Premessa
I numerosi risultati sperimentali che hanno sondato e confermato la validità della meccanica quantistica possono di fatto essere considerati come contributi ad una metafisica sperimentale.
Shimony (1993, vol. 2, p. 115)
Scopo di questo libro è fornire un’introduzione ai concetti fondamentali della fisica quantistica, accessibile a un lettore con una formazione
non specialistica. Abbiamo scelto una presentazione ‘‘genetica’’; intendiamo cioè ripercorrere in ordine cronologico alcuni momenti che
hanno costituito delle tappe significative nello sviluppo delle teorie
quantistiche. L’arco temporale preso in considerazione va grosso modo
dai primi del Novecento sino alla fine del secolo scorso. Verrà trattato
solamente l’essenziale: abbiamo selezionato solo alcuni temi ed episodi da un materiale vastissimo. Si aggiunga che, per necessità di sintesi,
forniamo una versione che non rispecchia nei dettagli la complessità
della trama storica, e non cita che un piccolo numero degli scienziati
coinvolti. Quello che proponiamo, quindi, non ha la pretesa di essere
un libro di storia della fisica.
Il testo di Niccolò Guicciardini è l’elaborazione degli appunti per
un corso tenuto dall’autore: la trattazione si svolge senza richiedere conoscenze avanzate o particolari di fisica e di matematica. Questa è – se
ci è concessa l’espressione – la “sfida” di questo libro: rendere comprensibile la fisica quantistica anche a un lettore digiuno di scienza
e. . . nello spazio di neanche trecento pagine!
Chi fosse dotato di un discreto livello di conoscenze matematiche
(fornite nel primo biennio dei corsi di laurea scientifici) potrà trovare
una presentazione più formale ed approfondita nelle Appendici scritte
da Gianluca Introzzi. Consigliamo al lettore di rivolgere la sua attenzione anche a queste appendici. Solo la formalizzazione consente di
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fisica quantistica
uscire da quel livello di ambiguità che, nonostante tutti gli sforzi, è
inevitabile quando ci si affida unicamente al linguaggio naturale.
Nei primi dieci capitoli viene dato particolare rilievo alla cosiddetta
‘‘interpretazione di Copenhagen’’ e ai suoi critici. Questa interpretazione – formulata a partire dal 1927 da Niels Bohr, che appunto risiedeva nella capitale danese, e da altri fisici appartenuti alla sua scuola –
ha avuto un’enorme influenza sullo sviluppo della scienza e della filosofia del Novecento, ed è ancora oggi accettata dalla maggioranza degli
scienziati. Chi non ha sentito, infatti, menzionare (talvolta a sproposito) il dualismo onda-particella, il principio d’indeterminazione o il
principio di complementarità?
A partire dal 1935 – anno in cui si pubblicano l’articolo di Einstein,
Podolsky e Rosen (effetto epr, appunto) e il lavoro di Schrödinger sul
problema della misura (il famoso gatto!) – i fisici hanno formulato interpretazioni alternative e sviluppato straordinari risultati teorici e sperimentali, quali le teorie a variabili nascoste, la disuguaglianza di Bell
e le esperienze di Aspect. Questi temi verranno affrontati nei capp. 11,
12 e 13.
Nel cap. 13 accenniamo ad alcuni recenti sviluppi del dibattito sui
fondamenti della meccanica quantistica. Tale dibattito è però talmente
vasto e complesso che richiederebbe una trattazione molto più dettagliata e specialistica di quanto non si possa fare in questa sede. Nelle Note e nella Bibliografia si potranno trovare indicazioni utili per
ulteriori approfondimenti.
Il lettore che avrà la pazienza di leggere il nostro libro dovrebbe
acquisire un’idea abbastanza precisa dei problemi, relativi ai fondamenti della meccanica quantistica, con cui si sono confrontati fisici come Planck, Einstein, Bohr, de Broglie, Heisenberg, Schrödinger,
Born, Bohm e Bell. È nostra opinione che questi protagonisti della fisica moderna occupino una posizione di rilievo non solo nella scienza,
ma anche nella storia della filosofia del Novecento.
Se riusciremo a far appassionare almeno qualcuno dei nostri lettori
a questa avventura dell’intelletto, che affascina e accomuna gli autori
da tanti anni, avremo raggiunto il nostro scopo.
Giugno 2007
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