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Titolo: Dualismo in meccanica quantistica

Vi pongo un dubbio a cui sto pensando da tempo: in meccanica quantistica
sembra esserci un dualismo, da un lato c'é la dinamica degli stati che si
evolvono in modo perfettamente deterministico secondo la eq. di
Schroedinger; dall'altro c'é il processo di misura in cui il risultato di
una misura é indeterminato e descritto da una probabilità.
Secondo voi c'é un modo di eliminare questo dualismo e di guardare alla
meccanica quantistica in modo più unitario?
Gabriele

 una misura é indeterminato e descritto da una probabilità.
Stai toccando uno dei punti piu' controversi della MQ, che puo'
essere riformulato come il "problema dell'oggettivazione delle
proprieta' microscopiche". Vale a dire che nella MQ come
descritta dall'evoluzione unitaria di Schroedinger esistono stati
di sovrapposizione, ma a causa del "processo di misura/collasso
della funzione d'onda" questi stati non vengono mai osservati
macroscopicamente (se hai presente il paradosso del Gatto di
Schroedinger capisci quello che intendo). Perche' e come questo
avviene?
Secondo l'interpretazione tradizionale (Bohr), il collasso
avviene quando c'e` un' osservazione del sistema, ovvero
un'interazione con un sistema macroscopico che causa
un'evoluzione irreversibile di quest'ultimo. Sorge pero' il
problema di cosa sia un sistema macroscopico: non dovrebbe essere
descritto quantisticamente anch'esso? E cosa c'entra un concetto
statistico come l'irreversibilita' in un problema meccanico?
Fortunatamente esiste un teorema, dovuto al solito Von Neumann,
che afferma che e' indifferente dove si ponga la separazione tra
micro e macro, la teoria funziona lo stesso. Questo giustifica
l'atteggiamento "shut up and calculate" che e' il piu' diffuso
nella comunita' scientifica, ma nondimeno il problema concettuale
resta e sono state cercate altre strade.
La piu' radicale (Wigner) e' di supporre che il collasso sia
causato dall'osservazione del fenomeno da parte di un essere
cosciente. Ma questo ripugna alla mentalita' di un fisico che
semmai vorrebbe spiegare la coscienza a partire dalla materia e
non viceversa. Per di piu' e' stato osservato che questa
posizione non chiarisce cos'e` un essere cosciente: un' ameba
causa un collasso di una funzione d'onda? un pesce? una scimmia?
o bisogna ricorrere ad un essere in possesso di un Ph.D.?
Una seconda possibilita' e' di supporre che il collasso sia
illusorio. Secondo la teoria a molti mondi (Everett, Deutsch)
l'universo si separa in continuazione in un'infinita' di
universi, ognuno corrispondente al possibile risultato di una
misura. Noi ci dividiamo con l'universo e percepiamo solo una
delle possibilita', non avendo contatti con gli altri universi
paralleli (una variante e' quella a molte menti, dove l'universo
e' uno, ma sono le nostre coscienze a separarsi in
continuazione).
Ancora, si puo' supporre (Gell-Mann ed altri) che ogni particella
segua una sua "storia", casuale, ma in cui ad ogni istante essa
possiede un valore definito di ogni variabile, ed il risultato
della misura e' semplicemente il valore che ha quella variabile
nel momento della misura. Credo pero' che ci siano delle
difficolta' tecniche per rendere questa interpretazione
internamente coerente.
E ancora, si puo' supporre (Omnes) che semplicemente la nostra
logica non si applichi al mondo microscopico, per cui per esempio
non sarebbe lecito usare l'operatore "and" ed il concetto di
sovrapposizione prenderebbe tutto un altro significato. Io non
capisco - forse per ignoranza mia - come questo risolverebbe il
problema, secondo me lo sposterebbe solo al problema di come mai
nel mondo macroscopico la logica usuale funziona benissimo.
Non posso tralasciare di menzionare la teoria GRW (Ghirardi
Rimini Weber) secondo cui sono le particelle stesse che
spontaneamente sono soggette a fenomeni di localizzazione che
fornirebbero il punto di partenza per il collasso della f d'o..
Penrose pensa che questo sara' spiegato dalla futura teoria
unificata della MQ con la Rel. Generale, ma siamo ancora ben
lontani da una giustificazione fondamentale.
Infine non va dimenticato che esistono teorie che completano
deterministicamente la MQ tramite le cosiddette "variabili
nascoste", ovvero che sostengono che la descrizione della MQ non
e' completa e che una descrizione che coinvolge delle variabili
non osservabili risolverebbe il tutto salvando il determinismo.
Bohm ha formulato la teoria piu' di successo tra queste con molto
dettaglio matematico: funziona, ma ha una serie di
caratteristiche "strane" che la rendono non molto piu' intuitiva
della MQ concenzionale...
Questo non e' che un breve riassunto, certamente troppo
schematico, probabilmente impreciso e sicuramente incompleto, di
cosa bolle in pentola nel campo dei fondamenti della MQ. Come
vedi, la situazione e' fluida e confusa, principalmente per il
fatto che gli esperimenti sono o troppo difficili o addirittura
impossibili anche in linea di principio. Se ti interessa
approfondire, ti consiglio un paio di libri:
Ghirardi, Un'occhiata alle carte di Dio, Il Saggiatore
(introduttivo);
Filosofia della Fisica, a cura di Boniolo, Bruno Mondadori ed.
(piu' tecnico).
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

Giovanni (Roma)
=-> Insufficient data does not compute.

 (piu' tecnico).
Un altro consiglio (ma per esperti che vogliono essere informati su
tutto
Gennaro Auletta,"Foundation and interpretation of quantum mechanics" 
Purtroppo non ricordo la casa editrice ma su amazon lo trovi.
E` un mattone di oltre 800 pagine che e` una sorta di 
zibaldone di tutte
le novita` recenti e meno sull`argomento MQ.
Vorrei citare infine la strada della decoerenza secondo la quale 
il sistema collassa solo in virtu` delle proprieta` statistiche.
Cioe` in realta`il sistema quantistico non collasserebbe mai
completamente
ma le "coerenze" sarebbero cosi` piccoleche non sarebbero misurabili.
La decoerenza sarebbe dovuta all`interazione con un insiseme stati
stico di particelle (corpo macroscopico) come dice Zurek o a un 
processo intrinseco nella meccanica quantistica (decoerenza intrinseca
 di Milburn o Bonifacio).
ciao 
the Volk
-- 
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http://www.Mailgate.ORG

o bisogna ricorrere ad un
essere in possesso di un Ph.D.?
beh, direi che bisogna sapere cosa è una
funzione d'onda!
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Inviato via 
http://usenet.iol.it
 

nascoste di Bohm no. [...]
Sicuro? La confutazione di Bell vale per le teorie locali.
Quella di Bohm non lo e`.
Ciao
Paolo Russo

 il sistema collassa solo in virtu` delle proprieta` statistiche.
Se non ho capito male quel che ha detto Ghirardi qualche tempo
fa, lo stesso Zurek sembra che abbia ammesso che la sua teoria si
riduce in ultima analisi ad una a "molte menti"... ma non
chiedermi perche`.
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