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mercoledì 13 marzo 2024

Tra epistemologia quantistica e logica dialettica: appunti

 



Nathaniel David Mermin, fisico statunitense noto per i suoi contributi alla fisica della materia condensata, alla meccanica statistica e all'informatica quantistica, asserisce:

“È un principio fondamentale della teoria quantistica che una misurazione non riveli, in generale, un valore preesistente della proprietà misurata. Al contrario, il risultato di una misurazione viene generato dall’atto stesso della misurazione, una manifestazione congiunta dello stato del sistema esaminato e dall’apparato di rilevamento. Il modo preciso in cui viene portato in essere il risultato particolare di una misurazione individuale - la "transizione dal possibile all'effettivo" di Heisenberg - è intrinsecamente incomprensibile. Solo la distribuzione statistica di molti incontri di questo tipo è materia di indagine scientifica.”
— David Mermin, (2018), "Hidden Variables and the Two Theorems of John Bell".

Effettivamente, come l'interpretazione di Copenaghen ci suggerisce, appare che il valore del misurato sia intrinsecamente relato all'atto di misura. Mermin sostiene che questo fenomeno è "intrinsecamente" incomprensibile e ciò che possiamo sapere è "la distribuzione statistica di molti incontri", la quale "è materia di indagine scientifica". Ciò significa collezionare una serie ampia di esperimenti (governati da una legge statistico probabilistica, epistemica), i quali ci forniscono la distribuzione delle misure così da avere, ad esempio, la distribuzione spaziale delle probabilità inerenti la posizione di un elettrone.

Quando compiamo una misurazione quantistica, di fatto stiamo discendendo la scala dimensionale spaziale dall'ordine dei metri, unità di misura delle cose del quotidiano, fino ai nanometri, dove le interazioni quantistiche diventano rilevanti** e dove l'"apparire" non è l'esperienza del quotidiano.

Cosa significa andare a scale così piccole o anche di gran lunga più piccole come la scala di Planck (10^-35 metri)?

Nel caso di un sistema quantistico un esperimento di misura potrebbe significare "isolare" un sistema (e.g., elettrone) dal sistema ambiente per lasciarlo connesso (relato) solo all'apparato sperimentale (e alla sua logica soggiacente). In altre parole, finché non lo si misura il sistema quantistico "isolato" (preparato quindi come tale) è in una sovrapposizione di stati; la misura attraverso una specifica interazione decreta uno stato. Se il sistema così preparato da essere "isolato" viene lasciato in interazione con l'ambiente si ha il cosiddetto fenomeno di decoerenza, per cui il sistema perde le sue proprietà quantistiche per assumere proprietà medie (classiche). Ciò significa che le interazioni con l'ambiente (l'uscita dall'isolamento, potremmo dire) riduce e elimina la sovrapposizione di stati che converge verso un comportamento mediato (in senso matematico).

A tal proposito il fisico teorico sovietico Lev Landau disse:

“Uno dei più grandi risultati della fisica del ventesimo secolo, cioè la meccanica quantistica, è un ramo estremamente complicato sia nei suoi metodi che nei concetti fisici che esso incorpora, e che è caratterizzato dal fatto che molte delle sue idee non sono accessibili alla nostra percezione. Questo avviene perché la nostra percezione è radicata nell’esperienza quotidiana piuttosto che nel nostro potere intellettuale. Percepiamo facilmente ciò che abbiamo visto, ma solo con grande difficoltà percepiamo ciò che non abbiamo visto.”
— Lev Landau, Evgeny Lifshitz, (1979), "Course of Theoretical Physics"

Ora, tenendo a mente che "sovrapposizione di stati" significa che sperimentalmente l'osservatore misura una interferenza (come nell'esperimento della doppia fenditura), lasciamo interpretare il noto esperimento a carattere divulgativo del "gatto di Schrödinger" al fisico Carlo Rovelli.
In Helgoland egli asserisce:

I delicati fenomeni di interferenza fra gatto-sveglio e gatto-addormentato non li vediamo perché persi nel rumore del mondo. In effetti, più che per oggetti piccoli, i fenomeni quantistici si manifestano per oggetti molto bene isolati [corsivo mio], che permettono di isolare e rilevare le sottili interferenze quantistiche.
— Carlo Rovelli, (2020), Helgoland

Ecco che il concetto di "isolamento" in qualche modo ritorna, addirittura come sostituto del termine "piccolo" inteso in termini di scala microscopica.

Riprendendo Landau che asserisce "Percepiamo facilmente ciò che abbiamo visto, ma solo con grande difficoltà percepiamo ciò che non abbiamo visto", potremmo ribadire che ciò che l'apparire degli enti macroscopici è non solo immediato (nel senso di non mediato) ma è anche familiare. L'apparire degli oggetti microscopici, invece, lo guadagniamo attraverso una struttura mediazionale logico-fenomenologica (una teoria).
Quindi l'isolamento a cui si riferisce Carlo Rovelli è forma dell'isolamento semantico che dà luogo a contraddizione dialettica. In altri termini, la teoria quantistica è concetto astratto dell'astratto. Ma se consideriamo la struttura logico-mediazionale alla sua base unita originariamente alla sua fenomenologicità possiamo concepirla nel concreto dell'astratto (siamo consapevoli della parte come parte) e individuare la sovrapposizione di stati come momenti incontraddittori - una unità originaria di un molteplice. Intendo, che, se l'isolamento (del sistema quantistico) non è consaputo allora ci si imbatte nella contraddizione per cui esso è sia in un modo (sovrapposizione di stati) sia in un altro modo (sistema unitario in quanto tale). Se esso è consaputo la sovrapposizione di stati consta di momenti distinti e non isolati. Il loro isolamento porta a contraddizione, sì che la contraddizione prende la forma di una paradossalità tra comportamento classico e comportamento quantistico.

La struttura logico-mediazionale alla base della teoria quantistica appare come appare il linguaggio che come forma avvolge il significato.

Tale struttura logico-mediazionale è costante dell'apparire di enti quali elettroni, fotoni, pioni, etc.

Particelle come elettroni o fotoni, sono enti che appaiono mendiate una struttura logico-mediazionale, che sì ha una forma ipotetica e per questo sono negazione della necessità originaria, ma nel loro isolamento saputo hanno una struttura di necessità intrinseca (nella parte come parte, che poi è il dominio della scienza).

La decorrenza quantistica (intesa come processo) è il togliersi (progressivo) dell'isolamento, sì che in essa si ripristina l'apparire familiare che comunemente definiamo esperienza fenomenica del quotidiano.

_________
**Alcuni fenomeni quantistici possono manifestarsi anche a scale più grandi o addirittura macroscopiche, sotto condizioni molto particolari. Esempi notevoli includono la superconduttività e la superfluidità, che si verificano a temperature estremamente basse e mostrano comportamenti che sfidano la fisica classica, come la resistenza elettrica zero o l'assenza di viscosità.

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