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Titolo: Unificazione di relativita' e teoria quantistica

Salve,
ho letto un libro divulgativo che tratta di fisica e misticismo (Il tao
della fisica, di Fritjof Capra) e tra le altre cose diceva che ancora
non si e' trovato il modo di unificare la teoria della relativita'
generale e la teoria quantistica (gravita' quantisitica?). Capisco la
complessita' dell'argomento ma non essendo del settore mi piacerebbe
sapere a grandi linee i motivi principali di questa difficolta'. Io ho
pensato a qualche motivo come quelli che seguono, sperando di non aver
detto cose troppo insensate :-)
1) Il problema e' legato alla matematica in quanto si e' dimostrato uno
strumento poco adeguato a tale scopo?
2) La matematica conosciuta va bene ma la complessita' del lavoro e'
tale da richiedere troppe risorse di vario tipo (intellettuali,
economiche, etc..) e quindi si procende lentamente?
3) Da un punto di vista matematico e' gia stata unificata ma non si
riesce a farne l'uso che si vorrebbe a causa dell'eccessiva discrepanza
tra il modello teorico e la realta' dei fenomeni che si studiano?
Altrimenti il problema qual e'?
In ogni caso sarebbe questa la "Teoria del tutto"?
Grazie in anticipo

 In ogni caso sarebbe questa la "Teoria del tutto"?
non esistera' mai una teoria del tutto. anche perche' una teoria ultima
provocherebbe un grave problema di (dis)occupazione per moltissimi fisici
teorici:)
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 Altrimenti il problema qual e'?
Secondo il mio modesto parere il problema sta su due fronti. Da un lato
è difficile trovare evidenze sperimentali; dall'altro, la matematica
è talmente ostica che è assai arduo ricavare qualcosa.
Saluti

 Non credi?
Si', era una battuta.
Una teoria ultima secondo me non esistera' mai.


E supponendo che una teoria ultima esista davvero, con questa ci si
dovrebbe poter  ricostruire qualsiasi cosa del mondo? Anche le
interazioni tra i quark? e anche le interazioni sociali tra i popoli?

 Una teoria ultima secondo me non esistera' mai.
Certo però che così ti metti sullo stesso piano di chi dice: "la
teoria ultima esiste, ma non abbiamo gli strumenti per farla
conoscere".
Non è una questione di fede: non puoi escludere a priori che questa
possa esistere...
Sarà difficile, ma non impossibile (almeno spero).
Saluti


Per teoria ultima si intende una teoria fondamentale.
Se è difficile trovare e costruire questa benedetta teoria, credo che
sarà ancora più difficile applicarla a casi (fisici) concreti...
Saluti

è talmente ostica che è assai arduo ricavare qualcosa.
Ma difficolta' matematica e'  concettuale suppongo. Oppure di calcolo
anche per gli elaboratori elettronici? O forse servirebbero delle menti
brillanti tipo Euler o Gauss? :-)
Grazie

 teorici:)
La maliziosa motivazione e' dimostrabilmente falsa. Alle scale di 
energia della chimica la "teoria del tutto" esiste gia'. Si chiama 
meccanica quantistica. Ma non mi consta che chimici e fisici (anche 
teorici) che studiano la materia in condizioni usuali siano senza lavoro 
o anche solo diminuiti.  Anzi!
Giorgio

@ ermachoditalia:
Infatti, ma io volevo supporne l'esistenza per capire cosa poi si
potesse pretendere da essa.
Per esempio.... ma adesso mi rivolgo ad un caso diverso.
Supponiamo che si riesca con una funzione, a stabilire :
dopo quanti numeri (interi), a partire da un dato numero, ci sia il
prossimo primo maggiore.
Cio' significa che implicitamente la teoria che produce questa funzione
abbia in se' la conoscenza di una struttura numerica piu' profonda di
quella che abbiamo oggi. Se oggi e' molto difficile stabilire dove
vanno a cadere i numeri primi e' per via della costruzione poco adatta
che abbiamo relativamente ai numeri, poco adatta allo scopo. Noi
infatti costruiamo i numeri seguendo il lavoro di Peano, che in parole
povere fa :
 0, 1 e li somma in avanti uno x uno.  Un po' come il classico 1,2,3, e
cosi' via.........
Ma e' proprio qui, credo,  il nocciolo : se domani troviamo un modo
diverso che ci aiuti a capire dove stanno i primi non sara' piu' il :
1,2,3, e cosi' via......... ma si basera' su principi diversi.
Cosi' per una teoria che unisca le varie teorie esistenti...una teoria
del tutto; ebbene cosa ci si potrebbe aspettare da questa?
Tu dici che  sarà ancora più difficile applicarla a casi (fisici)
concreti...  perche'?


 



Intendevo una teoria priva di "problemi aperti".
Btw, il mio post era ironico; mi avete preso troppo sul serio :-/


 o anche solo diminuiti.  Anzi!
infatti... e poi, in realta', anche al livello della fisica molecolare "in
su" ci sono comunque moltissimi problemi teorico-matematici di grande
rilievo (matematico, teorico, concettuale e anche pratico) non risolti...
In primo luogo, i ben noti problemi interpretativi della MQ non permettono
(secondo me) di poter dire di avere una teoria della materia completa,
logicamente coerente e del tutto soddisfacente.
Da un punto di vista piu' pratico, ad esempio, manca una teoria completa
quanto-relativistica di sistemi a molti corpi. Dal punto di vista pratico si
hanno espressioni aprossimate (hamiltoniano Dirac-Fock-Breit ecc.) e le
difficolta' computazionali sono talmente grandi che e' gia' difficile
maneggiare queste ultime, ma il problema teorico c'e'.
Molto spesso viene citata la frase di Dirac che dice "the underlying
physical laws necessary for the the mathematical theory of a large part of
physics and the whole of chemistry are thus completely known, and the
difficulty is only that the exact applications of these laws leads to
equations much too complicated to be soluble.", ma questa affermazione e'
criticabile da molti punti di vista... [per un commento su cio', vedi W
Kutzelnigg, Theor Chem Acc (2000) 103:182-186]
D'altra parte anche una teoria generalmente ritenuta praticamente del tutto
"compresa" come l'elettromagnetismo classico ha le sue magagne irrisolte
(self-force, eq. di Lorentz-Dirac). A volte penso che se qualche di teorico
di grido invece di dedicarsi a superstringhe e universi multidimensionali
desse un po' di attenzione a problemi un po' piu' terra-terra la fisica ne
avrebbe un grande vantaggio...
Tutto questo IMHO naturalmente.
Lorenzo

 brillanti tipo Euler o Gauss? :-)
Un pò tutte le cose messe assieme... Sulla matematica si è gia
parlato, ma in effetti hai fatto bene a citare anche il problema del
calcolo numerico. Se già si hanno grosse difficoltà con le
simulazioni al computer per la "compiuta" relatività generale, allora
è facile dedurre che allo stato attuale non si può fare molto con
teorie "ancor più fondamentali"...
Per quanto riguarda le menti brillanti, beh, non credo che arriverà il
nuovo Einstein a rivoluzionare tutto, piuttosto sarà una conquista
condivisa da tutto il mondo della ricerca, perchè un tale sforzo non
potrà essere sostenuto da un'unica persona. Ma questo è un mio
personalissimo parere...
Saluti

 concreti...  perche'?
Ci sono varie spiegazioni (tra queste la sempre-menzionata
matematica...), ma io la metterei sul piano delle fenomenologia, nel
senso che la teoria dovrebbe intervenire sensibilmente e in modo
evidente su scale che sono fuori dalla nostra portata...
Saluti

 Popper si sta rivoltando nella tomba...
Spiegati meglio, dov'č il problema?
Saluti

 Secondo me lo scudetto lo vincera' la Juventus.
Sì, scusami. Chiunque è libero di esprimere la propria opinione, me
ne rendo conto. Volevo soltanto sottolineare il fatto che forse essere
troppo "arroccati" nelle proprie posizioni (escluendo a priori altre
possibilità) non è il massimo, non sei d'accordo?
Con questo però non voglio fare critica inutile...
Saluti

 Quindi per definizione una teoria o è scientifica o è ultima.
Che vuoi dire? Per caso che una teoria ultima non può essere soggetta
a tentativi di falsificazione? E' un modo per vedere quanto è
vulnerabile la teoria (ultima e non). Se non se ne dimostra la
validità, si può mai parlare di teoria fisica?
Saluti

 validità, si può mai parlare di teoria fisica?
A differenza di un teorema matematico, non si dimostra mai la validità
di una teoria scientifica, ma solo la sua non-contraddizione con i dati,
cioè con le misure e con le osservazioni, noti.
Se ci pensi, tutte o comunque molte delle teorie scientifiche sono state
"ultime". Ma nel senso che al momento dell'enunciazione rappresentavano
la frontiera della conoscenza. Ma poi si sono scoperti fenomeni nuovi
non spiegati o addirittura in contraddizione con esse, facendole così
diventare "penultime" non appena una nuova teoria inglobava quelle
osservazioni.
Il punto comunque fondamentale è la sedicenza: una teoria non può mai
affermare di sé stessa l'essere definitiva. Se lo fa, non è scientifica.
-- 
Roberto Rosoni

 Quindi per definizione una teoria o è scientifica o è ultima.
Mi sa che fraintendi (come molti, del resto) il "criterio di
demarcazione" di Popper.
Quello che richiede non e' che una teoria finisca un giorno o l'altro
per essere falsificata, ma che essa sia cosi' costituita da indicare i
procedimenti per la sua eventuale falsificazione.
Detto questo, anch'io non credo nella possibilita' di una teoria
ultima, ma non per ragioni popperiane.
 
-- 
Elio Fabri

 affermare di sé stessa l'essere definitiva. Se lo fa, non è scientifica.
Nessuno mette in dubbio questo. Sono d'accordo.
Saluti

 ultima, ma non per ragioni popperiane.
Se mi permetti di fare questa domanda, quali sono dunque le ragioni
perchè tu non creda in una teoria ultima?
Saluti

 contemporaneamente).
Ok, comincio a capire il tuo punto di vista.
Ma allora stiamo facendo un po' di confusione tra teoria "ultima", che
contesto, e teoria "del tutto" (o "unitaria") che, almeno dal punto di
vista filosofico, accetto. (Da quello della fattibilità non ho le
conoscenze per esprimermi. Anche a me interessa molto l'eventuale
risposta di Elio Fabri in merito.)
Una teoria del tutto che spieghi tutto ciò che si conosce a tutte le
scale note, e che proponga una serie di esperimenti confermativi, è
teoricamente possibile nell'ambito della scienza (la religione è da mo'
che c'è arrivata.. ;-)   ).
Purché non termini con le parole "... e se detti esperimenti mi
confermeranno, cari fisici cambiate mestiere.".
"Del tutto (ciò che è noto)" sì, "ultima" giammai!
Ciao!
-- 
Roberto Rosoni

 Roberto Rosoni
Ciao.
-- 
Bruno Cocciaro
--- Li portammo sull'orlo del baratro e ordinammo loro di volare.
--- Resistevano. Volate, dicemmo. Continuavano a opporre resistenza.
--- Li spingemmo oltre il bordo. E volarono. (G. Apollinaire)

 completezza.
Primo: entro certi limiti e' provato: teorema di Bell e verifiche
sperimentali.
Secondo: non mi e' mica chiaro che cosa vorresti...
Mi fai quasi pensare alle discussioni circa le prove dell'esistenza di
Dio ;-)
A mio parere l'onere della prova spetta a chi sostiene che la MQ non
e' completa:
a) proporre una teoria completa
b) indicare le verifiche sperimentali.
Le proposte fatte finora non hanno funzionato. Altre in futuro potranno
funzionare? Vedremo...
 
-- 
Elio Fabri

 Elio Fabri


 [...]
Saluti

 Non sono d'accordo.
Non ti rendi conto che quando dici "tutto" hai chiuso la porta in faccia
al futuro? In "tutto" è inclusa una clausola che vieta la scoperta di
fatti nuovi: sai già "tutto"...
Ciao.
-- 
Roberto Rosoni

 fatti nuovi: sai giā "tutto"...
Nuovamente non sono d'accordo. Io ho citato "tutte le interazioni".
Bene, ad oggi non si č scoperta una nuova interazione ed č
ragionevole pensare che non ve ne siano altre. Questo vuol dire
"tutte". Allo stesso modo per le particelle... Precisato questo, una
teoria fisica finale deve sapere spiegare "tutto" (e magari predire
nuovi aspetti della natura fino ad allora sconosciuti). Come vedi, la
parola "tutto" non pregiudica un bel nulla.
Saluti

 parola "tutto" non pregiudica un bel nulla.
Vedo che escludi (sarebbe irragionevole secondo il tuo dire) la
possibilità di scoprire nuove interazioni. Questo basta a classificare
il ragionamento come teologico e non come scientifico.
-- 
Roberto Rosoni

 "tutte". Allo stesso modo per le particelle...
Malissimo:)


 il ragionamento come teologico e non come scientifico.
Permettimi di dire che fraintendi. Io ho detto "è ragionevole pensare
che non...", tu invece mi affibi parole non dette da me, come
"irragionevole". Nuovamente, io non escudo a priori (e non l'ho mai
fatto), ma solo dico che è improbabile. C'è una bella differenza.
Saluti

 fatto), ma solo dico che è improbabile. C'è una bella differenza.
Ok. Qui hai ragione, purché poi tu non pretenda di chiamare "ultima" una
teoria che non escluda a priori alcuna successiva scoperta.
Ti potrei passare al massimo un "ultima-per-ora", ma fa ridere, e
oltretutto è un concetto già incluso in qualunque teoria scientifica
accreditata.
-- 
Roberto Rosoni


Secondo te, Roberto, se interpreto bene il tuo pensiero,
è impossibile quindi, dal punto di vista scientifico:
"catturare" un aspetto della realtà e non semplicemente (si fa per
dire)
di modellizzarlo. O mi sbaglio? Le parole ingannano un po'.
Bisogna stare attenti alle parole (vedi ultimo commento),
ma  secondo me, la Scienza, in particolare la Fisica, ha la pretesa
(metafisica) di *catturare* gli aspetti della realtà,  non solo
"modellizzarli"!
Sai bene che per descrivere un numero finito di dati ci sono infiniti
modelli possibili. La fisica,  assume comunque che nel modello
proposto ci sia qualcosa di "giusto", che corrisponda ad un "elemento
di realtà" (per dirlo con parole di Einstein) che è stato
"catturato".
Le nuove  teorie, malgrado siano rivoluzionarie ed escano dal paradigma
delle vecchie, includono comunque gli elementi di realtà delle vecchie
teorie superate. Quindi non si tratta solo di "modelli". Questo è un
punto
fondamentale che di stingue, per esempio, la matematica applicata
dalla fisica teorica.
Non voglio nemmeno cercare di giustificare (cosa difficilissima
dal punto di vista filosofico) questa  pretesa metafisica della
fisica, mi limito a dichiararla.  Questa pretesa non è scientifica
e non pretende di esserlo è  puramente meta-scientifica, per cui
,in particolare, non è sottoponibile al criterio Popperiano.
In questo senso è vero che "La fisica descrive  il modo in cui le cose
funzionano le cose" non è un'affermazione scientifica, ma non pretende
di esserlo, perché "le cose" sono gli stessi oggetti che la scienza
pretende di  definire. Tuttavia è comunque un caposaldo metafisico
su cui si basa la ricerca scientifica ed è anche una motivazione
fortissima per chi si occupa di ricerca.
Personalmente, con un atto di fede, penso che sia anche
un'affermazione vera.
Ciao, Valter

 dire) di modellizzarlo.
Sarà una mia mancanza, ma francamente non noto alcuna differenza tra
le due affermazioni da te fatte.

 Malissimo:)
Ma non è nel buon uso spiegarsi meglio?
Saluti

 applicata dalla fisica teorica.
Ben detto.
Purtroppo oggi la visione "modellistica" sembra prevalente, anche a
livello didattico.
Tutte le volte che mi capita io non manco di far notare la differenza
che c'e' (secondo me) tra "modello" e "teoria".
 
-- 
Elio Fabri

 Ma non č nel buon uso spiegarsi meglio?
Dovresti essere tu a spiegare come fai a sapere che non ci siano altre
interazioni e soprattutto altre particelle. Queste ultime, in particolare,
hanno una certa tendenza a moltiplicarsi, all'avanzare delle ricerche
toriche. Pensa che dirac in un colpo solo le ha praticamente raddoppiate.


 che c'e' (secondo me) tra "modello" e "teoria".
Come la spieghi?
-- 
Roberto Rosoni

intenzione in merito.
Da parte mia non ho dato alcuna interpretazione e nemmeno ti ho
attribuito alcuna intenzione di sminuire il nostro lavoro ecc...
Però secondo me questo è un punto da chiarire per non appiattire
la fisica a "modellistica" o matematica applicata.
Per il resto io non ho tempo di dire di più, lascio la parola ad
Elio che ha una trentina d'anni di esperienza e di meditazioni
sull'argomento più di me...
Ciao, Valter

 toriche. Pensa che dirac in un colpo solo le ha praticamente raddoppiate.
Non ho mica detto che non ci siano altre interazioni... Mi affibi
qualcosa da me non detto.
Io ho solo affermato che "ad oggi non si è scoperta una nuova
interazione ed è
ragionevole pensare che non ve ne siano altre". Sottolineo la frase è
"ragionevole pensare che..." (vuol dire che non escludo a priori).
Visto che siamo in tema, mi fai esempi di nuove interazioni
fondamentali scoperte ultimamente? Non mi sembra ve ne siano; piuttosto
si va in direzione opposta cercando di unificare quelle che già ci
sono.
Saluti

 Valter Moretti ha scritto:

Sottoscrivo anch'io che "non si tratta solo di "modelli"". Era proprio
questo che volevo spiegare, purtroppo senza riuscirci...
Grazie ad entrambi per la delucidazione.
Saluti

 Come la spieghi?
Potrei dire che "modello" e' una cosa piccola, "teoria" e' una cosa
grande ;-)
Riservo il termine "modello" per usi come
- modello a particelle indipendenti per gli elettroni nei solidi
- modello a shell dei nuclei
- modello politropico per una struttura stellare...
Insomma per scelte semplificatrici di una situazione difficile da
analizzare in modo accurato, sapendo benissimo che nella migliore
delle ipotesi si otterranno risultati approssimati con precisi limiti
di validita'.
Invece "teoria" per me ha un significato epistemologicamente molto
piu' profondo: e' un insieme di struttura matematica, concetti
fisici, regole interpretative per collegare teoria ed esperimenti.
Esempi classici: la gravitazione newtoniana, la teoria
elettromagnetica di Maxwell, la relativita' generale.
Va da se' che se uno si mette a scavare trovera' una quantita' di casi
intermedi; per es. il modello corpuscolare della luce, che per certi
aspetti e' una vera e propria teoria nel senso appena detto, ma e'
tradizionale chiamare modello quanto meno perche' si contrappone a
quello ondulatorio.
Ma il fatto che ci siano casi intermedi, ovvero forme di transizipne,
non rende inutile la distinzione (come sempre, secondo la mia
personale visione epistemologica).
A mio parere i fautori del "modello in tutte le salse" per il fine di
evidenziare certi aspetti (mancanza di assolutezza, possibile - anzi
certa - falsificazione nel futuro, ecc.) finiscono per fare di ogni
erba un fascio, ossia di creare un mondo in cui tutti i gatti sono
grigi :)
Il che puo' anche far comodo a chi preferisce un approccio frammentato
e destrutturato alla fisica. A me invece un tale approccio non piace,
anche se non sogno la "teoria ultima" (tanto per restare al titolo del
thread ;-)
 
-- 
Elio Fabri

 ha
scritto:

Se per "nuove" intendi "addizionali", allora trovo che non abbia molto senso
"contare" le interazioni in una teoria fondamentale. Il numero delle
interazioni non è una proprietà stringente della natura, in quanto queste si
manifestano e diversificano solo a certe scale di energia.
Parlerei piuttosto di nuove "teorie delle interazioni fondamentali", che ad
alte energie potrebbero benissimo descrivere nuovi processi e coinvolgere
nuove particelle, mentre alle energie oggi accessibili dovrebbero riprodurre
la fenomenologia del Modello Standard.
Un esempio ne è la Supersimmetria, che descrive le interazioni di sfermioni
e gaugini e higgsini, assenti nel Modello Standard.
