La nozione di Causa-Effetto: tra Filosofia e Scienza

Attraverso l’esperienza, è noto che nessun fenomeno nasce senza ragione, “per se”, ma che generano lo sviluppo precedente del fenomeno o altri fenomeni. Dal nulla viene nulla. Ogni fenomeno ha origine, che genera. che è proprio quello che viene chiamato “causa”. ciò che crea, produce e dà vita ad un altro fenomeno precede è in tempo chiamato causa. quanto emerge sotto l’azione della causa si chiama effetto.

Le categorie filosofiche di “causa” ed “effetto” esprimono la relazione tra due fenomeni, di cui uno, chiamato causa, produce ineluttabilmente l’altro, chiamato effetto; Questa relazione è chiamata relazione causale (o causa ed effetto).

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Principali qualità di causalità

Quando il vapore ruota sulla ruota mobile della turbina, la relazione che si instaura tra il vapore e la ruota mobile esiste indipendentemente dalla nostra coscienza, nella nostra realtà, nella natura. Questo e altri esempi simili mostrano che ogni relazione causale è originata da cose con esistenza reale. Pertanto, una delle caratteristiche importanti della relazione di causa ed effetto è la sua natura oggettiva.

Karl Marx ( Democrito in Grecia antica, Wang Chung in Cina antica e Espinosa, Hobbes e Chernishevski in un secondo periodo) difeso in lotta con l’idealismo, importante tesi materialistica della natura oggettiva della causalità e condizionalità causale universale dei fenomeni della natura.

I pensatori che sostengono l’opinione che nella natura e nella società c’è la condizionalità causale universale dei fenomeni, la necessità, la legge obiettiva, indipendenti dall’uomo, sono chiamati deterministici.

I deterministi considerano che tutti i fenomeni della natura “sono condizionati dall’una o dall’altra causa, dall’una o dall’altra legge, tutto ciò che accade nel mondo è necessario proprio perché è determinato”.

I deterministi hanno combattuto nel corso della storia la filosofia idealistica contro la negazione della causalità, contro indeterminatezza. gli idealisti delle diverse correnti e tendenze iniziare a ridere l’uomo crea la categoria di causalità di più “comfort” per “salvare pensare” di mettere ordine ” il caos dei fenomeni naturali. “Così, l’idealista soggettivo Berkeley ha tentato di rifiutare anche l’idea di causalità. la stessa finta di fare, in fondo. Hume e Kant, che ha negato l’esistenza oggettiva della causalità.

Entrambi i filosofi sostengono il carattere soggettivo della causalità con il seguente esempio: una candela accesa, dice Hume, brucia ogni volta che la tocciamo. Ma da ciò non deriva, secondo lui, che in futuro inevitabilmente causerà un incendio. Un milione di volte è successo, ma una volta milione e uno possono accadere qualcosa di completamente diverso. Il fatto che la bruciatura sia stata originata finora dalla candela accesa non significa che questa sia la causa.

Si vuole far credere che questi due fenomeni – la candela accesa e l’ustione – coesistano semplicemente, ma che da lì non si possa dedurre che esiste tra loro una relazione causale. Hume, ovviamente, non è giusto. Noi non giudichiamo le cause basandoci unicamente sulle osservazioni. Li studiamo sulla base dell’esperienza, della pratica, che rivelano in modo convincente perché, in virtù di ciò, ad esempio, il fuoco brucia necessariamente. La pratica, l’esperienza, rivela la dipendenza causale dei fenomeni.

Il modo in cui Hume e Kant hanno capito la causalità è stato resuscitato dai filosofi reazionari dell’era imperialista: Mach e i suoi seguaci contemporanei. I pragmatici dei nostri giorni, seguendo la linea filosofica del machista, respingono l’oggettività del mondo esterno e, allo stesso tempo, l’obiettività delle relazioni causa-effetto. Gli “idealisti fisici” dei nostri giorni, tra cui Hcisenberg, Bohr, Jordán e altri, negano anche la causalità. Ad esempio, il fisico tedesco occidentale Ilennemann afferma che “la legge della causalità, nella sua formula classica, non è applicabile in tutti i campi”. I filosofi borghesi attaccano così il principio materialista della causalità? Perché le conclusioni scientifiche provengono da lui, atei. Se tutto ciò che accade nel mondo è originato da cause naturali, Dio non ha assolutamente nulla da fare in esso: nulla accade per volontà divina, ma sulla base delle cause corrispondenti.Lenin , negano le leggi della scienza in modo che sia più facile per loro contrabbandare le leggi della religione.

Un’altra caratteristica della causalità è che ha un carattere universale, e la legge della causalità è la legge universale del mondo materiale.

Ciò significa che non c’è un singolo fenomeno che non sia subordinato a quella legge , che non c’è un singolo fenomeno che è sorto contro la legge della causalità e non ha la sua fonte materiale corrispondente. La legge della causalità non conosce eccezioni. Se qualcosa è successo, cerca la causa: senza di essa, niente viene al mondo.

Nella vita pratica cerchiamo sempre le cause degli eventi. Ad esempio, se vengono scoperti gravi difetti nella qualità della produzione, cerchiamo le loro cause. Sopprimere le cause significa anche sopprimere i difetti da loro originati: la scarsa qualità della produzione.

Dall’essenza stessa delle relazioni causali emerge un altro tratto: la causa ha un carattere attivo: poiché la causa causa l’effetto, è un principio attivo. Ma questo non significa che l’effetto è passivo e non partecipa in alcun modo al processo di sviluppo. Se l’energia del Sole , il calore, agisce su un pezzo di tela bagnata, il risultato è uno: la tela si asciuga. Se quella stessa energia agisce sulla cera, il risultato è un altro: la cera si scioglie. Se l’energia solare agisce su una pianta, il risultato sarà anche diverso: sotto la sua azione saranno prodotti processi di vitale importanza nella pianta. Quindi la causa origina un effetto determinato solo nella sua relazione con altre cose e fenomeni. Questo è precisamente il motivo per cui parliamo di una relazione causale.

Nel mondo, le relazioni causali sono stabilite in quantità infinite, ma non tutte hanno lo stesso ruolo.

Cause essenziali e non essenziali

Facciamo un esempio. È stata scoperta una produzione di scarsa qualità. Cerchiamo le cause. Dal momento che nella produzione ci sono più collegamenti e relazioni, le cause sono anche, normalmente, molte. Tuttavia, l’analisi mostra sempre che ci sono cause essenziali e principali, cioè che determinano tutte le altre cause. Nel nostro esempio possono essere la bassa disciplina tecnologica e produttiva, il livello insufficiente di organizzazione della produzione, il lavoro aritmico, ecc. In effetti, sono esattamente ciò che determina tutti gli altri: i lavoratori negligenti che consegnano articoli difettosi sorgono laddove la disciplina della produzione è bassa. Il lavoro aritmico è anche la causa di molti mali. È importante chiarire la causa essenziale perché ciò consente un’influenza decisiva sull’effetto dato.

Causa ed effetto interazione

Poiché la causa causa l’effetto, esiste un collegamento specifico tra loro. Ma i metafisici lo comprendono unilateralmente: solo come l’influenza della causa sull’effetto. Ora, l’effetto sulla causa influenza? I metafisici non possono rispondere correttamente a questa domanda perché separano gli opposti: causa ed effetto. Un fenomeno, ragionano, può essere causa o effetto. Se agisce come una causa, non può più essere un effetto. Il metafisico, secondo l’espressione di Engels , vede qui la causa e lì l’effetto, ma indipendentemente dalla loro relazione reciproca, indipendentemente dall’unità dialettica.

È chiaro che i metafisici vedono la ragione. L’interazione viene stabilita tra la causa e l’effetto. Cos’è? La materia, l’esistenza, originano la coscienza; ma la coscienza, a sua volta, influenza l’esistenza, agisce su di essa. L’interazione consiste nell’interdipendenza di causa ed effetto, nella quale influenzano l’una sull’altra e viceversa. Questo non significa che la causa e l’effetto si condizionano l’un l’altro in modo uguale? “No, perché la causa gioca sempre il ruolo decisivo nella relazione di causa-effetto, è proprio la causa che determina quella relazione, mentre la causa L’effetto gioca un ruolo importante, ma, in ogni caso, secondario. È importante capirlo. Non è indifferente considerare quale sia la causa di una certa relazione causale e qual è l’effetto, nello stesso modo in cui non è indifferente, ad esempio, per la scienza il problema se sia la materia a determinare la coscienza o viceversa. Ma questo non significa che l’influenza dell’effetto sulla causa possa essere sottostimata.

Il concetto di interazione ha un secondo significato, come vedrai dal seguente esempio. La causa della corrente elettrica nel generatore è l’energia meccanica della rotazione, trasformata in energia elettrica. Ma l’energia meccanica ha anche, a sua volta, una causa. Questo consiste, diciamo, della forza della caduta dell’acqua. Risulta, quindi, che l’energia meccanica della rotazione è, in un caso, causa e, in un altro, l’effetto di un’altra causa: la forza della caduta dell’acqua. Ora, anche la forza dell’acqua, che agisce in questo caso come causa, è un effetto. È stato causato dalla circolazione dell’acqua che si svolge in natura, grazie alla quale viene mantenuto un certo livello di acqua nel fiume in cui si trova la centrale elettrica, ecc.

Questa catena di relazioni causa-effetto è una catena di fenomeni non isolati, ma concatenata. Ogni causa o effetto non dovrebbe essere esaminato isolatamente, ma in connessione con i fenomeni che li hanno originati o originati. Quindi, lo stesso processo o oggetto è sia causa che effetto. È causa in relazione al fenomeno che ha causato. Ma è già effetto in relazione al fenomeno che lo ha originato. Con questa concezione, causa ed effetto non sono più poli isolati, opposti, ma collegamenti di una catena complessa di oggetti e fenomeni in interazione. Quindi, detto con le parole di Engels :

“… nel mondo esiste un’interazione universale, consistente nel fatto che le cause e gli effetti cambiano costantemente sul posto; ciò che qui o ora è causa, diventa lì o poi in effetto, e viceversa. “

La dottrina marxista-leninista della causalità ha una grande importanza nel confutare superstizioni di ogni tipo.

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La Nozione di Causa-Effetto: tra Filosofia e Scienza

La causalità smentisce le superstizioni

Non si può considerare che un fenomeno sia la causa di un altro solo perché lo precede nel tempo. Tuttavia, questo errore è abbastanza frequente. E tutte le superstizioni sono basate su di lui.

I fenomeni di collegamento superstizioso al rapporto di causa ed effetto, a partire da caratteristiche esterne, basate solo sull’esistenza di un certo collegamento nel tempo tra loro. Se un gatto nero attraversa la strada di fronte a una persona e quest’ultima subisce qualche battuta d’arresto, si conclude che il gatto è la causa della battuta d’arresto. Quest’ultimo si è verificato dopo che il gatto è apparso, e da ciò si è giunti alla conclusione errata che la battuta d’arresto è l’effetto dell’apparizione del gatto, sebbene tra questi due fenomeni non ci sia una relazione interna, profonda, e solo di una semplice coincidenza nel tempo. Cioè, il superstizioso parla di una relazione causale tra fenomeni in cui non esiste affatto.

Nell’uomo la paura scompare, e insieme con essa la superstizione; solo quando comprende le vere cause, e non supposte, dei fenomeni. Un esempio Ai suoi tempi, gli esploratori dell’Africa sostenevano di aver visto “in paradiso” i giardini del Paradiso, immensamente estesi. A volte dicevano di aver visto una nave aerea con marinai fantasma nel cielo. Dopo che tutto è scomparso. Cosa potrebbe essere? Mentre la causa era sconosciuta, sono stati fatti tutti i tipi di versioni, più false. Ma gli uomini di scienza in seguito scoprirono le cause di tali fenomeni insoliti. Si scopre che nei paesi torridi, quando il tempo è calmo, l’aria diventa più densa e forma qualcosa di simile a uno specchio gigantesco. E in questo “specchio” si riflettono gli oggetti che ci sono nella terra o nel mare: giardini, navi, ecc. Pertanto, ciò che gli esploratori vedevano non erano i giardini del Paradiso, ma il riflesso dei giardini effettivamente esistenti sulla terra; Non vedevano un’aeronave, ma il riflesso delle navi che solcavano il mare.

In questo modo, la conoscenza delle cause allontana l’uomo dalle superstizioni.

Causalità e conformismo

Basta dare un’occhiata al mondo circostante per scoprire in esso un’armonia, un ambiente meraviglioso. Non è un caso che il mondo sia paragonato al funzionamento di un organismo perfetto. Sorprendente, soprattutto, la conformità della natura vivente. Ecco alcuni esempi. Molti fiori si aprono all’alba e questo si conforma molto bene alla fine: gli insetti possono raccogliere nettare o polline durante il giorno. Ma la cosa più sorprendente è che questi fiori aperti poco prima dell’alba, come “sapere” che ci saranno un paio di ore dopo l’alba. Sembra come se le piante possiedono una “memoria” del tempo. Anche se sono tenuti per un po ‘al buio, si chiudono ancora al calar della notte e si aprono all’alba. Il fiore sembra sapere quando sorge il sole.

Conformità, il. La “razionalità” della natura si manifesta anche nella capacità degli animali e delle piante di adattarsi alle loro condizioni di vita, all’ambiente. È noto che gli uccelli passano nell’aria per la maggior parte del tempo. E l’intera struttura del tuo corpo è adattata per questo. Come se la natura avesse indicato il compito di coprire il corpo degli uccelli in modo che non aumentasse troppo il suo peso e, allo stesso tempo, fosse ben difeso dal freddo. L’intera struttura degli uccelli è adattata per facilitare il loro volo. Abbiamo indicato solo alcuni esempi della conformità della natura. L’uomo non è stato in grado di smettere di osservarli, perché sono ovvi. Per questo motivo, l’umanità ha chiesto da tempo immemorabile: come spiegare questi incredibili fenomeni della natura? Qual è la sua origine?

Gli idealisti, come i clericali, sono incapaci di spiegare i fatti di conformità e ordine che troviamo in ogni passo della natura. Questo è il motivo per cui affermano che l’emergere e lo sviluppo di tutte le cose della natura non è determinato da cause materiali, dalle leggi della natura stessa, ma dallo scopo per cui servono, dallo scopo per cui sono intese e perché e per quale della sua esistenza.

I chierici arrivano da lì alla seguente conclusione. Qualsiasi ordine, il raggiungimento di qualsiasi obiettivo attraverso l’uso di determinati mezzi presuppone la ragione. La natura rappresenta, in effetti, un ordine, in esso si raggiungono certi fini. Conformità, la saggezza della natura è spiegata perché c’è il Dio saggio. È il “grande maestro” creatore del grande meccanismo. Engels sottolinea, ridicolizzando tali affermazioni, che, secondo la concezione teleologica del mondo:

“I gatti sono stati creati per mangiare topi, topi per essere mangiati dai gatti e tutta la natura, per dimostrare la saggezza del creatore.”

La conformità con cui il mondo è organizzato serve come base per i chierici per giudicare la “forza razionale” che lo ha “creato”. Questa “dimostrazione” è ancora usata oggi dagli idealisti e dai chierici. Ad esempio, nell’Enciclopedia Americana si dice: “Osservando tutti i fenomeni di conformità nella struttura degli esseri viventi è quasi impossibile credere che essi possano essere sorti senza la partecipazione del Creatore”.

È necessario tener conto, prima di tutto, che per quanto insistiamo sulla questione del perché, per quale scopo sia sorto l’uno o l’altro fenomeno, non faremo un solo passo avanti nella scoperta della sua essenza. Per capire un fenomeno bisogna sapere in virtù di quali cause è sorto, cosa lo ha generato, a cosa è collegato. Solo ponendo la domanda sul perché, in virtù di ciò che causa la conformità sorprendente che esiste in natura, possiamo comprendere l’essenza dei fenomeni che si verificano nel mondo. Ma il punto di vista teleologico è puntato proprio contro questa spiegazione scientifica, causale, dei fenomeni della natura.

Quando vengono scoperte le vere cause oggettive dei fenomeni che avvengono nel mondo, è dimostrato in modo convincente che in natura non esiste un misterioso fine interiore, nessun disegno divino, nessuna forza razionale superiore.

Come spiegare, ad esempio, la conformità della natura vivente? Darwin ha dimostrato che è fatto naturalmente. Sulla base delle leggi della natura, delle cause naturali, nel processo dell’evoluzione secolare che si è formata la conformità, quell’adeguamento nella natura vivente così sorprendente.

Invece di trattare con gli argomenti sterili circa l’obiettivo perseguito dal “Creatore , ” Darwin impostare fuori per studiare le cause e vera, oggettiva, lo sviluppo delle leggi del mondo animale. E riuscì a scoprire il segreto della conformità del mondo organico. La teoria di Darwin sulla selezione naturale è la chiave per comprendere quel segreto. In natura, milioni di organismi muoiono per ognuno che è conservato. Chi sopravvive? Cosa decide il destino degli esseri viventi? La natura stessa! Senza l’interferenza di “forze superiori” in base alle leggi immutabili di sviluppo della natura stessa, la questione di chi deve vivere e riprodursi e che muoia, nella lotta per la vita è risolto. Si è , nelle parole di Darwin, una selezione naturale, perché è fatta sulla base di cause e leggi naturali. Sopravvivi agli animali e alle piante che si adattano meglio alle condizioni del mondo circostante.

Pertanto, la lotta per una migliore adattamento alle condizioni di vita, o quello che è lo stesso, la lotta per l’esistenza, i risultati in l’inevitabile conservazione del più perfetto, quello che è più adatto alle condizioni di esistenza . Così, oltre centinaia di migliaia di generazioni nascono e necessità delle specie animali, l’inevitabilità della vittoria del socialismo e del comunismo .

La categoria filosofica di necessità serve proprio a designare questa costante interdipendenza dei fenomeni:

Essa non deve ciò che esiste, ma non può esistere, ma che deve essere obbligatoria perché è causata da cause e profondi legami e, quindi, deriva dalla natura interiore del fenomeno, la sua essenza ..
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La causalità nelle scienze

In fisica, il termine causalità descrive la relazione tra cause ed effetti , è fondamentale in tutte le scienze naturali, specialmente in fisica . In termini generali, la causalità può essere studiata da diverse prospettive: quella filosofica , quella informatica e quella statistica.

Nella fisica classica si supponeva che tutti gli eventi fossero causati da precedenti e che detta causalità fosse espressa in termini di leggi di natura . Questa affermazione raggiunse il suo punto più alto nell’affermazione di Pierre Simon Laplace . Laplace ha affermato che se si conosce lo stato attuale del mondo con precisione totale, è possibile prevedere qualsiasi evento in futuro. Questa prospettiva è nota come determinismo o determinismo causale più precisamente .

Sebbene il determinismo di Laplace sembri corretto rispetto alle equazioni approssimate della fisica classica, la teoria del caos ha aggiunto piccole complicazioni. Molti sistemi hanno una forte sensibilità alle condizioni iniziali, il che significa che condizioni iniziali molto simili in alcuni sistemi possono portare a comportamenti a lungo termine molto diversi. Ciò accade ad esempio nel tempo. Nel 1987 era comune utilizzare i supercomputer nelle previsioni meteorologiche, ad esempio Cray X-MP del Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine, che operava con una capacità massima di 800 megaflop, potrebbe calcolare in media di un’ora una previsione accettabile del tempo per il giorno successivo nell’intero emisfero. E anche se ogni giorno le previsioni per i prossimi dieci giorni sono stati realizzati, i risultati attesi dal quarto o quinto giorno differivano significativamente dalle disposizioni del computer. 1

Tuttavia, al di là della pratica imprevedibilità causata dal comportamento stocastico o caotico dei sistemi classici, c’è il fatto che la meccanica quantistica si presenta insieme a un’evoluzione deterministica contenuta nell’equazione di Schrödinger , un’evoluzione non deterministica raccolta nel postulato del collasso della funzione d’onda.

Meccanica relativistica

Secondo i postulati comuni della fisica newtoniana, la causa precede l’effetto nel tempo. Tuttavia, nella fisica moderna, il concetto più semplice di causalità ha bisogno di essere chiarito. Ad esempio, nella teoria della relatività speciale , il concetto di causalità viene mantenuto, sebbene il tempo sia relativo e il concetto di simultaneità della meccanica classica non sia applicabile.

Nonostante i problemi causati dall’assenza di un tempo assoluto indipendente dall’osservatore, il significato di “precedenza causale” rimane assoluto e non dipende dall’osservatore (sebbene il concetto di simultaneità di concetti non correlati causalmente non sia lo stesso). sì, capita di dipendere dall’osservatore). Di conseguenza, il principio relativistico della causalità afferma che la causa precede il suo effetto per gli osservatori inerziali .

Ciò implica che, in termini di teoria della relatività speciale, una condizione necessaria per A essere causa di B, è che B è un evento che appartiene al cono di luce di A (in termini di distanze spazio-temporali si dice che A e B sono separati da intervallo temporaloide). Nonostante alcune opere di fantascienza, nelle ipotesi in base alle quali la teoria della relatività speciale è adeguata per descrivere il mondo, è impossibile, non solo influenzare il passato, ma anche oggetti distanti da segnali mobili più veloci rispetto alla velocità della luce.

Nella teoria generale della relatività , il concetto di causalità è generalizzato il più direttamente possibile: l’effetto deve appartenere al cono della luce futura della sua causa, anche in spazi-tempi curvi; anche se possono apparire alcune complicazioni, come quando si affrontano soluzioni esatte delle equazioni di Einstein, come l’ Universo di Gödel , dove ci sono curve chiuse, e un osservatore può vedere se stesso nel passato, e un’altra serie di peculiarità che, Tuttavia, non comportano alcun paradosso. 

Meccanica quantistica

Nuove sottigliezze vengono prese in considerazione quando si studia la causalità in meccanica quantistica non relativistica e teoria dei campi quantistici (meccanica quantistica relativistica). Nella teoria dei campi quantistici, la causalità è strettamente correlata al principio di località . L’analisi di questo principio è delicata e molte volte l’analisi passa attraverso l’uso del teorema di Bell . In ogni caso, il risultato di questa analisi sembra dipendere, in parte, dall’interpretazione della meccanica quantistica che i risultati sono interpretati.

Tuttavia, si sospetta che, anche con tutte queste sottigliezze, il principio di causalità rimanga un concetto valido di qualsiasi teoria fisica realistica. Quindi, sembra che l’idea che gli eventi possano essere ordinati in cause ed effetti è necessaria per prevenire certi paradossi del mondo che conosciamo.

Causalità e meccanica quantistica

Il principio di causalità nella sua forma originale postula che ogni effetto – ogni evento – deve sempre avere una causa (che, in circostanze identiche, una causa ha sempre lo stesso effetto è noto come il “principio di uniformità”). È usato per cercare leggi definite, che assegnano il loro effetto corrispondente a ciascuna causa.

Questo principio riflette un comportamento meccanico della natura, che fino al XX secolo era stato accettato e interpretato in senso deterministico. Tuttavia, all’inizio di questo secolo, Heisenberg e Born introdussero il principio di incertezza e probabilità come un ingrediente essenziale della meccanica quantistica. Tra i principi o postulati della meccanica quantistica c’è il collasso della funzione d’onda che chiaramente non soddisfa il principio di causalità classica.

Teoria atomica

Heisenberg, Schrödigner e altri pionieri della meccanica quantistica hanno introdotto un modello atomico che ha rinunciato alla visione classica di un composto di particelle e onde. In questo ed altri modelli quantistici di successo è stato apprezzato che qualsiasi tentativo di stabilire analogie tra la struttura atomica e la nostra intuizione su oggetti macroscopici era destinato a fallire. La formulazione matematica della teoria di Heisenberg fu inizialmente chiamata meccanica delle matrici, poiché richiedeva l’uso delle matrici dell’algebra lineare classica. Questa formulazione era complementare alla meccanica ondulatoria del fisico austriaco Erwin Schrödinger .

Usando questa meccanica, i livelli di energia o le orbite degli elettroni sono descritti in termini probabilistici: in generale, lo stesso effetto non sempre deriva dalla stessa causa, ma c’è una varietà di possibili effetti. È solo possibile prevedere (sebbene, in linea di principio, con totale affidabilità deterministica) la probabilità che, quando viene prodotta la causa, si verificheranno ciascuno degli effetti. Questo comportamento è strano per la nostra esperienza ordinaria. La sua spiegazione può essere riassunta nei seguenti punti, che dovrebbero essere accettati come postulati approvati da migliaia di osservazioni sperimentali:

  • Ci sono proprietà della materia (osservabili) che non possono essere misurate simultaneamente (osservabili che non commutano). Ad esempio, la posizione e la velocità della stessa particella sarebbero una coppia di proprietà di questo tipo. Per illustrare questa situazione con un analogo classico, pensate che se un microscopio è abbastanza sensibile da rendere visibile un elettrone, dovrebbe inviare una quantità minima di luce o altra radiazione appropriata su di esso, che lo rende visibile. Ma l’elettrone è così piccolo che questo minimo di radiazioni (per esempio un fotone) è sufficiente a farlo cambiare posizione appena lo tocca, così che nel preciso momento di misurare la sua posizione, lo altereremmo.
  • Supponiamo di aver misurato una di queste proprietà osservabili, in modo da conoscere con precisione il suo valore. Quando un istante dopo misuriamo la seconda proprietà, otterremo uno dei possibili valori di questa seconda proprietà, ma non possiamo predire quale: possiamo solo prevedere la probabilità con cui ciascuno dei possibili valori sarà ottenuto.
Interpretazione di Copenaghen

Per alcuni autori, dal punto di vista filosofico, questo significa rinunciare al principio di causalità: troviamo due sistemi fisici che sono stati preparati esattamente nello stesso modo, ma in modo tale che la misura una proprietà di entrambi, si ottiene un risultato diverso in ogni caso. Non c’è motivo per cui abbiamo ottenuto risultati diversi: la natura non è deterministica. Tuttavia, le probabilità di ottenere le possibili misure possono essere determinate con precisione. E come oggetti macroscopici sono costituiti da un gran numero di particelle, quantistiche previsioni probabilistiche risultano essere, statisticamente parlando, del tutto preciso, ciò che rende la meccanica quantistica una teoria estremamente accurata.

L’interpretazione descritta della meccanica quantistica che è stata imposta nel tempo, è chiamata Interpretazione di Copenaghen in onore della scuola del fisico danese Niels Bohr . Inizialmente, la rinuncia al principio di causalità in questa interpretazione non fu accettata da molti fisici, incluso Einstein , il quale affermò: “Dio non gioca a dadi”. In effetti, lo stesso Einstein, in collaborazione con Podolski e Rosen, ha ideato un esperimento noto come Argomento EPR (erroneamente denominato EPR Paradox).), Con le iniziali dei suoi autori, presentando cinque ingredienti sono: la logica classica, il formalismo della meccanica quantistica, una posizione filosofica realistico che potrebbe essere accettato anche da un positivista moderato, la completezza del formalismo della meccanica quantistica e separabilità (gli ingredienti della logica classica e separabilità sono implicite, ma non è menzionato perché considerati così ovvio ed evidente che esso non era necessario per presentare). L’argomento era focalizzato sulla dimostrazione della non completezza del formalismo della meccanica quantistica. Bohr Ha pubblicato un altro lavoro con lo stesso titolo, che si oppone alla conclusione della stessa, in cui scegliere negare posizione filosofica realistico (debole) definita dal EPR, di proporre che non è compatibile con il formalismo della meccanica quantistica , perché ciò richiede un’interpretazione basata sulla complementarità.

Paradosso EPR e disuguaglianze della campana

Alain Aspect ha diretto diversi esperimenti che hanno cercato di verificare se le cosiddette disuguaglianze di Bell fossero soddisfatte , sulle teorie locali delle variabili nascoste . Le disuguaglianze di Bell sono matematicamente dedotte da diversi principi: il realismo e la separabilità dell’argomento EPR, oltre all’introduzione delle variabili nascoste dell’interpretazione di Bohm . Analisi successive hanno mostrato che è anche possibile dedurre la disuguaglianza di Bell senza assumere l’esistenza di variabili nascoste, cioè richiedendo solo realismo e separabilità. Ecco due opzioni: abbandonare il realismo come base filosofica o accettare che la realtà abbia la caratteristica di non separarsi in certi casi.

Né Bohr né Einstein consideravano questa opzione, perché nel momento storico in cui agivano, nessuno concepiva la possibilità che la separabilità non fosse valida. Oggi, alla luce della violazione sperimentale delle disuguaglianze di Bell, forse entrambi i titani si unirebbero per adottare la non separabilità come alternativa appropriata tra quelli sollevati dall’argomento EPR. Sarebbe stato meraviglioso vedere questi due avversari finalmente riuniti: Bohr che respingeva il positivismo. Einstein riconosce la completezza e accetta entrambi la non separabilità nella realtà fisica.

Nonostante l’importanza dell’argomento EPR e che, essendo stato pubblicato nel 1935, prima della pubblicazione di quasi tutti i libri di testo, questi, con rare eccezioni, non menzionano tale argomento. La sua assenza si distingue ancora più sorprendente se si tiene conto che è estremamente facile da presentare, anche in opere di disseminazione, senza semplificazioni che la distorcano. Tutto ciò suggerisce che il silenzio che circonda l’argomento è intenzionale e che è motivato dalla decisione di ignorare le difficoltà di interpretazione che affliggono la meccanica quantistica. Un tale tentativo di mettere a tacere il problema non è neutrale, ma favorisce l’interpretazione “ortodossa” della teoria adottata nei suoi principi, sostenuta dall’enorme autorità, ben meritata, di Bohr , Heisenberge altri suoi fondatori. Oggi, la maggior parte dei fisici che indagano su argomenti fondamentali di questa teoria non aderiscono a questa interpretazione e trovano un atteggiamento più critico necessario nella didattica della fisica quantistica.

L’interpretazione di Copenaghen affronta ancora il cosiddetto paradosso del gatto di Schrödinger (si noti che Schrödinger, come Einstein, era uno dei padri della Meccanica Quantistica). Questo paradosso, che influenza la definizione di ciò che è un processo di misurazione (la distinzione tra la materia osservata e la mente dell’osservatore), non è stato ancora spiegato in modo soddisfacente.

Ci sono molti effetti derivati ​​dal principio di indeterminazione. Uno di questi, che riguarda l’esempio dell’incertezza della velocità di posizione di cui sopra, è l’impossibilità della completa assenza di energia cinetica o, diciamo, velocità, per una particella (nemmeno lo zero assoluto).). Se l’energia cinetica raggiungesse il punto zero e le particelle fossero totalmente immobili, sarebbe possibile confinarle e determinare la loro posizione con precisione arbitraria, pur conoscendo la loro velocità (che sarebbe zero). Pertanto, ci deve essere qualche “energia residua del punto zero”, anche a zero assoluto, per mantenere le particelle in movimento, e anche, per così dire, la nostra incertezza. Questa energia “punto zero” può essere calcolata, ed è sufficiente per evitare che l’elio liquido si solidifichi, anche a temperature vicine quanto si desidera allo zero assoluto (lo zero stesso è inaccessibile).

Le conseguenze del principio di indeterminazione si trovano in tutte le parti della microfisica e finiscono per essere straordinarie quando estrapolate all’intero universo. in tal modo:

  • Dal tempo di Einstein , nel 1930, si sapeva che il principio di indeterminazione portò anche all’impossibilità di ridurre l’errore nella misurazione dell’energia senza aumentare l’incertezza del tempo durante il quale la misurazione è stata presa. (In effetti, all’inizio, Einstein pensava di poter usare questa tesi come un trampolino di lancio per confutare il principio di indeterminazione, ma Bohr mostrò anche che il tentativo di Einstein era sbagliato).
  • Da questa versione di incertezza seguì che in un processo subatomico la legge del risparmio energetico poteva essere violata per brevi periodi (purché tutto tornasse allo stato di conservazione alla fine di quel periodo). In generale, maggiore è la deviazione dalla conservazione, minore è l’intervallo in cui è tollerabile. Il fisico giapponese Hideki Yukawa ha approfittato di questa nozione per elaborare la sua teoria dei pioni , confermata sperimentalmente.
  • Inoltre, ha consentito la spiegazione di certi fenomeni subatomici presupponendo che le particelle sono nati fuori dal nulla come una sfida al risparmio energetico, ma è stato spento prima che il tempo assegnato per la loro individuazione, che erano solo “particelle virtuali”. Entro la fine del decennio 1940-1950, tre ricercatori (premio Nobel per la fisica nel 1965) hanno sviluppato la teoria di queste particelle virtuali: fisici americani Julian Schwinger e Richard Phillips Feynman , e il fisico giapponese Shin’ichirō Tomonaga . I diagrammi di Feynman sono comunemente usati nella fisica delle particelle, dove previsioni estremamente accurate effettuate.
  • Dal 1976 ci sono state speculazioni secondo le quali l’ Universo è iniziato come una particella virtuale piccola ma molto grande che si è espansa con estrema rapidità e che è ancora in espansione. Secondo questo punto di vista, l’Universo è stato formato dal nulla e possiamo chiederci la possibilità che ci sia un numero infinito di Universi che si formano (e, quando arriva il momento, finiscono) in questo Nulla.

In breve, il principio di indeterminazione ha profondamente influenzato il pensiero di fisici e filosofi. Ha esercitato un’influenza diretta sulla questione filosofica della causalità, sulla relazione tra causa ed effetto. Ma le sue implicazioni per la scienza non sono quelle che vengono comunemente assunte. Puoi leggere che il principio di indeterminazione annulla ogni certezza sulla natura e mostra che, dopo tutto, la scienza non sa o non saprà mai dove sta andando, che la conoscenza scientifica è alla mercé dei capricci imprevedibili di un universo in cui l’effetto non segue necessariamente la causa. Ma se questa interpretazione è valida dal punto di vista filosofico o no, il principio di indeterminazione non ha modificato l’atteggiamento dello scienziato nel ricercare un po ‘. E questo per diversi motivi:

  • L’incertezza esiste anche a livello classico. Ad esempio, anche se dimentichiamo possibili effetti quantistici, non è possibile prevedere con certezza il comportamento delle singole molecole in un gas. Tuttavia, queste molecole aderiscono ad alcune leggi termodinamiche e il loro comportamento è prevedibile su base statistica. Queste previsioni sono infinitamente più accurate di quelle delle compagnie di assicurazione, che pianificano la loro attività (e ottengono benefici) calcolando tassi di mortalità affidabili, sebbene sia impossibile per loro prevedere quando un dato individuo morirà.
  • Certamente, in molte osservazioni scientifiche, l’incertezza è così insignificante rispetto alla scala di misure corrispondente, che può essere scartata a tutti gli effetti pratici. Si può determinare simultaneamente la posizione e il movimento di una stella, o un pianeta, o una palla da biliardo, o anche un granello di sabbia con una precisione assolutamente soddisfacente.
  • L’incertezza tra le particelle subatomiche stesse non è un ostacolo, ma un vero aiuto per i fisici. È stato usato per comprendere il modello atomico (che era instabile dal punto di vista non-quantico), per chiarire i fatti sulla radioattività, sull’assorbimento delle particelle subatomiche da parte dei nuclei e su molti altri eventi subatomici. In questo, viene utilizzata un’economia logica e ragionevole che è molto più alta di quella che ci si sarebbe aspettati senza di essa.

È vero che il principio di indeterminazione o, in generale, la fisica quantistica, affronta il paradosso irrisolto del problema della misurazione (il gatto di Schrödinger). Ma ha le sue origini nella distinzione tra mente e materia, determinismo e libero arbitrio, e si approfondisce in esso come mai prima aveva immaginato i filosofi. Il principio di indeterminazione significa che l’universo è più complesso di quanto si supponesse, ma non irrazionale.

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La filosofia di Popper – Epistemologia -Testo e audio di Giuseppe A. Perri CIERL-ULB Bruxelles

 

Riferimenti
  1. O. Stewart, 2001, p.169
  2. «Rivisitazione del cono di luce dell’universo di Goedel» . arXiv . Consultato il 12 novembre 2005 .
  3. I. Stewart: Dio gioca i dadi? , Ed. Crítica, Barcellona, ​​2001, ISBN 978-84-8432-881-0 
  4. Alberto Clemente de la Torre: fisica quantistica per filo-sofos . Fondo de Cultura Económica, 2000, ISBN 968-16-6199-0 .
  5. Armstrong, DM (1978). Nominalismo e realismo . Cambridge: University Press.
  6. Aronson, J. (1971). Sulla grammatica di ‘Cause’. Synthese 22: 414-430.
  7. Beebee, H. (1998). Douglas Ehring, Causation and Persistence . British Journal for the Philosophy of Science, 49: 181-84.

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