che studia fisica, mi aveva parlato di esperimenti in cui particelle estremamente veloci (vicine alla velocità della luce, mi pare, purtroppo non ricordo quanto) vengono rallentate; è vero? Se sí, con un fotone sarebbe possibile farlo?
Con un fotone no (non si può fare con nessuna particella di massa zero). Con altre particelle sí...
Mah, io ho l'impressione che sto aumentando la confusione invece di diminuirla... " /> Ma è normale che succeda, quando c'è di mezzo la MQ. Come dicevo all'inizio: nessuno al mondo capisce la MQ. 
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In effetti Odifreddi estrapola dal teorema di Bell proprio la necessità di rivedere la logica, distinguendo tra logica classica e logica quantistica, e, come diretta conseguenza di questo, la stessa teoria degli insiemi così come l'aveva definita Kolmogorov.
Odifreddi è un grande, ovviamente. " /> Comunque, io preferisco pensare nel modo: "Ferma restando la logica, ne segue che..."
Poi, naturalmente, è sempre possibile che si debba cambiare la logica. Però... ecco, io non sono un matematico, ma ho la forte impressione che, in questo modo, magari le particelle cesserebbero di essere casuali... ma lo diventerebbe la logica! Quindi, in definitiva, a che serve? Il "caso" non è eliminabile.
Non c'è "causa": è che le cose microscopiche si comportano cosí. È la realtà osservata. Qual è la causa della carica elettrica? Boh... però c'è, la osserviamo. E quindi la studiamo, la relazioniamo ad altre cose...se non è una questione di velocità+dimensioni ridotte, qual'è la causa?non ti mostra le vere ragioni per cui non vedi elettroni e fotoni "in viaggio"
"Seguirlo" più o meno si può... infatti la televisione funziona (guidiamo il pennello di elettroni sullo schermo, e quello si "accende" dove viene colpito... Oddio, questo non vale più per gli schermi moderni che funzionano con un altro principio, ma i primi televisori funzionavano cosí). L'elettrone ha una... uffa... "lunghezza d'onda" molto più piccola di quella del fotone, e quindi la sua posizione può essere determinata con maggiore precisione. Proprio per questa ragione non c'è mai stato dubbio che l'elettrone fosse una particella, a differenza del fotone, che per secoli non ci si sapeva decidere se era una particella o un'onda... Mi rendo conto che qui il discorso sta diventando più confuso che mai. Comunque l'incertezza c'è sempre, ma varia a seconda della particella che studi.insomma perchè non posso "puntare" un elettrone e seguirlo nel suo percorso?
Per quanto ne so, il tempo è ancora considerato continuo (non quantizzato). So che sono stati fatti tentativi di teorie che quantizzano pure il tempo, ma non ne so proprio nulla...ha qualcosa a che fare con il fatto che alla base di tutto ci sono mattoncini temporali non ulteriormente divisibili (non so come dire meglio
Direi proprio di no. Certo, una mutazione avviene a livello microscopico, ma nemmeno per questo parlerei del "caso" quantistico. (Non sono certissimo di quello che dico qui, comunque... si potrebbe discutere per anni su questo punto). Ma le variabili coinvolte sono talmente straordinariamente tante, che in pratica è impossibile rintracciare il determinismo (comunque di natura caotica!) dietro al fenomeno: e quindi possiamo tranquillamente considerare (per qualsiasi scopo pratico) l'evoluzione come se fosse guidata dal puro caso.quindi anche nell'evoluzione il caso non c'entra?
Questo è chiaramente deterministico. Tuttavia, vatti a calcolare quale preciso spermatozoo andrà a fecondare quale preciso ovulo... e quali componenti del DNA paterno sta portando con se'? In pratica è impossibile calcolarlo. Quindi, per tutti gli scopi pratici, tanto vale considerarlo casuale (si comporta come tale). Però sappiamo bene che casuale non è, e in teoria si potrebbe determinare quale sarà lo spermatozoo (e l'ovulo) vincente, e quali pezzi di DNA sono coinvolti - e quindi determinare perfettamente il sesso e il colore degli occhi del nascituro. Ma non si farà mai... è praticamente impossibile.il fatto che il concepito possa essere di sesso maschile o femminile, o se avrà occhi chiari o scuri?
Anche questo è in principio deterministico... anche se, naturalmente, i tuoi pensieri possono influenzare il tuo comportamento, e i tuoi pensieri sono tremendamente vicini al livello quantistico... quindi forse esiste anche un elemento di caso che farà sí che tu un bel giorno decida di uscire di casa nel momento sbagliato, per essere investito da un'auto. Insomma, qui in effetti non sarei tanto sicuro...il fatto che io possa o non possa campare fino a 120 anni?
Ecco, sí, può darsi... forse esiste un atomo di "volontà" e di "libera scelta" anche nel più piccolo fotone... Così il fotone "sceglie" al momento dove vuole andare... e le nostre formule la "libertà" non la vedono proprio... Vedono il "caso", ma non la "libertà". Ma questa è pura fantascienza. Non saprei proprio come mettere la "libertà" in una formula.se non ci sono variabili nascoste (ad esempio la provvidenza, o la coscienza, o i midiclorian) un giorno la Scienza dovrebbe o potrebbe riuscire a dare una risposta certa a questi quesiti, senza più limitarsi a attribuire delle probabilità all'uno o all'altro caso.
Sí, ma qui si tratta di "probabilità" completamente diverse: la prima è connaturata alla natura stessa del fotone, e la seconda è solo attribuibile a una nostra non perfetta conoscenza del sistema "giraffa".insomma, accettare che gli elettroni possano avere probabilità diverse probabilità di trovarsi in ogni luogo, non mi sembra così illogico, così come non è illogico accettare che le probabilità della mutazione genetica delle giraffe siano, boh, 1% nei prossimi 5 anni...
No, le bollicine sono proprio deterministiche al massimo (al più sono caotiche, ma non casuali: possiamo trattarle efficacemente come se si comportassero casualmente, ma non sono inerentemente casuali). La genetica... qui siamo molto vicini al microscopico, quindi forse un elemento di caso reale c'è.il caso non fa parte anche della genetica, ad esempio? o applicato allo studio di come si comportanto le bollicine nell'acqua frizzante?
Lo fa in qualche libro?Odifreddi estrapola dal teorema di Bell proprio la necessità di rivedere la logica, distinguendo tra logica classica e logica quantistica, e, come diretta conseguenza di questo, la stessa teoria degli insiemi così come l'aveva definita Kolmogorov
C'è una cosa che non mi torna: visto che quando effettuo la misurazione misuro uno stato del quanto, come faccio a misurare solo una parte del gruppo, se, come ho capito, tale gruppo è una sovrapposizione delle onde probabilistiche del fotone?succede che parti di questo "gruppo" vanno più veloci della luce, e altre parti vanno più lente. In media vanno esattamente alla velocità della luce (e macroscopicamente noi vediamo la media...). Negli esperimenti dove si annuncia di avere misurato fotoni più veloci della luce si sono misurate in realtà (furbescamente, diciamo) solo le parti più veloci del gruppo
Inoltre, se la velocità del fotone ha una probabilità di essere sopra la velocità della luce allora dovrei poter misurare anche il fotone in sé, e non solo la parte piú veloce del gruppo, con tale velocità, no? " />
Se il dualismo onda-particella è obsoleto... oggi la spiegazione qual è? Il fotone è una particella; il suo comportamento ondulatorio come viene spiegato? Mi era stato detto che una particella ha una funzione d'onda molto localizzata nello spazio (la probabilità della sua posizione è molto localizzata), un'onda ha una funzione d'onda dispersa, e i casi duali onda/particella (stile fotone) sono a metà tra i due casi, però questo non classificherebbe un fotone come particella; ha senso?
Tra l'altro, non so se può aiutare, ma questa immagine può essere utile per il concetto di "velocità di gruppo" (da qui)? 
Comunque, la questione dell'incertezza nella velocità del fotone mi è chiara (ed effettivamente non avevo pensato al Principio di Indeterminazione), mi sfugge però metà del ragionamento: se il fotone avesse una distribuzione di velocità fino a quella della luce, ma non superiori, il Principio di Indeterminazione sarebbe comunque rispettato; perché c'è la necessità di averle anche superiori, per avere la media a c di cui parlavi sopra?
Ho chiaro il discorso del fotone probabile prima (quando lo misuro, parlando di posizione, passa da "probabile" a "posizionato", nel senso che ha assunto uno stato specifico, giusto?), ma in che senso il fotone è distrutto, letteralmente? questa distruzione è descritta dalla funzione d'onda?preferirei dire che, nell'atto della misura, il fotone viene distrutto nel provocare "altre cose", tipo un segno su una lastra fotografica. Certo, quel segno è in una posizione precisa, ma sappiamo che la prossima volta il segno apparirà (con una certa probabilità) in un'altra posizione... Quello che conta è la probabilità. Il fotone è "probabile" prima, non è che lo diventa solo quando viene distrutto. E fa "segni" sulle lastre fotografiche, o nelle terminazioni nervose dei nostri occhi (cosí vediamo...)
Personalmente avevo sempre inteso il collasso della funzione d'onda quasi come un modo per esprimere che si passa dalla rappresentazione di tutti gli stati a uno solo, quello misurato; come dire (solo per far capire il concetto, non voglio dire che sia la stessa cosa) che se tiro un dado da N facce ogni numero ha 1/N di uscire, ma dopo che ho tirato questa probabilità è "collassata" sul risultato effettivamente uscito (con l'ovvia differenza che 1/N descrive stati non pre-esistenti e non coesistenti, mentre la funzione d'onda descrive stati pre-esistenti e coesistenti). Forse è un concetto sbagliato, e (anche?) per questo non ho chiaro come mai parlare di "collasso" è oggi considerato impreciso
Non ho chiara la risposta: intendi che quel 10^-20 è quantistico, mentre il millimetro è fisso? Il dubbio mi viene perché quel 10^-20, nel messaggio di Balckfyre, sembra attribuito a un effetto probabilistico esistente, per quanto ininfluente (cosa che mi pare avere senso: la natura probabilistica della materia si riflette anche nel macroscopico, ma con risultati ininfluenti).Blackfire qui sta parlando proprio dell'imprecisione quantistica, quella irriducibile. Questa imprecisione è fissaDomanda: quell'imprecisione è dovuta al caso quantistico? Nel senso, quell'imprecisione è probabilistica a prescindere dalla nostra conoscenza del sistema, o è deterministica e noi non riusciamo a determinarla? Spero di essere riuscito a spiegare cosa intendo...Allora Balon, nel mondo macroscopico (tuo esempio del sasso compreso) la natura funziona in maniera deterministica perchè l'imprecisione è talmente piccola da essere irrilevante (non nel senso 1 millimetro ma nel senso 10^-20 metri per dare un'idea)
Mentre mi ci fai pensare: in che senso una particella ha massa zero? Nel senso, concettualmente capisco la massa nulla, ma pensarla in pratica, assegnata a una particella, non è semplice (ovviamente immagino derivi dalla difficoltà di immaginarsi qualcosa di "corpuscolare" con massa nulla); la spiegazione che a volte ho visto è dire giustificare tale assenza di massa con una "natura di onda", ma non so quanto senso abbia.Con un fotone no (non si può fare con nessuna particella di massa zero)
Avevo letto che era quantizzato (Istante di Planck?), ma non assicuro sia giustoPer quanto ne so, il tempo è ancora considerato continuo (non quantizzato). So che sono stati fatti tentativi di teorie che quantizzano pure il tempo, ma non ne so proprio nulla
In base a cosa si decide se una cosa è onda e particella (se è sbagliato quanto detto sopra riguardo alla localizzazione della distribuzione di probabilità)? cos'è la "lunghezza d'onda", per una particella?L'elettrone ha una... uffa... "lunghezza d'onda" molto più piccola di quella del fotone, e quindi la sua posizione può essere determinata con maggiore precisione. Proprio per questa ragione non c'è mai stato dubbio che l'elettrone fosse una particella, a differenza del fotone, che per secoli non ci si sapeva decidere se era una particella o un'onda
In che senso?i tuoi pensieri sono tremendamente vicini al livello quantistico
la natura probabilistica della materia si riflette anche nel macroscopico, ma con risultati ininfluenti
Si era esattamente questo quello che intendevo, nel senso che l'imprecisione quantistica è teoricamente presente in ogni misura che operiamo ma nel mondo macroscopico è del tutto ininfluente. Per questo ho messo 1 mm e quel 10^-20..per far capire gli ordini di grandezza di cui stiamo parlando. Se posiziono qualcosa di mascroscopico e l'imprecisione quantistica è 1 mm allora non è trascurabile (quantomeno non sempre) mentre se è 10^-20 possiamo farci una risata sopra.
Lo fa in qualche libro?Odifreddi estrapola dal teorema di Bell proprio la necessità di rivedere la logica, distinguendo tra logica classica e logica quantistica, e, come diretta conseguenza di questo, la stessa teoria degli insiemi così come l'aveva definita Kolmogorov
Dispense universitarie, che io sappia. Magari c'è anche in qualche libro, ma non saprei proprio.
Comunque immagino (opinione mia) che si parli di sostituire la logica attuale, dove le proposizioni sono vere o false, con proposizioni quantistiche il cui valore di verità è una distribuzione di probabilità (che è ancora diverso dalla logica fuzzy, dove il valore di verità poteva essere frazionario ma comunque determinato con esattezza), sebbene non mi sia chiaro l'asse su cui dovrebbe porsi tale distribuzione. Suppongo comunque si definiscano le operazioni logiche sulla base di quanto comunemente definito nel calcolo delle probabilità. Di fatto la logica "classica" potrebbe essere la semplificazione di questa nuova logica alle proposizioni la cui distribuzione di probabilità è uniforme.
Tuttavia, come dice Tyrion, dubito che un simile strumento possa essere di grande aiuto nel formulare pensieri compiuti
Invece, leggiucchiando qua e là in rete (ora non ritrovo il link), mi ero imbattuto in una divertente teoria secondo la quale l'indeterminazione quantistica è assimilabile al fondo scala dei calcolatori. Nel mondo virtuale esiste un'incertezza dovuta al fatto che i numeri sono codificati su un numero finito di bytes. In quel mondo avrei un'incertezza di fondo dovuta espressamente ai limiti "fisici" del mondo stesso, intesi come, ad esempio, 16 bit per la codifica di un numero decimale.
Inutile dire che si arrivavano a conclusioni decisamente Matrix-style: il principio di intedeterminazione sarebbe il nostro scontrarci con il fondo scala del calcolatore all'interno del quale è definito il nostro universo. " />
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Lord dei Pan di Stelle - Lord Comandante dei Peluche |
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The best fantasy is written in the language of dreams. It is alive as dreams are alive, more real than real... for a moment at least... that long magic moment before we wake. [George R. R. Martin] |
Veramente avevo solo detto che usare questo tipo di logica non eliminerebbe l'elemento casuale (questa logica lo incorporerebbe). Comunque penso che con questa logica si possa "ragionare" benissimo, anche se ovviamente non essendoci familiare inciamperemmo in continuazione...Comunque immagino (opinione mia) che si parli di sostituire la logica attuale, dove le proposizioni sono vere o false, con proposizioni quantistiche il cui valore di verità è una distribuzione di probabilità (che è ancora diverso dalla logica fuzzy, dove il valore di verità poteva essere frazionario ma comunque determinato con esattezza), sebbene non mi sia chiaro l'asse su cui dovrebbe porsi tale distribuzione.
Tuttavia, come dice Tyrion, dubito che un simile strumento possa essere di grande aiuto nel formulare pensieri compiuti
A questo riguardo, un assaggino di logica quantistica (per chi conosce un po' il formalismo matematico) lo potete trovare qui: http://www.dhushara.com/book/quantcos/qcompu/qc2/qc2.htm
È la prima pagina che ho trovato, forse ce ne sono di migliori... Cercate "square root of not" (radice quadrata di "non"): si tratta di una buffa frase (ormai idiomatica) che allude alla "follia" di questa logica, dove per l'appunto ci si ritrova in men che non si dica a fare la radice quadrata di "non è vero che..."
Io lo trovo meraviglioso. Oggi ingegneri e informatici stanno lavorando proprio a questo: la costruzione di un computer che funzioni proprio secondo questa logica. Come? Semplicemente sfruttando le naturali proprietà "quantistiche" del mondo microscopico! Oggi queste macchine non sono ancora realizzabili, però gli informatici scrivono programmi (che ovviamente girano su macchine "classiche") che simulano le regole quantistiche. I "bit" si chiamano "qubit"! " /> Le simulazioni sono lentissime, e si basano sul calcolo del comportamento di pochi qubit - ma funzionano benissimo. Quando queste macchine saranno realizzate saranno potentissime, perché potranno svolgere tutte le parti di un algoritmo simultaneamente (proprio allo stesso modo in cui un fotone si trova simultaneamente in infiniti posti diversi), e fornire il risultato di problemi oggi irrisolvibili - all'istante. Non sto parlando di un futuro lontano: sarei pronto a scommettere che tali macchine cominceranno a diffondersi fra una decina di anni. Forse esistono già (per i militari, ovviamente). E vi assicuro che quella sarà una vera rivoluzione.
Stupendo!!!Invece, leggiucchiando qua e là in rete (ora non ritrovo il link), mi ero imbattuto in una divertente teoria secondo la quale l'indeterminazione quantistica è assimilabile al fondo scala dei calcolatori. Nel mondo virtuale esiste un'incertezza dovuta al fatto che i numeri sono codificati su un numero finito di bytes. In quel mondo avrei un'incertezza di fondo dovuta espressamente ai limiti "fisici" del mondo stesso, intesi come, ad esempio, 16 bit per la codifica di un numero decimale.
Inutile dire che si arrivavano a conclusioni decisamente Matrix-style: il principio di intedeterminazione sarebbe il nostro scontrarci con il fondo scala del calcolatore all'interno del quale è definito il nostro universo.
" />C'è una cosa che non mi torna: visto che quando effettuo la misurazione misuro uno stato del quanto, come faccio a misurare solo una parte del gruppo, se, come ho capito, tale gruppo è una sovrapposizione delle onde probabilistiche del fotone?
Ci ho pensato a lungo, e sono giunto alla conclusione che non riesco a spiegartelo. Dagli articoli (riassuntivi) che ho letto, ho capito che si tratta di giochini... ci si accontenta di vedere "il primo apparire" di qualcosa, ma da questo qualcosa non è assolutamente derivabile nulla del fotone. Il fotone occorre riceverlo tutto, prima di poter dire qualcosa di lui. Quindi direi che il tuo dubbio è fondatissimo.
Inoltre, se la velocità del fotone ha una probabilità di essere sopra la velocità della luce allora dovrei poter misurare anche il fotone in sé, e non solo la parte piú veloce del gruppo, con tale velocità, no?
Bravissimo. Si vede che la tua intuizione ti sa guidare bene... " />
Se il dualismo onda-particella è obsoleto... oggi la spiegazione qual è?
Si preferisce pensare che il fotone fa tutto quello che può e potrebbe fare, simultaneamente. Sommando tutti i percorsi possibili (entro il sistema definito dall'esperimento), si ottiene una distribuzione di probabilità dei possibili risultati dell'esperimento.
Il fotone è una particella; il suo comportamento ondulatorio come viene spiegato?
Il fotone è quello che è. Il modello matematico consiste nell'assegnare a un fotone un... vettore. Come una lancetta, che misura il percorso fatto dal fotone. Il quadrato di questa lancetta non è più una lancetta, ma un numero. Questo numero è la probabilità di esistenza del fotone. Siccome la lancetta gira, ma la sua lunghezza rimane sempre uguale, questo numero è costante: il che significa che la probabilità di esistenza del fotone è costante. Cioè, se un fotone esiste, allora esiste. " /> Ma per l'appunto nello stesso momento il fotone esiste ovunque, secondo infiniti percorsi possibili (non necessariamente in linea retta: anche contorti, curvi - insomma fa quel <atzo che vuole). E ciascun "fantasma" parallelo del fotone ha la sua personale lancetta che gira, gira, misurando il percorso compiuto... Poi, al punto di arrivo (dove ad esempio ho messo un detector di fotoni) faccio la somma di tutte le freccette di tutti i fotoni fantasma che arrivano in quel punto. Faccio il quadrato della somma di tutte le freccette, e ottengo la probabilità di osservare il fotone in quel punto. Ecco è tutto qui. Questo basta a dare l'impressione che il fotone si comporti come un'onda... Lo so che è folle, ma funziona. Con una precisione che finora non è stata contraddetta da nessun esperimento.
Mi era stato detto che una particella ha una funzione d'onda molto localizzata nello spazio (la probabilità della sua posizione è molto localizzata), un'onda ha una funzione d'onda dispersa, e i casi duali onda/particella (stile fotone) sono a metà tra i due casi, però questo non classificherebbe un fotone come particella; ha senso?
No, non ha senso. Cioè, è vero che si può tentare di descrivere qualitativamente la cosa in questi termini (col modello onda-particella), ma semplicemente il fotone è una particella, non un'onda. C'è l'effetto fotoelettrico a dimostrarlo (e tanti altri "effetti", e se volete ve li dico, sono semplici). Non ci sono onde. Le sole onde che esistono sono quelle che vediamo nel mondo macroscopico - sugli stagni, sulle corde di chitarra, e sulla pelle dei tamburi. " />
Tra l'altro, non so se può aiutare, ma questa immagine può essere utile per il concetto di "velocità di gruppo" (da qui)?
Ottima immagine!!! Vediamo se riesci a seguirmi, vado un po' sul quasi-matematico: immagina un'onda sinusoidale che si muove verso destra a una certa velocità. Immaginane poi un'altra, identica alla prima, ma che si muove a una velocità un po' minore. E poi un'altra, e un'altra ancora, tutte a velocità un po' minori. Se le spari tutte assieme, ogni tanto succederà che due, tre, cinque, tutte di loro si sovrapporranno esattamente. In tal caso si sommeranno, e formeranno picchi più alti. Immagina poi che ciascuna di queste onde abbia una lunghezza diversa. Quando le sommi tutte, ottieni proprio quella figura: ci sono zone dove si sommano, e zone dove si distruggono fra loro. Si formano cioè dei "gruppi" dove le onde sono alte, e zone dove le onde sono quasi assenti. Quando noi osserviamo vediamo i "gruppi". Si ha l'abitudine di dire che i "gruppi" sono i fotoni. Sono formati da onde che vanno più veloci e più lente del gruppo nel suo complesso - ma il gruppo va alla velocità della luce spaccata. Purtroppo questa analogia non funziona... ci sono parecchi casi in cui perde completamente di senso: pensa che potresti organizzare le varie sotto-onde in modo tale da far andare il gruppo all'indietro (mentre tutte le onde componenti vanno in avanti). E negli esperimenti si continua tuttavia a vedere che l'energia continua a fluire in avanti... quindi i fotoni stanno ancora viaggiando in avanti. L'analogia del fotone = gruppo cade miserabilmente.
Comunque, la questione dell'incertezza nella velocità del fotone mi è chiara (ed effettivamente non avevo pensato al Principio di Indeterminazione), mi sfugge però metà del ragionamento: se il fotone avesse una distribuzione di velocità fino a quella della luce, ma non superiori, il Principio di Indeterminazione sarebbe comunque rispettato; perché c'è la necessità di averle anche superiori, per avere la media a c di cui parlavi sopra?
Sì. La tua frase veicola un po' un senso "utilitaristico" ("serve a questo..."), che è fuori luogo in scienza, però possiamo dire che è come dici tu. Insomma, se la distribuzione fosse solo fino alla velocità della luce e non oltre, allora la velocità della luce risulterebbe semplicemente inferiore... " />
Ho chiaro il discorso del fotone probabile prima (quando lo misuro, parlando di posizione, passa da "probabile" a "posizionato", nel senso che ha assunto uno stato specifico, giusto?), ma in che senso il fotone è distrutto, letteralmente?
Cessa di esistere. Viene assorbito, fa schizzare via un elettrone da un atomo, ossida dell'argento su una lastra fotografica - e si spreca nell'azione. Poi può essere riemesso, certo - ma è un altro fotone...
questa distruzione è descritta dalla funzione d'onda?
Sì, se tieni conto di tutte le altre particelle coinvolte (ad esempio, gli atomi d'argento sulla lastra fotografica). Non c'è proprio bisogno di alcun collasso: si calcola tutto, e basta. Fino all'ultimo atomo. Non c'è niente che rimanga celato nel mistero - ed è proprio per questo che parlare di "collasso non descritto" è estremamente fuorviante (io direi proprio sbagliato).
Personalmente avevo sempre inteso il collasso della funzione d'onda quasi come un modo per esprimere che si passa dalla rappresentazione di tutti gli stati a uno solo, quello misurato;
Sí, si intende questo, ma a me proprio non piace.
cos'è la "lunghezza d'onda", per una particella?
Sarebbe la costante di Planck divisa per la sua massa e la sua velocità. Cioè, più grande è la massa di una particella, e più grande la sua velocità, e più piccola è la sua lunghezza d'onda. E tanto più piccola la lunghezza d'onda, tanto meno si "sentono" gli effetti quantistici...
i tuoi pensieri sono tremendamente vicini al livello quantisticoIn che senso?
Che avvengono a un livello vicinissimo al mondo microscopico.
Io però una causalità nei miei pensieri riesco a rintracciarla.Che avvengono a un livello vicinissimo al mondo microscopico.
Qualche volta mi è capitato di chiedermi "Ma com'è che sono arrivata a pensare a questo, se prima stavo pensando a tutt'altra cosa? O_o". Allora cerco di ricordarmi e alla fine riesco a risalire ai pensierini intermedi collegati fra loro.
Poi è ovvio che non sto tutta la vita a cercare di collegare tutto, nè è possibile che io mi ricordi tutti i pensieri che ho fatto
