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Il Principio di Indeterminazione (spiegato con Gualtiero, Scarlett e una mongolfiera) - CURIUSS — Transcript

by CURIUSS · 4,806 words · 788 segments · language en · Watch on YouTube

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0:00nel 1932 il premio Nobel viene assegnato
0:03a un ragazzo di 31 anni la motivazione è
0:06per Cito la creazione della meccanica
0:10quantistica
0:13una roba così proprio
0:16è un po' esagerata ma da un certo punto
0:19di vista come Vedremo tra poco neanche
0:22più di tanto il ragazzo in questione ha
0:24un nome destinato a rimanere nella
0:26storia soprattutto in quanto collegato a
0:29un principio e questo principio è
0:32chiamato in vari modi lui stesso ha
0:34cambiato più volte la denominazione in
0:36italiano è prevalentemente conosciuto
0:38come Principio di indeterminazione si
0:41può trovarlo anche come principio di
0:44incertezza specie in Francia
0:50è una delle relazioni perché tra l'altro
0:53a voler ben vedere Non è un principio è
0:55una relazione fare Andiamo al sodo
0:58dicevo è una delle relazioni più citate
1:00della fisica di fatto è una disequazione
1:04Allora quando una roba uguale a un'altra
1:07roba quella è una equazione cioè trovate
1:09una roba maggiore minore maggiore uguale
1:11minore uguale un'altra cosa
1:13disequazione maggiore minore
1:17pace parleremo ovviamente anche noi di
1:20questa formula ma per cercare di capire
1:22meglio Proviamo a passare per la storia
1:24che ha portato qui perché queste
1:26disequazione non è uscita dal cilindro e
1:29credo utile e spero interessante andare
1:32a vedere come ci sei arrivati non
1:33facciamo la dimostrazione matematica ma
1:35proveremo a vedere i passaggi logici e i
1:38concetti fisici che conducono a questa
1:40sintetica formulazione che lo Anticipo
1:42subito non è una cosa banale queste
1:44quattro lettere in croce hanno cambiato
1:47completamente la visione del mondo dire
1:50che è stata una rivoluzione È riduttivo
1:52è una cosa
1:54pazzesca
1:57volete mi sembrava Dunque giusto provare
1:59a percorrere una strada un po' diversa
2:02Sperando sia anche efficace però questo
2:05me lo direte voi nei commenti Basta un
2:07no al limite io capisco cioè non
2:11infierite che io e Gualtiero ci abbiamo
2:15la nostra sensibilità
2:17è arrivato il momento di cominciare
2:19questo viaggio si parte
2:25siamo negli anni Venti agli albori della
2:27quantistica si vaga a tentoni c'è un
2:30gruppo di personaggi che diverranno
2:31famosi e che incontreremo In questa
2:33breve storia noi ci soffermiamo in
2:34particolare su uno il più giovane di
2:36tutti si chiama Werner Car Heisenberg è
2:40un genio ma non conosce le matrici sarà
2:44colui che per primo avrà uno sguardo
2:45completamente diverso sulla questione
2:48atomo per capire cosa fa Heisenberg di
2:51originale Bisogna capire cosa si faceva
2:54fino ad allora se sappiamo calcolare
2:56posizione e velocità di un oggetto
2:58essendo un oggetto fatto di atomi e
3:01dunque di particelle dovrebbe essere la
3:04stessa cosa anche per le particelle
3:06così Si pensava si provò a fare dei
3:09modelli in particolare niles
3:11fisico Danese ne fece uno che pareva
3:13funzionare funzionare significa che
3:16azzeccava le previsioni le formule di
3:18Bora prevedevano bene la frequenza della
3:20luce emessa dagli elementi Scaldati e il
3:22colore anche se non riusciva a prevedere
3:24l'intensità però si doveva assumere
3:27tutta una serie di condizioni piuttosto
3:29inusuali tipo che gli elettroni
3:31orbitassero attorno al nucleo a certe
3:33distanze ben precise e su determinate
3:35orbite concerti energie ben definite e
3:38saltassero in maniera abbastanza magica
3:40da un orbita all'altra quindi si usavano
3:42certe posizioni la quantità di moto
3:44delle particelle l'energia e si
3:46impastava il modello con tutte queste
3:48grandezze fisiche utilizzando le formule
3:50della Meccanica e si ottenevano dei
3:51risultati la quantità di moto è Ne avevo
3:55già parlato in un altro video non
3:56ricordo più quale Eh non posso mettere
3:57il link disastro tecnica posso
3:59riguardarli tutti Vabbè facendola breve
4:01la quantità di moto è qualcosa che tiene
4:03conto della massa e della velocità degli
4:06altri soggetti Cioè se io vengo
4:07investito da un camion a 40 chilometri
4:10all'ora e vengo investito da Gualtiero
4:1240 km all'ora c'è una bella differenza
4:14Ok il camion Mi fa male perché ha più
4:17massa rispetto a quel tiro Però anche
4:20vero che se io vengo investito a 10
4:22chilometri all'ora da un camion qualche
4:25maniera magari riesco a cavarmela Ma se
4:27vengo investito a 400 chilometri all'ora
4:29da Gualtiero non me la cavo neanche lui
4:33perché è veloce quindi c'è la velocità e
4:36la massa tutte e due le cose quindi si è
4:38deciso a un certo punto di chiamare il
4:39prodotto ma saper velocità quantità di
4:42moto la ragione perché si era visto che
4:44in un sistema chiuso la quantità di moto
4:45si conserva e i fisici quando vedono una
4:48grandezza che si conserva si agitano
4:49subito gli danno subito un nome quantità
4:51di moto passa per velocità quantità di
4:54moto rende l'idea non solo del moto ma
4:57quanto modo arrivano massa e velocità
5:00quantità di moto sta storia della
5:03quantità di moto l'ho detta perché mi
5:04torna nel discorso non è che mi hai
5:06parlato andiamo avanti Ok torniamo allo
5:08schema di Bohr Qual era la forza che
5:12guidava l'elettrone ha un comportamento
5:14così Bizzarro L'idea geniale di
5:16Heisenberg sta nel cambiare
5:18completamente
5:19prospettiva nel mettere in discussione
5:21ciò che sembra ovvio la sua non è
5:25un'idea che viene dal nulla Era un
5:27pensiero che era già emerso in altri
5:29contesti Ma che applicato come farà lui
5:33non ci aveva pensato Heisenberg dice
5:35occupiamoci solo di ciò che possiamo
5:38osservare non cerchiamo nuove leggi del
5:41moto che giustifichino le orbite o i
5:43salti di elettroni del modello di Bohr
5:45teniamo le leggi del moto che già
5:47conosciamo il senso è gli altri fanno un
5:50modello e controllano se restituisce una
5:52previsione corretta di ciò che si
5:54osserva Heisenberg prende ciò che si
5:56vede e cerca di risalire da lì a tutte
5:59le altre grandezze fisiche è una scalata
6:02folle uno scrittore propose un
6:04divertente paragone per Rendere l'idea
6:06delle difficoltà disse e come dedurre
6:08tutte le regole del torneo di Wimbledon
6:10solo potendo vedere le palline che
6:13vengono lanciate fuori dallo stadio per
6:15Heisenberg non ha senso dire L'atomo è
6:17fatto così io così qualcuno lo ha mai
6:20visto sto atomo Qualcuno ha mai visto
6:21una particella no E allora è inutile
6:24cercare di dargli una forma delle orbite
6:27o delle posizioni occupiamoci solo di
6:29ciò che vediamo il problema è che le
6:32cose osservate erano sostanzialmente
6:35radiazioni emesse o assorbite tagliatomi
6:38quindi si aveva per le mani delle
6:41intensità e delle frequenze In sostanza
6:43delle cose che potevano essere trattate
6:46come degli oscillatori E infatti
6:47Heisenberg quando andrà in crisi coi
6:49calcoli proverà a semplificare cercando
6:51di lavorare con dei pendoli il passaggio
6:54era Dunque questo usare le cose
6:56osservate come grandezze fondamentali da
6:59lì applicare le leggi della Meccanica
7:00che conoscevamo e poi velocità posizione
7:04traiettorie energia quantità di moto e
7:06tutto il resto sarebbero state dedotte
7:08il problema era come trattare queste
7:10grandezze Per poi poter applicare le
7:12leggi della Meccanica Heisenberg si
7:14inventa un metodo tutto suo costruisce
7:16delle tabelle ficca i dati nelle tabelle
7:19e poi deve capire come usarle ci mette
7:22un po' si rifugia su un'isola helgoland
7:25lì riesce a trovare la serenità per
7:27portare a compimento il suo percorso e i
7:30calcoli tornano quando si dice così
7:31significa che fisicamente Ovviamente i
7:34risultati ottenuti hanno un senso una
7:36loro coerenza un esempio l'energia deve
7:39conservarsi se alla fine di tutti i miei
7:42conti calcolo l'energia e questa si
7:44conserva bene se non si conserva posso
7:46buttar via tutto Ecco non è che se si
7:48conserva Allora vuol dire che è giusto
7:49però è un buon segno alla fine di tutti
7:53i calcoli di Heisenberg l'energia si
7:55conserva è un modo tutto nuovo
7:56particolarissimo di trattare la
7:58questione L'approccio con queste tabelle
8:00è totalmente originale ma in sé non è
8:03questo a far venire i brividi ad
8:05Heisenberg che nella sua biografia
8:07ricordando quei giorni dirà avevo capito
8:10che qualcosa era successo e qualcosa era
8:14successo andiamo un minimo nel dettaglio
8:16per poter percepire anche noi questo
8:18brivido alla schiena e la sensazione di
8:20essere di fronte a qualcosa di
8:22totalmente nuovo e maledettamente
8:24intrigante
8:25[Musica]
8:28la meccanica quantistica prevede che
8:31l'energia non possa assumere valori
8:32qualsiasi ma solo valori quantizzati In
8:35sostanza sono multipli di un certo
8:37valore piccolissimo ma comunque c'è quel
8:40valore questo lavoro di diciamo
8:41quantizzazione dell'energia nei calcoli
8:44di solito bisognava potremmo dire
8:46imporlo nel senso che durante la
8:49procedura a un certo punto arrivava un
8:51momento in cui si diceva quantizziamo
8:52ossia Sì somministrava all'interno del
8:55sistema questa cosa la si applicava
8:57Altrimenti se non si faceva poi non
9:00funzionava più la cosa clamorosa del
9:02calcolo di Heisenberg è che lui non fa
9:04questo passaggio ma alla fine quando
9:07ricava l'energia trova che è quantizzata
9:10Spero sia chiaro quanto questa cosa
9:13possa averlo emozionato c'ho la pelle
9:15d'oca io a parlare in sostanza il suo
9:17sistema si quantizzava da solo Era come
9:20se avesse trovato una strada più vera
9:21tirava l'aria di impresa le posizioni le
9:24velocità e tutte le altre grandezze però
9:26erano sempre formate da ste benedette
9:28tabelle la cosa era strana usando le
9:31tabelle Era come se si descrivesse la
9:33presenza fisica di un elettrone non più
9:35dando un'indicazione specifica del punto
9:38in cui si trovava ma attraverso una
9:40combinazione di cose che avrebbe potuto
9:42fare in quel calcolo c'era Inoltre una
9:45cosa che più di tutte lasciava
9:46Heisenberg perplesso era minuscola
9:49apparentemente rispetto a quella
9:50montagna di calcoli ma nascondeva il
9:53senso di tutto il procedimento
9:55[Musica]
9:59torniamo alle tabelle e chiamiamole con
10:02il loro nome matrici su Heisenberg
10:05abbiamo detto solo due cose ricordate
10:07una è che non conosce le matrici ma non
10:10è un problema perché l'altra è che è un
10:13genio Heisenberg era uno studente che
10:15aveva bruciato le tappe a poco più di 20
10:17anni collabora già col prestigioso
10:19gruppo di ricerca di cottinga capitanato
10:21da Max Bourne soggiorno a lungo
10:23all'istituto di Nietzsche bora a
10:24Copenaghen giovanissimo è già a contatto
10:26con i mostri sacri della fisica più
10:28d'avanguardia dell'epoca si potrebbe
10:30pensare che magari facendo tutto così
10:32velocemente qualcosa si è perso Tipo il
10:36calcolo matriciale ma all'epoca non
10:38conoscere il calcolo matriciale non è
10:41una cosa strana pochi in ambito fisico
10:44ne avevano sentito parlare Heisenberg
10:46dunque non sa che c'è già una teoria
10:49matematica che spiega come si lavora con
10:52le matrici E così si inventa lui le
10:54regole per moltiplicarle insomma le
10:56dividere per lavorarci Insomma un se uno
10:58non conoscesse la geometria e disegnasse
11:01un cerchio che ricavasse tutte le
11:03proprietà geometriche del cerchio così
11:07senza sapere che c'è la geometria
11:09da solo in tutto ciò per noi il Focus è
11:12sul prodotto di matrici se io moltiplico
11:157 per 3 fa 21 se moltiplico 3 per 7 fa
11:19sempre 21 quindi se prendo due numeri a
11:22e b e faccio a per B meno B per a questo
11:24farà sempre 0
11:25Heisenberg si accorge che se moltiplica
11:28Supponiamo alla matrice a per B non
11:30sempre ottiene lo stesso valore di
11:33quando Moltiplica B per qualche strana
11:35ragione l'ordine conta non succede con
11:38tutte le matrici solo con alcune in
11:40realtà non c'era nulla di strano le
11:42matrici fanno questo scherzo in
11:45Matematica gli elementi che si
11:46comportano così hanno un nome si
11:49chiamano non commutativi nel senso che
11:52non commutano conmutano
11:58la stessa roba La cosa curiosa che
12:01emergeva dal calcolo di Heisenberg era
12:03che quando prendeva Ad esempio la
12:05matrice che avrebbe dovuto rappresentare
12:06la posizione p e la moltiplicava quella
12:09che rappresentava la quantità di moto Q
12:11otteneva un valore Se invece
12:14moltiplicava cuper P otteneva un valore
12:16diverso l'equazione che saltava fuori
12:19era questa Heisenberg non ha ben chiaro
12:22perché succeda sta cosa sa solo che se
12:25vuole che tutto torni è obbligato a
12:27usare una nuova equazione oltre a quelle
12:29della fisica classica questa non era mai
12:32stata utilizzata questa prima non
12:35esisteva Qui c'è la base da cui
12:38scaturisce il Principio di
12:39indeterminazione è scritto in una forma
12:41diversa ma la radice è qui dentro c'era
12:44Però un modo di scrivere tutto ciò in
12:46termini meno oscuri qualcuno nel
12:48frattempo c'era già riuscito
12:51[Musica]
12:54dicevamo che Heisenberg lavora con Max
12:57Born E pertanto lo evince su cosa ha
13:01trovato Born e il suo assistente
13:03Pasquale Jordan anche lui giovanissimo
13:05un anno in meno di Heisenberg Non avevi
13:08detto che Heisenberg era il più giovane
13:09e invece no vabbè non era il gioco Born
13:13e Jordan sono abili nelle trattazioni
13:15matematiche e si mettono al lavoro per
13:17cercare di dare una forma più
13:18comprensibile a quell'idea che ritengono
13:20molto promettente alla fine di un duro
13:22lavoro collettivo producono una più
13:24completa ed esaustiva trattazione
13:26matematica che non a caso è detta Born
13:29Heisenberg ancora non c'è nulla di
13:32chiaro ma quello che sanno è che per ora
13:35lo hanno formalizzato meglio quello che
13:38forse sospettano è che si può fare
13:40ancora meglio quello che non sanno è che
13:43qualcuno meglio Lo ha già fatto
13:49Max Born si trova a Boston per delle
13:52conferenze quando una mattina gli viene
13:54recapitata una lettera la apre e dentro
13:57vi è una trattazione della teoria di
14:00Heisenberg con un approccio matematico
14:02completamente diverso senza la
14:04pesantezza di tutte le matrici e con
14:06un'eleganza formale straordinaria la
14:09nuova formulazione è stata compilata
14:11prima che lui è Jordan producessero la
14:14loro ma la firma in calce a questo
14:16trattato non gli dice nulla si tratta di
14:19un ragazzo poco più che ventenne il suo
14:21nome è Paul Dirac
14:26Se volete conoscere qualcosa su
14:28quest'uomo Bizzarro e geniale vi
14:30consiglio la nostra serie
14:31sull'antimateria
14:34Dirac dicevo di un anno più giovane di
14:36Heisenberg E allora eh vabbè Heisenberg
14:39non era proprio il più giovane però
14:40erano tutti lì dai Dirac usa un
14:42linguaggio matematico più astratto i
14:45valori dell'energia calcolata con le
14:46matrici sono esattamente quelli
14:48ipotizzati da Bora e in più anche
14:50l'intensità viene giusta con gli
14:52esperimenti il mondo scientifico è in
14:54subbuglio si fatica a capire come
14:55interpretare questi risultati Heisenberg
14:58partendo solo da dati osservabili riesce
15:01a ricavare Sì le varie grandezze
15:03classiche della Meccanica come posizione
15:06velocità e così via associate alle
15:09particelle ma trova questi strani
15:11effetti non commutativi Eppure il
15:14calcolo sembra giusto l'iraq Born e un
15:18altro grande fisico Wolfgang Paoli anche
15:21lui giovanissimo ma di un anno più
15:24vecchio di Heisenberg
15:27dicevo anche Pauli come borna e Dirac
15:31giungerà alle stesse conclusioni il
15:33sistema stava in piedi anche se nessuno
15:36capiva perché A proposito dell'età Non a
15:40caso quella fisica nuova che Stava
15:41nascendo venne chiamata la fisica dei
15:44ragazzi Interviene a questo punto un
15:46nuovo personaggio che non è più un
15:49ragazzo e durante quella che lui stesso
15:51definì una pulsione erotica tardiva si
15:53ritrova quarantenne con una delle sue
15:55diverse amanti sulle piste da sci gli
15:58viene un'idea è uno squarcio improvviso
16:00di limpidezza la sua nuova visione
16:02sembro per un momento rimettere le cose
16:05a posto
16:09per un attimo ci si illude che l'allarme
16:11rientri quando
16:13erwinger un fisico austriaco propose una
16:17nuova formulazione molto efficace ed
16:19elegante il succo è che tratta le
16:22particelle come onde ottiene gli stessi
16:25risultati ma da una via più ortodossa
16:28potremmo dire diverrà celebre la lettera
16:30greca con la quale Chiama l'onda
16:33associata alla particella sì da un punto
16:36di vista matematico Heisenberg e
16:38Schrodinger predicono gli stessi valori
16:40ma la trattazione di Schrodinger
16:42attraverso le onde utilizza la fisica
16:44classica e solo quella i fisici della
16:47vecchia scuola tirano un sospiro di
16:49sollievo ma Heisenberg detesta questo
16:52approccio in fondo se dagli esperimenti
16:54ogni volta che rileviamo un elettrone lo
16:57rileviamo in un solo punto Come può un
17:00elettrone essere un'onda diffusa nello
17:01spazio come dice Schrodinger l'approccio
17:04del fedifrago fisico austriaco in
17:07effetti è solo nebbia tanto fumo e poco
17:09arrosto per molti finché qualcuno non
17:12comincia ad accorgersi che invece
17:13potrebbe tornare buono Non si tratta di
17:16guardare la particella Come un'onda
17:18Certo perché non è così ma quest'onda
17:21questa sì forse non è da buttare è
17:25giusta ma significa qualcosa d'altro
17:30[Musica]
17:33la trattazione di showroodinger ha senso
17:37ma non quello che gli si dà all'inizio
17:39fu probabilmente per primo Max Born a
17:42mettere insieme l'approccio matriciale
17:44di Heisenberg e quello ondulatorio di
17:46Schrodinger capendo che l'equazione di
17:48showroodinger generava non un'onda
17:50classica ma qualcosa di completamente
17:53nuovo Born accoglie che nel caso
17:55dell'elettrone l'onda non doveva
17:57rappresentare una carica o una massa
18:00fisicamente diffusa ma piuttosto la
18:03probabilità di trovare un elettrone qui
18:06da da qualche parte la PSI non è
18:09un'entità reale ma è uno strumento di
18:12calcolo che ci dice la probabilità che
18:15qualcosa di reale avvenga Ma nonostante
18:18l'intuizione corretta di Born restava
18:21tutto ancora molto fumoso dobbiamo
18:23sempre tenere a mente che all'epoca
18:25Questi stanno lavorando al bordo dal
18:28conosciuto lo sconosciuto non è facile
18:30capire certe cose potremmo dire che in
18:33in questo momento della storia da un
18:35punto di vista matematico sul piatto c'è
18:37già tutto bisogna capire però cosa
18:40diavolo è da un punto di vista fisico
18:42Bisogna dargli un significato potremmo
18:45pretenziosamente dire che la meccanica
18:47quantistica la sua essenza è tutta qui
18:50in questa formula In sostanza sono
18:54variabili che non commutano Ma questa
18:57formula mancava ancora una cosa la
19:01comprensione Il grande problema sarà il
19:03linguaggio che trasporta inevitabilmente
19:06con sé i concetti queste persone
19:08parlavano tutti la lingua della fisica
19:10che noi chiamiamo classica Ma che per
19:13loro era semplicemente fisica e in
19:16quella lingua dovevano esprimersi
19:17Pensate se ci trovassimo di fronte a un
19:20oggetto nuovo o a un'azione mai vista e
19:22non abbiamo il nome perché nella nostra
19:24lingua quella cosa lì non c'è nessuno
19:26l'ha mai espressa Il punto è che la
19:29mancanza di termini non provoca solo una
19:32difficoltà a spiegare ma proprio a
19:35capire perché la mancanza di Termini
19:37porta con sé l'assenza di concetti Born
19:41quasi a giustificare quella difficoltà
19:43disse eravamo abituati a fare
19:45considerazioni di carattere statistico e
19:47spostarle a un livello più profondo non
19:50ci pareva molto importante il Principio
19:52di indeterminazione obbligherà tutti ad
19:55andare a fondo a questa storia della
19:58probabilità Perché a un certo punto si
20:00capì che quella era l'unica storia in
20:03cui si doveva indagare anche se sarebbe
20:05meglio dire precipitare perché una volta
20:08entrati lì non si tornava più indietro
20:10io vi ho avvisato Preparatevi al baratro
20:14spalle
20:19Gualtiero e Scarlett Johansson hanno a
20:22disposizione una mongolfiera Gualtiero è
20:25interessato a trovare Crocchette o anche
20:27erba gatta a Scarlett piace il paesaggio
20:29dall'alto Gualtiero vuole Dunque che la
20:31Mongolfiera voli rasente al terreno
20:34perché così avrà una migliore visione
20:37del particolare ma Scarlett si lamenta
20:40da lì non riesce bene a vedere il
20:41paesaggio le manca una visione più
20:43globale fa alzare la Mongolfiera e
20:45finalmente allontanandosi dal suolo vede
20:48bene il panorama man mano sale avete
20:50sempre meglio vede i monti la linea del
20:52fiume tutte cose che prima non poteva
20:54scorgere ma Gualtiero non è d'accordo
20:56lui da lì in cima alle crocchette non
20:58riesce a vederle Attenzione Non è che
21:00Gualtiero non possa vedere le crocchette
21:03e Scarlett non possa vedere un ampio
21:05panorama dall'alto È solo che stando
21:08sulla mongolfiera non possono vederlo
21:10contemporaneamente e inoltre il
21:12particolare che si osserva prima da
21:14vicino non sarà più lo stesso quando poi
21:16io lo osservo dall'alto è passato del
21:18tempo stesso tempo che la Mongolfiera Ha
21:21impiegato per alzarsi e nel frattempo la
21:23sotto qualcosa sarà mutato magari un
21:25colpo di vento ha portato via la
21:27crocchetta Quindi quando Scarlett può
21:29finalmente godersi il panorama non è
21:31detto che la crocchetta che Gualtiero
21:33aveva visto in quel punto sia ancora lì
21:34e idem all'inverso quando si scende
21:36verso la crocchetta il panorama visto da
21:39Scarlett non sarà più lo stesso sarà
21:41mutato la passa una macchina
21:42quell'albero si inclina col vento
21:44l'acqua del fiume non è la stessa Quindi
21:46se so dove la crocchetta in quel momento
21:48non ho informazioni sul Panorama e
21:51viceversa Questo esempio preso con le
21:54pinze perché è un esempio del mondo
21:55macroscopico può forse aiutare a capire
21:58cosa Cerca di dirci il principio di
22:00Heisenberg Ma la formula afferma che il
22:02prodotto Fra alcune grandezze di solito
22:05si usa posizione quantità di moto ma
22:07vale per esempio anche per energia e
22:09tempo il prodotto dicevo è maggiore o
22:11uguale alla costante di Planck fratto 2
22:13in realtà la costante di Planck sarebbe
22:16h tagliato rappresenta h fratto due pi
22:20greco paresse stato Heisenberg a
22:22prendere l'abitudine di fare la h
22:23tagliata che rappresentavacca fratto due
22:25pi greco siccome nel calcolo stocca
22:27fratto tutto Greco ricorreva spessissimo
22:29a un certo punto si era rotto di
22:30scrivere sempre h ha fatto due pi greco
22:31ci ha detto senti Sei una bella roba h
22:33fratto due pi greco fa accatagliato
22:37che è un numero piccolissimo ed è questo
22:40piccolissimo questa formula dice che
22:42l'incertezza nella posizione
22:44moltiplicata quella sulla quantità di
22:46moto non potrà mai essere inferiore alla
22:48costante di Planck ha tagliato fratto 2
22:52posizione e quantità di moto di una
22:54particella possono essere misurate con
22:56precisione Ma se decidiamo di misurarle
22:58nello stesso istante dobbiamo accettare
23:00questo limite se aumento la precisione
23:02sulla posizione perdo quella sulla
23:05quantità di moto e viceversa due
23:06disclaimer primo non è una questione di
23:09apparecchi di misurazione questa
23:11relazione vale anche con i più precisi
23:13apparecchi di misurazione che l'umanità
23:15potrà mai costruire secondo non è un
23:18limite della teoria che non ci permette
23:19di predire con esattezza posizione
23:21quantità di moto ricordate le tabelle se
23:23noi misuriamo prima la quantità di moto
23:25e poi la posizione non è la stessa cosa
23:27che misurare prima la posizione poi la
23:29quantità di moto esattamente come
23:30nell'esempio di quartiere Scarlett che
23:32trovate su tutti i peggiori libri di
23:34fisica di Caracas posizione e quantità
23:36di moto
23:37non commutano Lì dentro c'è qualcosa che
23:40ci dice che l'ordine conta In sostanza
23:44le matrici di Heisenberg funzionavano
23:46perché permettevano di tenere in conto
23:48l'ordine con cui le informazioni erano
23:50acquisite esprimendo le proprietà
23:52classiche dell'elettrone come un
23:54composto delle sue caratteristiche
23:56elettromagnetiche come abbiamo visto si
23:58finiva col descrivere la presenza fisica
24:00di un elettrone come una combinazione di
24:03possibili cose che avrebbe potuto fare
24:05il risultato della bizzarra idea di
24:07Heisenberg di costruire una teoria che
24:09descrive solo osservazioni e non quello
24:12che succede tra un'osservazione e
24:14l'altra si sposava così all'idea che la
24:17teoria quantistica predice solo la
24:19probabilità di osservare una cosa o
24:22un'altra L'ultimo è decisivo apporto
24:24Heisenberg lo diede rispondendo
24:26correttamente alla domanda Come trovare
24:29la chiave per vedere all'interno di
24:31questo sistema Qual è il modo per
24:32svelare il segreto della meccanica
24:34quantistica la risposta giusta c'era
24:37ma era al tempo stesso la più elementare
24:40e la più difficile da trovare
24:44[Musica]
24:48la risposta è Non si può non è possibile
24:51esprimere la quantistica in termini
24:54classici partendo da questa idea
24:56Heisenberg sviluppò il celebre
24:58esperimento dell'osservatore in cui
25:00spiega che se voglio identificare un
25:03elettrone lo devo illuminare Ma la luce
25:05interferirà sul moto dell'elettrone non
25:08permettendomi di rilevarlo nella sua
25:10posizione corretta e con la sua esatta
25:13quantità di moto Se per individuare
25:15meglio la posizione dell'elettrone uso
25:17un'onda con una frequenza molto alta
25:20perdo informazioni sulla quantità di
25:22moto con un'onda frequenza molto bassa
25:24determinano bene la quantità di moto ma
25:26diventa molto incerta la posizione
25:28dell'elettrone Insomma è il solito
25:30problema di Scarlett Gualtiero e la
25:32Mongolfiera non bisogna cadere
25:33nell'errore però di pensare che il
25:35problema sia L'Osservatore è una legge
25:37della natura questa di Heisenberg che
25:40nome dargli a un certo punto Si è optato
25:42per il verbo
25:43che non è quello che state pensando voi
25:46dopo quasi mezz'ora di video perché uno
25:48dice a un certo punto se continuiamo
25:49così sono bestimmen un bel tint
25:53significa indeterminato e sottolinea la
25:56profonda distinzione fra l'inesattezza
25:59dei dati sperimentali che sono una cosa
26:02e l'indeterminazione delle descrizioni
26:04matematiche che sono altro
26:06l'indeterminazione è contenuta nella
26:09formula e come abbiamo visto è scaturita
26:12dal procedimento che ha portato lì
26:14quello che è importante osservare è che
26:16Heisenberg cerca di dare una risposta
26:18pratica alla questione posta dal suo
26:21principio e per farlo utilizza una
26:23misurazione introduce un osservatore
26:26ossia un elemento esterno se voglio
26:28misurare qualcosa inevitabilmente dice
26:31lo altro evidenzia così un particolare
26:33che la sua formula nasconde tra le righe
26:36ossia fa cadere l'idea che gli oggetti
26:38siano costituiti da sostanze che hanno
26:42attributi ben definiti e Ci obbliga a
26:44pensare tutto in termini di relazioni
26:46Ciò fa capire perché anche i filosofi
26:49sono molto affascinati dal Principio di
26:51indeterminazione da questo concetto di
26:54relazioni si collega anche il discorso
26:56sul tempo se vi intriga il tema tempo
26:59qui trovate un'intera serie che
27:02sbizzarrirsi col passare degli anni si
27:04compresero meglio le implicazioni di
27:07questo principio che svelava di fatto
27:09una caratteristica della natura legata
27:12proprio al tempo un fondamentale scarto
27:15trapassato e futuro
27:22immaginiamo di avere un sistema chiuso e
27:24di conoscere perfettamente tutte le
27:26leggi della fisica proprio in ogni
27:28minimo dettaglio dalla condizione
27:29iniziale data saremo in grado di predire
27:32il futuro Questo perché ci sarebbe solo
27:35una strada possibile per il futuro se le
27:37particelle sono in questa configurazione
27:38Allora succederà per forza questo questo
27:41questo questo e si ritroveranno Dopo un
27:43tot di tempo esattamente in quest'altra
27:44configurazione e solo in questa un tempo
27:47si pensava fosse così nessuno sapeva le
27:50formule che regolano ogni minimo
27:52dettaglio del mondo che ci circonda e
27:55dunque nessuno era in grado di prevedere
27:57il futuro ma il punto non era questo il
28:00punto era poiché queste formule
28:02teoricamente esistevano voleva dire che
28:05il futuro in realtà era già scritto il
28:07mondo non avrebbe che potuto evolversi
28:10in un'unica direzione solo per lasciarvi
28:13uno spunto di riflessione su cui non mi
28:15ha dentro pensate al libero arbitrio i
28:18nostri pensieri in questa ipotesi
28:20sarebbero già scritti l'idea di destino
28:23poi sembra calzare a pennello il
28:26Principio di indeterminazione di
28:27Heisenberg per fortuna aggiungo ci dice
28:30che non è così la realtà non è
28:32deterministica e probabilistica il
28:35futuro non è determinato dal passato
28:38chiudo con un'ultima precisazione si
28:40sente spesso dire che il principio di
28:42Heisenberg afferma che non si può
28:44rilevare con assoluta precisione
28:46contemporaneamente posizione e velocità
28:49di una particella Attenzione il
28:52principio enunciato così sembra far
28:55trasparire che le particelle abbiano
28:56effettivamente una posizione e una
28:59velocità ma non siamo in grado di
29:01misurarle contemporaneamente con una
29:03Precisione assoluta No non è così quello
29:05che ci dice il principio di Heisenberg è
29:07che non ha senso chiedersi Qual è la
29:10posizione di una particella non è una
29:12sua proprietà è come chiedersi Quanto è
29:14il reddito medio di un piccione Tra
29:16l'altro avete mai fatto caso che i
29:18cuccioli di piccione non si vedono mai i
29:20piccioni sono tutti adulti
29:22poi non divaghiamo ma c'è una differenza
29:24ancora più sottile in tutto ciò una
29:27proprietà come la posizione di un
29:29elettrone a differenza del reddito medio
29:31di un piccione se vado a cercare di
29:33misurarla riesco è come se forzassi
29:36l'elettrone a prendere una posizione ma
29:39poiché questa non è una sua proprietà
29:41intrinseca il prezzo che devo pagare è
29:44quello di non avere informazioni sulla
29:46sua quantità di moto o se preferite
29:48sulla sua velocità quando facciamo la
29:50misura di un oggetto quantistico per
29:52ottenere una proprietà come ad esempio
29:53la posizione non abbiamo il diritto di
29:56dire che questa preesiste alla misura è
30:00la misura che in un certo senso ha
30:03obbligato la particella a prendere una
30:06posizione
30:08prendete un libro di fisica e troverete
30:10scritto che la fisica si occupa di
30:12grandezze misurabili quantificabili
30:14Quelle sono le grandezze fisiche è
30:18chiaro come il Principio di
30:19indeterminazione abbia cambiato questo
30:20approccio mettendoci di fronte solo
30:22apparentemente all'impossibilità di
30:24avere certezza ma di fatto dandoci una
30:27nuova e per certi aspetti vertiginosa
30:29descrizione e quanto profondo e
30:32imprevedibile possa essere il pozzo
30:34della conoscenza
30:38prima del fantastico aneddoto col quale
30:40ho deciso di chiudere questo video Vi
30:43ricordo che se il video Vi è piaciuto e
30:44volete darci una mano ma anche se non vi
30:47è piaciuto e volete comunque darci una
30:48mano che è una possibilità il canale
30:50curioso è prodotto dall'Associazione
30:51culturale Atelier che si mantiene grazie
30:54alle donazioni spontanee se le vostre
30:56donazioni raggiungono però certe cifre
30:57oltre che dirvi grazie possiamo anche
30:59spedirvi a casa il libro fallisce ancora
31:01fallisci meglio e a quattro zampe nel
31:03Cosmo e altri prodotti per sapere quanto
31:04donare per accaparrarvi questi oggettini
31:07e sapere anche magari Di cosa parlano vi
31:09rimando al nostro sito associazione
31:10ateli.it trovate anche gli eventi in cui
31:13presentiamo i libri io tengo degli
31:14incontri o facciamo concerti basta
31:16andare nella sezione eventi e se volete
31:18prendere il libro direttamente dalle
31:20nostre mani raggiungeteci grazie E vai
31:23con l'aneddoto di chiusura Non so se sia
31:25vero ma se fosse sarebbe simpatico si
31:28dice che sulla lapide dedicata ad
31:29Heisenberg vi sia scritto qui giace
31:32da qualche parte
31:34Werner Carla Heisenberg
31:36[Musica]

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