POPPER E LA FISICA CONTEMPORANEA URBINO, LICEO SCIENTIFICO, 20 MAGGIO 2009

REVERSIBILITA’ DELLE LEGGI Tutte le principali leggi della fisica sono reversibili. Cioè, se consentono che un sistema fisico vada dallo stato A allo stato B, allora, con opportuni cambiamenti di valore di alcune variabili, consentono anche il passaggio dallo stato B allo stato A.

LA MECCANICA E’ REVERSIBILE In accordo con la legge di Newton, applicando la forza adeguata, il sasso può andare da A a B e viceversa. B A

QUALE E’ PIU’ PROBABILE?

QUALE E’ PIU’ PROBABILE?

ENTROPIA Gli stati fisici più probabili sono quelli a maggiore entropia. C’è un numero enorme di modi di essere cenere e un numero ridotto di modi di essere sigaro. L’irreversibilità viene spiegata dall’ipotesi che i sistemi fisici vanno in media dagli stati meno probabili a quelli più probabili.

SPIEGARE DALL’IGNORANZA? Popper osserva che con questa spiegazione noi interpretiamo un fenomeno fisico come l’irreversibilità sulla base di una nostra ignoranza, cioè il fatto che non sappiamo come sono disposti esattamente gli atomi. Per questa ragione, Popper propone una nuova interpretazione del concetto di probabilità

FREQUENTISMO Si definisce comunemente la probabilità come il rapporto fra i casi favorevoli e i casi possibili. Popper interpreta empiristicamente questo rapporto come frequenza relativa dei casi favorevoli osservati e dei casi globalmente esaminati.

INDETERMINISMO I frequentisti fanno fatica a dire che cosa sia la probabilità nel caso singolo, perché per loro la probabilità è sempre riferita a un insieme di casi esaminati. Per questa ragione Popper introduce un’ontologia indeterminista anche alla luce dell’avvento della meccanica quantistica.

INDETERMINAZIONE QUANTISTICA Ad esempio, in meccanica quantistica lo stato di una particella può essere tale che, se misuriamo la sua posizione, ci sono 50% che si trovi nella parte destra di una scatola divisa a metà e 50% che si trovi nella parte sinistra. Questo, per quanto ne sappiamo, non è dovuto alla nostra ignoranza, ma è una caratteristica intrinseca della realtà fisica.

PROPENSITA’ Spinto da questo Popper si convince che i processi fisici sono essenzialmente indeterministici e che nel mondo ci sono delle proprietà di natura particolare che hanno carattere probabilistico, che egli chiama “propensità”. Così come si può dire che un tavolo è lungo 150 cm, così si può dire che un elettrone ha la propensità al 50% di trovarsi nella metà sinistra della scatola.

PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE Il principio di indeterminazione di Heisenberg afferma che la velocità e la posizione di una particella non possono essere simultaneamente determinate. O meglio, più è determinata una delle due osservabili, meno è determinata l’altra. Il limite della loro determinazione simultanea è dato dalla famosa costante di Planck.

LA PROBABILITA’ IN MECCANICA QUANTISTICA Questa indeterminazione è dovuta al fatto che o decidiamo di misurare la velocità della particella oppure la sua posizione; entrambe è impossibile. In generale quando misuriamo i valori delle osservabili essi sono determinati solo probabilisticamente. Tale probabilità, pur essendo misurata su un insieme di casi, si riferisce al singolo caso.

REALISMO E FALLIBILISMO Popper è un realista. Cioè è convinto che le teorie scientifiche aspirano a stabilire come è fatta la realtà, anche nella sua parte non osservabile. Questo non significa che la si possa stabilire come sia fatta la realtà in modo definitivo. Popper è anche un fallibilista.

L’INTERPRETAZIONE REALISTICA DELLA MQ Con le propensità Popper vuole fornire un’interpretazione realistica della meccanica quantistica. Le propensità sarebbero così queste proprietà probabilistiche e relazionali. Relazionali perché non riguardano solo il sistema fisico, ma anche la sua relazione con lo strumento di misura.

UN SOGNO METAFISICO L’interpretazione realistica della meccanica quantistica proposta da Popper è, per sua stessa ammissione, solo un sogno metafisico. Dal nostro punto di vista essa non aiuta a costruirci un modello spazio-temporale di ciò che capita a livello microscopico. La ricerca non ha fine; non esiste la fine della strada.