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sabato 25 gennaio 2020

LA RELATIVITA’ SPECIALE E’ MOLTO MENO SPECIALE DI QUANTO SI CREDA.


LA RELATIVITA’ SPECIALE E’ MOLTO MENO SPECIALE DI QUANTO SI CREDA.


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Per il senso comune:
1) Esiste il libero arbitrio (almeno un cicinin).
2) Un fenomeno o 1) NON esiste ancora, o 2) esiste, o 3) NON esiste più o 4) NON esisterà mai. Ergo: le cose esistono solo al presente.
3) Il tempo è irreversibile.
Per la scienza (relatività speciale):
1) Tutto è determinato in anticipo.
2) Un fenomeno puo’ essere contemporaneamente nel presente, nel passato e nel futuro. Ergo: le cose nel passato e nel futuro esistono.
3) Si puo’ viaggiare anche indietro nel tempo.
Non è facile comprendere come mai la scienza giunga a simili bizzarre conclusioni. Un modo per intuirlo è quello diimmaginare che esistano tanti “sistemi di riferimento” differenti che offrono punti di vista differenti sulle cose, tutti oggettivi (ma relativi). Esempio, per me che appartengo ad un certo sistema l’evento E è nel passato, per te che appartieni ad un altro sistema l’evento E è nel presente. Siccome sia io che te siamo osservatori oggettivi, concluderemo che l’evento E è sia nel passato che nel presente. Non solo, siccome il passato rende l’evento E determinato (una cosa già successa non si puo’ cambiare), e siccome un evento non puo’ essere sia determinato che indeterminato, allora il libero arbitrio non puo’ esistere visto che si dovrebbe espletare in eventi che per molti osservatori sono già nel passato. Non solo, siccome io e te vediamo la stessa cosa ma in tempi diversi, basterà che io mi sposti nel tuo sistema di riferimento per viaggiare nel tempo, anche all’indietro!
Ma scienza e senso comune sono in qualche modo riconciliabili? Forse sì, pensiamo a cosa succede quando leggiamo l’Odissea. Tutti noi pensiamo ad Ulisse come a un uomo libero, il fatto che viva le sue avventure nel passato e che quindi siano in qualche modo già scritte – un po’ come il fato -non ci crea problemi logici. Aggiungo, per prevenire obiezione, che anche nel mondo immaginato dalla scienza non è possibile un’azione di interferenza tra sistemi di riferimento differenti, cosicché l’analogia sembra reggere. Anche il fatto che l’incontro con Polifemo avvenga “per noi nel passato” e “per Ulisse nel presente”, non ci crea alcun problema. Oltretutto, nella mia lettura trasognata posso anche immaginare di essere vicino ad Ulisse senza per questo dover credere alla reversibilità del tempo. Insomma, basta trasformare l’universo della relatività speciale in una “storia” e la scienza si riconcilierebbe senza problemi con il senso comune: quello che la scienza chiama “tempo relativo” è solo il fatto che per un “osservatore del presente” l’evento E accade nel passato mentre per un “osservatore del passato ” lo stesso evento E accade nel presente. Detto così cio’ che accade nel fantastico mondo della “relatività speciale” risponde all’esperienza che facciamo tutti i giorni, il che ci consente di dire che solo le cose presenti esistono. Non sembrerebbero sorgere gravi problemi.
Eppure la storia ci dice che di problemi ne sono stati sollevati, che l’inconciliabilità è stata sollevata a più riprese. Chi sono i “colpevoli”? Io ne individuerei due su tutti:
1) IL FILOSOFO SOFISTA. Al resoconto di cui sopra un filosofo agguerrito potrebbe replicare che i fautori del senso comune si sono limitati a uscire dalla trappola trasformando l’ “osservatore ordinario” in 1) “osservatore presente” + 2) “osservatore passato” + “osservatore futuro”. Comodo. Ma quanto detto per l'”osservatore ordinario” puo’ essere ripetuto per tutte le figure derivate. Insomma, la scappatoia escogitata per riconciliare senso comune e scienza puo’ essere elusa riproponendo le paradossali tesi di partenza alle nuove figure di osservatori. Questo è vero, com’è vero che sarà sempre possibile replicare a questa contro-mossa nel medesimo modo, e così via in un regresso continuo. A questo punto occorre chiedersi a chi nuoce il regresso continuo delle ragioni, e la risposta è facile: al sofista, ovvero a chi nega il senso comune. E’ infatti lui che deve spiegare perché mai la realtà dovrebbe deviare da cio’ che appare di senso comune, e poiché il regresso continuo non spiega nulla – visto che propone solo ragioni senza fondamento – è lui a ritrovarsi con il cerino in mano.
2) LO SCIENZIATO ADORATORE DELLA MATEMATICA. La matematica è uno strumento miracoloso di conoscenza, talmente miracoloso che molti “scienziati esteti” si dimenticano che è solo uno strumento, e non l’oggetto della conoscenza stessa. In questi casi da strumento, diventa un culto. Il fatto che la matematica mappi bene il territorio fa sì che molti scienziati/filosofi la confondano con il territorio. In questi casi il modello matematico cessa di essere una mappa da interpretare per orientarsi agevolmente sul territorio e diventa essa stessa un territorio da contemplare senza più il filtro di un’interpretazione. Ecco allora che se il modello matematico propone un’astrazione atemporale, per gli adepti al culto anche l’universo diventa automaticamente una realtà atemporale dove passato, presente e futuro coincidono e dove il tempo si trasforma in una variabile come le altre, una sorta di spazio che possiamo percorrere in tutte le direzioni. Ecco, per tornare al senso comune basta liberarsi da questo culto estetico e sfatare un incanto seducente ma fuorviante.
Risultati immagini per relatività speciale

sabato 11 marzo 2017

Einstein contro il libero arbitrio

La teoria della relatività ristretta è una confutazione del libero arbitrio?
Sembrerebbe di sì.
Certo che se fosse così le probabilità che sia sbagliata crescerebbero non di poco.
Sarebbe un bel guaio, già è periclitante il paradigma interpretativo della meccanica quantistica…
Vale forse la pena di approfondire.
***
Per la teoria della relatività, tutto è relativo. Ok? ;-)
Forse andrebbe aggiunto qualcosa per capire in che senso “tutto è relativo”.
Se viaggio a 100 km orari e tu mi sorpassi a 120 km orari, io vedo passare alla mia sinistra un’ auto che procede a 20 km orari.
Ma attenzione, tutto è relativo! Un terzo osservatore posto in un altro sistema inerziale (altra dimensione, altro pianeta, altro spazio Mikowski/Einstein) potrebbe considerare la mia auto ferma e la tua in movimento a 20 km orari.
Chi ha ragione, noi o il terzo osservatore? Nessuno, trattasi di convenzioni, una vale l’altra.
Casomai è importante poter coordinare tra loro le varie dimensioni e la cosa è abbastanza semplice, basta la fisica classica per fare le dovute trasformazioni, non ci vuole Einstein.
***
Adesso però facciamo un caso simile ma più interessante.
Prendiamo un pistolero e mettiamolo in mezzo ad una stanza, poi chiediamogli di sparare contemporaneamente a nord e a sud. Lui lo fa e, naturalmente, le pallottole attingono alle pareti opposte nello stesso istante (il pistolero era al centro e le due pistole che usa sono identiche!). Fin qui tutto regolare.
Adesso facciamo in modo che la stanza possa viaggiare nello spazio. Anzi, poniamo che la stanza sia in realtà un vagone in movimento. Rifacciamo lo stesso esperimento, questa volta le due pareti anziché essere a nord e a sud sono davanti e di dietro.
Il pistolero spara e constata che si ripete quel che accadeva prima: le due pallottole colpiscono le pareti nello stesso istante. La cosa non sorprende, del resto anche la stanza precedente in realtà viaggiava a tutta velocità poiché era posta su un corpo (il pianeta terra) che viaggia a velocità pazzesche.
Ma cambiamo punto di vista, adottiamo quello dell’omino che sta sulla pensilina della stazione ferroviaria e vede passare il vagone in movimento dove accade quanto appena detto. Per costui la pallottola che parte diretta dietro viaggia verso una parete che le viene incontro. Al contrario, l’ altra pallottola viaggia verso una parete che tende a sfuggire. E’ normale che le due pallottole raggiungano l’obbiettivo in tempi diversi. Eppure, le cose non possono stare in questi termini poiché abbiamo visto che le pallottole di fatto toccano le pareti nello stesso momento. Due osservatori oggettivi come il pistolero e l’omino della pensilina non possono vedere due realtà diverse.
Come coordinare i due sistemi inerziali (vagone e pensilina) per non cadere in contraddizione? Si potrebbe operare sulle velocità dei corpi trasformandole. Le velocità percepite dalla pensilina vengono opportunamente differenziate affinché il tocco delle pareti risulti simultaneo ad entrambi gli osservatori. La pallottola destinata alla parete davanti va di fatto più veloce per chi osserva dalla pensilina. Ok?
Ora si puo’ convertire la realtà del “sistema vagone” nella realtà del “sistema pensilina” e viceversa, il tutto senza cadere in contraddizione. Anche qui l’operazione è abbastanza semplice, non serve Einstein, basta la fisica classica.
Ma che succede se anziché sparare delle pallottole “sparassimo” (proiettassimo) dei raggi luminosi?
La luce ha una particolarità: viaggia nello spazio a velocità costante (non proprio tutto è relativo) ma soprattutto non esistono corpi in grado di viaggiare a velocità maggiore. La cosa è stata dimostrata a suo con l’esperimento di Michelson e Morley, e noi la prendiamo per buona.
Ora,  per coordinare i differenti sistemi inerziali abbiamo appena visto che dobbiamo agire sulle velocità dei corpi aumentandole e diminuendole. Senonché la velocità dei corpi luminosi abbiamo detto che è costante: non puo’ né essere aumentata né essere diminuita. Siamo nei guai.
Per fortuna arriva Einstein e ci salva: se non possiamo toccare la velocità dei corpi luminosi possiamo però toccare il tempo in cui sono immersi. Questa grandezza, finora, è stata mantenuta costante.
La pallottola (luminosa) sparata dietro si immerge in una dimensione temporale rallentata cosicché tocca esattamente insieme a quella sparata davanti.
Per la pallottola sparata dietro il tempo scorre più lentamente. La pallottola sparata dietro “invecchia” meno rispetto a quella sparata davanti. E’ da questa bizzarra condizione che escono paradossi come quello dei gemelli che invecchiano a velocità differenti.
Il tempo dunque rallenta o accelera a seconda del sistema inerziale dove ci collochiamo. Con questo fatto si puo’ giocare. Lo hanno fatto in modo particolarmente creativo i filosofi Puntnam, Penrose e Reitdijk affermando che qualsiasi evento puo’ essere osservato nel futuro, nel presente e nel passato.
La cosa ha mandato in sollucchero i filosofi più misticheggianti. Per molti era stata finalmente smascherata “anche dalla scienza moderna” l’illusorietà del tempo che scorre. Ricordo l’esaltazione del parmenideo Emanuele Severino: “ora sappiamo che il tempo è immobile, lo dice anche Einstein”.
Concentriamoci ora sul fatto che ogni evento puo’ essere osservato in una dimensione passata. La cosa è particolarmente rilevante poiché il passato è sempre determinato!
Se una cosa è andata in un certo modo non potrà mai andare in un altro. Se tutto è passato, tutto è determinato. Se tutto è determinato, il libero arbitrio non esiste.
Esempio: esiste sempre un osservatore per cui la storia del pianeta terra – e quindi di tutti noi - appartiene al passato. Costui sa dunque esattamente cosa è successo, nulla per lui è motivo di sorpresa.
Ebbene, Se cio’ che detiene costui è un sapere oggettivo – e lo è! – allora la storia del pianeta terra puo’ dirsi “oggettivamente determinata”.
***
A questo punto, per i difensori del libero arbitrio, le alternative sono due: o la teoria della relatività è sbagliata o c’ è qualcosa che non va nel giochetto di Putnam, Penrose e Reitdijk.
Arthur Prior optò per la prima via ma non ebbe molto successo, ben pochi lo seguirono. La teoria di Einstein spiega troppo bene troppe cose, rinunciarvi risulta di conseguenza troppo costoso.
D’altra parte il giochetto Putnam/Penrose/Reitdijk, una volta accettata la teoria della relatività ristretta, è talmente elementare che non si capisce bene da che parte aggredirlo.
***
Il filosofo Howard Stein optò per la seconda, secondo me con un certo successo.
Il lavoro che accoglie le sue riflessioni è “On relativity theory and opennes of the future”.
Stein cerca di dimostrare l’esistenza del “divenire” in modo da renderla compatibile con la teoria della relatività ristretta.
La dimostrazione s' impernia su un fatto preciso: l' osservatore oggettivo che vede l' oggi come "passato" non puo' comunque incidere su di esso in alcun modo. Nella dimostrazione di Stein diviene centrale il concetto di causalità, incorporato nel concetto di "cono di luce". Il “cono di luce” racchiude tutti gli eventi che possono potenzialmente condizionare o causare l' evento in questione ( sito al vertice del cono) . Il procedere del CONO nello spazio tempo è "il divenire" nello spazio M/E.
Determinato e prevedibile non sono sinonimi, è questa la diseguaglianza da tenere bene a mente.
L’osservatore per cui la storia del pianeta terra appartiene al passato è naturalmente in grado di “prevederla” per filo e per segno poiché la legge come su un libro, ma non è in grado di incidere in alcun modo su di essa. In questo senso la storia non puo’ dirsi determinata da fattori diversi dal libero arbitrio dei protagonisti. L’osservatore ha una mera conoscenza dei fatti che accadono ma non delle cause che li determinano.
Noi tutti cogliamo la differenza tra prevedibilità e determinismo: io posso prevedere con una certa certezza che nella prossima ora non mi amputerò volontariamente il braccio destro. Eppure, se non lo faccio, è perché scelgo liberamente di non farlo. Se lo avessi voluto fare l’avrei fatto. Ecco un chiaro esempio di evento prevedibile ma non determinato.
Certo, il caso Puntnam/Penrose/Reitdijk è un caso estremo: se la mancata amputazione volontaria del mio braccio destro da qui ad un ora è un evento probabilissimo (99.99%), ogni evento passato è qualcosa che va ancora oltre, è un fatto certo. Tuttavia, cio’ non toglie che la medesima logica applicabile al fatto probabilissimo non possa essere applicata al caso certo degli eventi passati.
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lunedì 20 gennaio 2014

Tempo e relatività

La teoria della relatività ristretta sembra implicare forme di determinismo che l' argomento Putnam/Penrose/Reitdijk mette in evidenza chiaramente.

Argomento P/P/R: scelto un qualsiasi punto nello spazio tempo Einstein/Mikoski, è sempre possibile selezionare un osservatore oggettivo per il quale quel punto è sito nel passato. In quanto "passato" è determinato. Quindi tutto è determinato (e il free will non esiste).

In altri termini: qualsiasi punto nello spazio E/M appartiene al presente, al futuro e al passato di tre osservatori oggettivi opportunamente scelti. Cosa significa questo? Per molti significa che la teoria, per come è formalizzata, non dà conto del divenire e il mondo ci appare come una foresta pietrificata. Per altri sorge la necessità di procedere altrimenti.

La confutazione migliore di questa visione standard viene dal filosofo Howard Stein: anche in uno spazio Mikowski/Einstein esiste il "divenire" (funzione del divenire). Esiste quindi cio' che negano Penrose et al. per poter giungere alle conclusioni di cui sopra. La dimostrazione s' impernia su un fatto preciso: l' osservatore oggettivo che vede l' oggi come "passato" non puo' comunque incidere su di esso in alcun modo. Nella dimostrazione di Stein diviene centrale il concetto di causalità, incorporato nel concetto di "cono di luce". 

CONO DI LUCE: racchiude tutti gli eventi che possono potenzialmente condizionare o causare l' evento in questione ( sito al vertice del cono) . Il procedere del CONO nello spazio tempo è "il divenire" nello spazio M/E.

 A questo punto viene spontanea la domanda: determinato e prevedibile sono sinonimi? Evidentemente no, il primo attributo non implica il secondo ma nemmeno il secondo implica il primo. Il prevedere non ci dice nulla sulle cause degli eventi che, quindi, possono includere anche il free will. Per escludere il free will dobbiamo avere una spiegazione degli eventi in termini di cause e nn una semplice prevedibilitá degli stessi. Inoltre, poiché nel caso di Penrose la prevedibilità si realizza sempre al di fuori del CONO DI LUCE senza possibilità di interferire con gli eventi, la cosa rinforza l' idea che siamo di fronte a mera conoscenza dei fatti a prescindere dalle cause che li determinano. Un evento individuato nello spazio tempo, x es. una luce che si accende, ha un numero limitato di eventi che possono causarlo (sono gli eventi racchiusi nel cono di luce che si diparte dalle coordinate spaziotemporali di quell' evento). Stein punta sull' interazione causale tra eventi anzichè sulla semplici coordinate spazio tempo: diventa così rilevante il fatto che chi "viaggia" nel futuro vi resta imprigionato senza + poter incidere sul passato. Io posso prevedere xfettamente il 2014 ma la mia previsione dipenderà comunque dagli eventi che causano ciò che predico. E, inutile dirlo, tra questi eventi c' è il free will dei protagonisti. Questo x' il predittore predice disinteressandosi della cause. In altri termini: se il free will avesse voluto diversamente il predittore avrebbe previsto diversamente.

Bibliografia: Howard Stein: On relativity theory and opennes of the future

Voce SEP (Stanford Encyclopedia of Philosophy): Being and becoming on modern physics

https://www.google.it/search?q=Howard+Stein%3A+On+relativity+theory+and+opennes+of+the+future&oq=HOWARD+STEIN&aqs=chrome.0.69i59j69i57j69i59j0l3.5177j0j7&sourceid=chrome&espv=210&es_sm=122&ie=UTF-8

venerdì 23 novembre 2012

La meccanica quantistica è sbagliata (e la relatività, pure)

Chiunque non resti sconcertato di fronte alla meccanica quantistica significa che non l' ha capita
Nils Bohr
In vita mia non penso di aver mai incontrato qualcuno che abbia compreso la meccanica quantistica
Richard Feynman

Puo' darsi che tanto scetticismo sia dovuto al fatto che una teoria del genere è molto più facile da capire considerandola "sbagliata". Di solito invece ci si approccia ad essa credendola corretta e questo moltiplica le trappole. Eppure Einstein, nel respingerla, diede una chiara illustrazione di quale colabrodo fosse.
meccanica

Prendiamo i fotoni Giovanni e Giacomo.

Giovanni e Giuseppe confabulano fittamente in una stanza, ma cosa si diranno? A un certo punto escono prendendo direzioni opposte finché ciascuno dei due si trova di fronte a una porta socchiusa. A questo punto, a seconda di come gira, potranno impartire due ordini: 1. "apriti Sesamo" o 2. "chiuditi Sesamo", la porta (Sesamo) eseguirà. Fine della storiella.

Eseguita questa piccola azione, i due tornano nella stanza per consultarsi e tessere altre misteriose strategie, dopodiché escono di nuovo, di nuovo incontrano una porta e di nuovo impartiscono il loro ordine all' apparenza casuale per poi rientrare nella stanza e ricominciare tutto daccapo ripetendo la sequenza infinite volte.

Ah, dimenticavo: il colore della porta che incontrano varia, puo' essere bianco, rosso o nero ma una cosa deve essere chiara, non puo' essere conosciuto in partenza e nemmeno si puo' dire in partenza se i due incontreranno porte del medesimo colore, puo' capitare, ma non è detto. La cosa è importante perché una volta fuori dalla stanza, forse non l' ho precisato, Giovanni e Giuseppe non hanno più alcun modo di comunicare tra loro.

Giovanni e Giuseppe giocano il loro gioco in continuazione sotto l' occhio vigile di molti osservatori incuriositi, costoro via via che le cose si ripetono, notano una regolarità: ogni volta che Giovanni e Giuseppe incontrano una porta dello stesso colore impartiscono il medesimo ordine. Senonché non è possibile stabilire a priori quale ordine sia: nel 50% dei casi è "apriti Sesamo", nel restante 50% è "chiuditi Sesamo", l' unica cosa che sappiamo per certo è che l' ordine sarà sicuramente il medesimo. (*).

A questo punto gli osservatori vogliono capire cosa si dicono Giovanni e Giuseppe di tanto interessante quando sono nella stanza. Cosa consente di sincronizzare in questo modo le loro azioni una volta fuori e scollegati?

Fioccano le ipotesi più strampalate, finché un gruppetto di Copenhagen vuole dire la sua. Sembra un intervento irrilevante ma lo segnalo perché di lì a poco, sembra incredibile, diverrà la versione standard di quanto accade. Secondo i ragazzi di Copenhagen, Giovanni e Giuseppe nella stanza concordano semplicemente di dare "lo stesso" ordine una volta di fronte alla porta, poniamo, di colore bianco. Solo che evitano di stabilire a priori quale sia l' ordine. Lo stabiliranno in seguito, quando si troveranno effettivamente faccia a faccia con la porta bianca e lo faranno tirando una monetina. Fine della spiegazione.

Vi sembra una strategia in grado di produrre i comportamenti osservati? Secondo Einstein è una spiegazione del cavolo. Mia nonna avrebbe usato espressioni ancor più colorite. Una parte dei ragazzi di Copenhagen si giustificò dicendo che la loro spiegazione non sta in piedi per il semplice fatto che non vuole affatto essere una spiegazione, ha altri scopi. Un' altra parte  disse che, sì, ok, la spiegazione fornita è illogica ma in fondo basta cambiare le leggi della logica per raddrizzare le mura a  un edificio così sbilenco. Tanto per iniziare dovremmo convincerci di abitare in un mondo in cui esistono oggetti che possono essere "o bianchi o neri" senza essere "né bianchi né neri".
meccanic

Chi ha seguito con un minimo di attenzione avrà capito che Einstein sembra proprio uscirne come vincitore morale. D' altronde, l' esperimento con Giovanni e Giuseppe fu ripetuto più volte e i dati confermati, su questo è difficile trovare osservatori dissenzienti. E poi non parliamo di uno qualunque ma di un tale che, in altri contesti, è stato sempre in grado di decriptare alla perfezione le strategie più cervellotiche messe in campo da tipi come Giovanni e Giuseppe. Un vero campione, la sua teoria della relatività è un traduttore universale, anche se nel caso specifico sembrava incepparsi. Poco male, pensava il tedesco, probabilmente operano variabili nascoste che prima o poi verranno alla luce svelando la strategia misteriosa, basta che non mi si venga a dire che non esiste una strategia-spiegazione della faccenda.

A questo punto, colpo di scena: entra in campo il Signor John Stuart Bell che, con il suo teorema, dimostra l' inesistenza di una strategia attraverso la quale Giovanni e Giuseppe possano mai sincronizzare i loro comportamenti al fine di modularli su quelli osservati. Quel che si dicono è destinato a restare misterioso, e comunque non sono affatto intenti a tessere strategie. Einstein, di fronte a una dimostrazione tanto peritosa, si rassegna: anche la sua teoria della relatività è sbagliata. Tra due teorie sbagliate non ci resta che il pragmatismo: pescare di volta in volta quanto c' è utile sul momento.

(*) non si tratta dell' unica regolarità; se, per esempio, uno incappa in una porta nera e l' altro in una porta bianca, la probabilità di impartire lo stesso ordine scende, ma scende con precisione chirurgica da 100% a 75% (e non 76%!). Mi ritengo esonerato dall' esplorare ulteriori combinazioni che pure esistono.
Qui altre lavagne famose.