LA COMPLEMENTARITA’ DI BOHR FRA CONSERVAZIONE E INNOVAZIONE NELLA

FISICA CONTEMPORANEAVincenzo Fano, Università di Urbino,

Dipartimento di scienze di base e fondamentiMessina 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)

D1

M1 PS BS2 D2

PP BS1 M2

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

SCELTA RITARDATA (Helmuth et al., 1986)

D1

M1 PS BS2 D2

PP BS1 M2

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.

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.

AULETTA-TAROZZI

PP1 PS BS3 D4

BS4 D3 PP2 BS1 BS2 D1 D2

M1 M2

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..

CON E SENZA BS4

PP1 PS BS3 D4

BS4 D3 PP2 BS1 BS2 D1 D2

M1 M2

4=(3A3B-4A4B-2A2B-1A1B+i(2A3B+2B3A+1A4B+1B4A))3s(3A1B+i3A2B-2A4B-i1A4B-1B1A-2B2A-i3A4B)

INTERPRETAZIONE

• Vediamo che con BS4 abbiamo sia entanglement che interferenza e non si vede il cammino dei fotoni, mentre senza BS4 abbiamo alcuni fotoni che interferiscono e non si vede il cammino, mentre altri si vede il cammino, ma non interferiscono.

• Auletta e Tarozzi parlano di una nuova forma di complementarità fra entanglement e individuazione di cammini.

4=(3A3B-4A4B-2A2B-1A1B+i(2A3B+2B3A+1A4B+1B4A))3s(3A1B+i3A2

B-2A4B-i1A4B-1B1A-2B2A-i3A4B)

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