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Paolo Pendenza: dal gatto di Schrödinger alle rane di Varela (2014)

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Descrizione

Programma delle lezioni

I lezione, 19 gennaio: L’esperimento mentale del gatto di Schrödinger secondo l’interpretazione di Schrödinger

Cos’è la sovrapposizione fra due stati quantistici? Perché molte conseguenze della Meccanica quantistica ci appaiono così paradossali? Come viene interpretata la funzione d’onda da Bohr e Heinsenberg? Cosa intende dire Schrödinger quando sostiene che la funzione d’onda è reale? E cosa c’entra tutto questo con la realtà del mondo?

II lezione, 23 febbraio: Il problema dell’irrealtà e della nonlocalità nella Meccanica quantistica

Cos’è l’entanglement? Perché esso viene considerato una delle proprietà più caratteristiche e misteriose della Meccanica quantistica? Qual è il significato della disuguaglianza di Bell? È sensato un modello a variabili nascoste? Cosa rimane oggi del dibattito fra Einstein e Bohr riguardo alla possibilità di una descrizione deterministica del mondo?

III lezione, 23 marzo: L’epistemologia biologica di Maturana e Varela: tra autopoiesi e cognizione

Può il vivente essere definito come sistema autopoietico? Che rapporto c’è fra un organismo e il suo ambiente? Siamo noi all’interno dello spazio o lo spazio è dentro di noi? Come si fa a conoscere il conoscere?

Presentazione del corso

Con questi tre incontri proseguiamo la nostra riflessione sul rapporto fra scienza e filosofia, iniziata due anni fa con il corso “Dal tacchino di Russell ai conigli di Quine”, e proseguita lo scorso anno con il ciclo “Dalle anatre di Wittgenstein al gatto di Schrödinger”.
Queste lezioni saranno incentrate sul problema del realismo, trattandolo sia dal punto di vista della Meccanica quantistica, sia nell’ambito del pensiero biologico che Francisco Varela ha sviluppato insieme a Humberto Maturana.

La Meccanica quantistica mette in discussione sia l’idea di un realismo ingenuo, inteso come esistenza oggettiva delle proprietà degli oggetti microscopici, sia quella di un determinismo classico, all’interno del quale vale un principio di causalità spazialmente e temporalmente ordinato. A seconda dell’interpretazione che si preferisce, si può accettare o meno l’esistenza di una realtà microscopica in sé ben definita, ma anche se esistessero valori ben determinati di una grandezza fisica, l’azione di misura in ogni caso li modificherebbe. In altri termini: o non esiste una realtà microscopica determinata, oppure se esiste non la si può conoscere così come essa è!

Il pensiero di Varela riguarda un ambito ben diverso da quello della Meccanica quantistica, in quanto attiene alla biologia, e in particolare all’interazione fra organismo e ambiente; tuttavia è interessante notare che anche qui si ha il superamento di un’idea di conoscenza intesa come rappresentazione di una realtà già data e preesistente all’atto cognitivo.

Il processo cognitivo, per Varela, è un accoppiamento strutturale fra organismo e ambiente, dove l’apprendere coincide con l’agire. Tale azione rende possibile allo stesso organismo di continuare a funzionare, e quindi a sopravvivere.
Ciò che possiamo conoscere, quindi, dell’ambiente in cui viviamo non è una rappresentazione più o meno “vera”, ma è una costruzione funzionale alla nostra possibilità di agire in esso.

Sia la fisica che la biologia, nel corso del ‘900, hanno messo, quindi, profondamente in crisi l’idea di realtà in genere condivisa dal senso comune, e soprattutto hanno criticato in modo radicale la possibilità che esistano proprietà oggettive indipendenti dai processi di misura in un caso o da quelli cognitivi nell’altro.

Che immagine del mondo, dunque, ci rimanda la riflessione epistemologica contemporanea? E come, in queste nuove prospettive, si modifica l’immagine che possiamo avere di essere umano, e infine di noi stessi?

Il corso si articola in tre incontri: nel primo ci sarà una introduzione alla Meccanica quantistica, così da collegarsi alle lezioni svolte lo scorso anno: si chiarirà il concetto e il ruolo fondamentale della funzione d’onda, e poi verrà affrontato nel dettaglio il celebre paradosso del gatto di Schrödinger. L’esperimento mentale sarà analizzato secondo l’interpretazione più diffusa, quella di Copenaghen, sviluppata soprattutto da Bohr e da Heisenberg, e quindi secondo l’interpretazione che ne diede lo stesso Schrödinger nel suo famoso articolo del 1935, nel quale, appunto, introdusse l’argomento del gatto.

Schrödinger ha difeso, in più occasioni durante la sua vita, una posizione realista rispetto alla funzione d’onda, al contrario della maggior parte degli scienziati suoi contemporanei, ma quasi mai si approfondisce in che senso egli si professava realista.
Le argomentazioni di Schrödinger ci porteranno a discutere il significato di conoscenza scientifica e ci spingeranno a porci domande radicali su cosa intendiamo quando affermiamo che il mondo che osserviamo intorno a noi è reale.

Il secondo incontro approfondirà un altro tema centrale del dibattito sulla Meccanica quantistica degli ultimi 80 anni: la teoria è completa? L’impossibilità di conoscere allo stesso tempo tutte le grandezze di un sistema, come la posizione e la velocità di una particella, è una limitazione che potrebbe essere superata da un’altra teoria più ampia, oppure è un limite intrinseco alla conoscenza dei fenomeni naturali?

In altri termini: aveva ragione Einstein quando sosteneva che il mondo ad un livello più profondo è deterministico, che ancora vi è da parte nostra un deficit di conoscenza e che il caso esprime solo la nostra ignoranza, oppure Bohr, secondo il quale i fenomeni sono essenzialmente indeterminati, le previsioni possono essere solo di tipo probabilistico e non ha alcun senso pensare ad una conoscenza arbitrariamente precisa di tutte le grandezze di un sistema fisico?

Discuteremo, quindi, l’articolo scritto nel 1935 da Einstein, Poldosky e Rosen, il concetto di nonlocalità, la teoria a variabili nascoste di Bohm e gli sviluppi nel dibattito introdotti da Bell nel 1961 con la sua famosa disuguaglianza.
Soprattutto grazie al contributo di Bell, la fisica riesce ad affrontare sperimentalmente questioni che sembravano puramente teoriche, se non metafisiche. Gli esperimenti successivi hanno dato e stanno dando ragione alla Meccanica quantistica: come riuscire ad immaginare, allora, le particelle atomiche o subatomiche? Come la conoscenza del mondo microscopico può influenzare la nostra idea di realtà?

Il terzo incontro affronterà il tema della cognizione secondo la proposta di Humberto Maturana e Francisco Varela. Partendo dallo studio di come una rana percepisce i colori, e dall’osservazione che la stessa percezione del colore è più influenzata dal sistema nervoso interno che dagli stimoli esterni, i due biologi arrivano a teorizzare una nuova definizione di organismo, che si basa sui concetti di autorganizzazione e di autopoiesi, cioè di mantenimento della propria organizzazione strutturale in una continua interazione con l’ambiente.

Allora le proprietà dello stesso ambiente sono costruite dall’organismo: ciò che conosciamo deriva dalla possibilità che abbiamo di interagire con ciò che ci circonda, è il risultato delle azioni che nascono in una relazione necessariamente finalizzata alla conservazione della propria autonomia. Questa visione cerca di collocarsi a metà fra un punto di vista rappresentazionista ed uno solipsista, fra il pensare che è semplicemente l’ambiente esterno la causa delle nostre percezioni e l’essere convinto che il soggetto, da solo, immagina un mondo intorno a se stesso.

Il metodo

Le lezioni, nella tradizione delle Vacances de l’Esprit, sono aperte a tutti: i temi saranno affrontati in modo concettuale e non è necessaria una preparazione specifica. Sarà dato ampio spazio al dibattito e alle domande, in modo da creare un contesto di dialogo, in cui ognuno potrà esprimere i propri dubbi ed il proprio punto di vista.

Ogni incontro ha una sua autonomia, anche se è preferibile partecipare a tutto il ciclo per cogliere il senso complessivo del percorso.

Biografia del docente

Paolo Pendenza si è laureato in fisica presso l’Università “La Sapienza” di Roma con una specializzazione in astrofisica teorica, ha insegnato matematica e fisica per 18 anni in vari licei del Trentino ed attualmente è Dirigente scolastico nell’Istituto di Istruzione superiore “A. Degasperi” di Borgo Valsugana (TN).
I suoi interessi professionali lo hanno portato ad approfondire vari temi inerenti la didattica, la comunicazione scientifica e la filosofia della scienza, anche grazie a collaborazioni con le Università di Trento e di Bologna.
Ha tenuto numerosi corsi di divulgazione scientifica e conferenze sulla fisica moderna, ponendo un’attenzione particolare agli aspetti concettuali ed epistemologici delle questioni affrontate.
Da più di 16 anni frequenta l’associazione ASIA e i corsi di yoga e di meditazione del maestro Franco Bertossa. Ha seguito fin dalla nascita le Vacances de l’Esprit e da diversi anni è interessato al pensiero del filosofo della scienza Michel Bitbol, e in particolare alla sua interpretazione della Meccanica quantistica.
Negli ultimi due anni ha organizzato con ASIA dei cicli di lezioni sulla filosofia della scienza.

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