Meccanica Quantistica Bohmiana: David Bohm

Il Giornale Online
(David Bohm 1917 – 1992) La teoria quantistica come la conosciamo ora, ci presenta una grande sfida, se siamo interessati a questa avventura. Nella fisica quantistica non abbiamo una nozione coerente su quale sia la realtà alla base dell'universo e della struttura della materia. Quindi, se cerchiamo di usare la visione prevalente sulla nozione delle particelle, scopriamo che le “particelle” (come gli elettroni) possono manifestarsi anche come onde, che si muovono in modo discontinuo, che non ci sono leggi che si applicano nel dettaglio al vero movimento delle particelle individuali e che si possono fare solo previsioni statistiche riguardo a grandi aggregati di tali particelle. Se d'altra parte applichiamo la visione per cui il modo viene visto come un campo continuo, allora scopriamo che questo campo dev'essere discontinuo e anche simile alle singole particelle e che è minato nel suo comportamento effettivo come richiesto nella relazione dell'intero, secondo il punto di vista della particella.
(David Bohm, On Quantum Theory, Wholeness and the Implicate Order, 1980)

Fisica Quantistica: Variabili Nascoste della Meccanica Bohmiana

La meccanica Bohmiana, detta anche Teoria di de Broglie-Bohm, modello dell'onda-pilota e interpretazione causale della meccanica quantistica, è una versione della teoria quantistica scoperta da Louis de Broglie nel 1927 e riscoperta da David Bohm nel 1952. E' l'esempio più semplice della cosiddetta interpretazione della meccanica quantistica mediante variabili nascoste. Nella meccanica Bohmiana un sistema di particelle è descritto in parte dalla sua funzione d'onda, che evolve secondo l'equazione di Schrödinger. La funzione d'onda fornisce però solo una descrizione parziale del sistema. Questa descrizione viene completata dalla specificazione delle reali posizioni delle particelle. Quest'ultima evolve secondo l'”equazione pilota”, che esprime le velocità delle particelle in termini di funzione d'onda. Nella meccanica Bohmiana la configurazione di un sistema di particelle evolve tramite moto deterministico, coreografato dalla funzione d'onda. In particolare, quando una particella viene inviata in un apparato con doppia-fenditura, la fenditura che essa attraversa e il punto in cui arriva sulla piastra fotografica, sono dati completamente determinati dalla sua posizone iniziale e funzione d'onda.
La meccanica Bohmiana eredita e rende esplicita la nonlocalità implicita nella nozione, comune a quasi tutte le formulazioni e interpretazioni della teoria quantistica, di una funzione d'onda nello spazio di configurazione di un sistema multi-particellare. Risponde a tutti i fenomeni governati dalla meccanica quantistica nonrelativistica, dalle linee spettrali allo scattering, fino alla superconduttività, dall'effetto quantistico Hall al calcolo quantistico. In particolare, la misurazione usuale postulata dalla teoria quantistica, incluso il collasso della funzione d'onda e le probabilità date dal quadrato assoluto delle ampiezze di probabilità, emerge da una analisi delle due equazioni di movimento – l'equazione di Schrödinger e l'equazione pilota – senza l'invocazione tradizionale di uno speciale e in qualche modo oscuro, stato dell'osservazione.
(plato.stanford.edu/entries/qm-bohm/)

Citazioni di David Bohm: Fisica Quantistica

Nella relatività, il movimento è continuo, determinato in modo causale e ben definito, mentre nella meccanica quantistica è discontinuo, non determinato in modo causale e non ben definito. Ogni teoria è legata alle sue nozioni di modalità d'esistenza essenzialmente statiche e frammentarie (la relatività a quella degli eventi separati, collegabili da segnali e la meccanica quantistica a stati quantistici ben definiti). Quindi vediamo che è necessaria una nuova teoria che lasci questi impegni basilari e al massimo recuperi alcune caratteristiche essenziali delle vecchie teorie come forme astratte derivate da una realtà più profonda in cui ciò che prevale è una totalità ininterrotta.
(David Bohm, On Quantum Mechanics, Wholeness and the Implicate Order, 1980)

Al presente i fisici quantistici tendono ad evitare il problema adottando l'attitudine per la quale le nostre visioni generali riguardanti la natura della realtà sono di poca o nulla importanza. Si suppone che tutto quello che conta nella teoria fisica, sia lo sviluppo di equazioni matematiche che ci permettano di prevedere e controllare il comportamento di grandi aggregati statistici di particelle. Tale obiettivo non è considerato solo per la sua utilità pragmatica e tecnica: è divenuto un presupposto di molto del lavoro nella fisica moderna, che la predizione e il controllo di questo tipo sia tutto quello che riguardi la conoscenza umana.
(David Bohm, On Modern Physics, Wholeness and the Implicate Order, 1980)
Si viene spinti alla nuova nozione della totalità ininterrotta che nega l'idea classica dell'analizzabilità del mondo in parti separate ed esistenti… Abbiamo invertito la classica nozione per cui le “parti elementari” indipendenti del mondo sono la realtà fondamentale e i vari sistemi sono solo arrangiamenti e forme particolari contingenti di queste parti. Piuttosto, noi diciamo che le interconnessioni quantistiche inseparabili dell'intero universo sono la realtà fondamentale e che le parti che si comportano come relativamente indipendenti, sono solamente forme contingenti e particolari di questa totalità.
(David Bohm, On the Intuitive Understanding of Nonlocality as Implied by Quantum Theory, Foundations of Physics, vol 5, 1975)

Il principale problema della fisica moderna è che la meccanica quantistica fornisce solo la probabilità di un risultato sperimentale. Nemmeno il decadimento di un nucleo atomico o il fatto che decada in un momento e non in un altro, possono essere appropriatamente descritti nella teoria. Permette solo di predire statisticamente i risultati dei vari esperimenti. La fisica è cambiata dalla sua precedente forma, quando cercava di spiegare le cose e fornire una qualche immagine fisica. Ora l'essenza è considerata matematica. Si pensa che la verità sia nelle formule. Ora possono trovare un algoritmo col quale sperano di spiegare un'ampia gamma di risultati sperimentali, ma conterrà ancora inconsistenze. Sperano di poter infine spiegare tutti i risultati che si potrebbero ottenere, ma questa è solo una speranza.
(David Bohm, Problems with Modern Physics, Interview conducted by F. David Peat and John Briggs, published in Omni, January 1987)

Negli anni '50 ho inviato il mio libro (Quantum Theory) a vari fisici quantistici, inclusi Niels Bohr, Albert Einstein e Wolfgang Pauli. Bohr non ha risposto, ma Pauli lo ha gradito. Albert Einstein mi ha inviato un messaggio, avrebbe desiderato parlarmi. Quando ci siamo incontrati ha detto che il libro aveva fatto un buon lavoro per quanto si possa fare con la meccanica quantistica. Però non era ancora convinto che fosse una teoria soddisfacente. L'obiezione di Einstein non era solo per la statistica. Egli sentiva che fosse un tipo di astrazione; la meccanica quantistica otteneva risultati corretti, ma escludeva altro che l'avrebbe resa intelligibile. Io produssi l'interpretazione causale (dice che l'elettrone è una particella, ma possiede anche un campo attorno. La particella non è mai separata da tale campo e il campo influisce sul movimento della particella in certi modi). Ad Einstein non piaceva, perchè l'interpretazione conteneva questa nozione di azione a distanza: le cose molto distanti tra loro si influenzano profondamente. Egli credeva solo nell'azione locale. Non tornai su questo ordine implicato fino agli anni '60, quando mi interessai alle nozioni di ordine. Realizzai quindi che il problema è che le coordinate sono ancora l'ordine di base in fisica, mentre tutto il resto è cambiato.
(David Bohm, On Quantum Theory, Interview, 1987)

Il cambiamento più radicale è la nozione di ordine da quando Isaac Newton arrivò con la meccanica quantistica. L'idea quanto-meccanica dell'ordine contraddice l'ordine, perchè il principio di indeterminazione di Heisenberg ha reso impossibile un ordinamento dettagliato di spazio e tempo. Quando applichiamo la teoria quantistica alla relatività generale, a distanze molto brevi come 10^-33 cm., la nozione di ordine di spazio e tempo si rompe.
(David Bohm, On Quantum Mechanics, 1987)

La fisica è più come un organismo quantistico che una meccanica quantistica. Penso che i fisici siano molto riluttanti ad ammetterlo. Esiste una lunga storia di credenze nella meccanica quantistica e le persone hanno fede in essa. A loro non piacciono le sfide a questa fede.
(David Bohm, On Quantum Physics, 1987)

La fisica classica dice che la realtà è veramente fatta di piccole particelle che separano il mondo in elementi indipendenti. Ora propongo l'inverso, che la realtà fondamentale sia il ripiegamento e il dispiegamento e queste particelle siano le astrazioni derivanti. Noi potremmo descrivere l'elettrone non come particella che esiste in modo continuo, ma come qualcosa che entra ed esce e ritorna ancora. Se queste varie condensazioni sono vicine, approssimano una traccia. L'elettrone stesso non può mai essere separato dalla totalità dello spazio, che è il suo terreno.
(David Bohm, On Quantum Physics, 1987)

Sembra che le persone siano pronte ad attendere 20 anni per i risultati se hai le formule. Se non ci sono formule, non vogliono considerarlo. Le formule sono mezzi per parlare di cose senza senso, finchè non capisci cosa significhino. Ogni pagina di formule solitamente contiene sei o sette assunzioni arbitrarie che necessitano di settimane di duro studio per essere comprese a fondo. I giovani fisici solitamente apprezzano l'ordine implicato, perchè rende la meccanica quantistica più facile da afferrare. Quando arrivano alla laurea, divengono dubbiosi su di esso, perchè sentono che le variabili nascoste non abbiano utilizzo in quanto sono state rifiutate. Chiaramente, nessuno le ha realmente rifiutate. A questo punto, io penso che il maggior problema sia la matematica. Nella supersimmetria, un interessante pezzo di matematica attirerà attenzione, persino senza alcuna conferma sperimentale.
(David Bohm, On Mathematics & Modern Physics, 1987)

L'Errore di David Bohm

Le citazioni sottostanti di David Bohm, riflettono una simile opinione di Thomas Kuhn. Thomas Kuhn era nel giusto quando scrisse il suo libro “The Structure of Scientific Revolutions” del 1962, nel quale dice che i principi della realtà non erano conosciuti e quindi questa conoscenza incompleta lascia sempre problemi e ambiguità. Il suo errore (assieme a David Bohm e molti altri pensatori postmoderni) è stato assumere (senza evidenze) che questa conoscenza assoluta della realtà non possa mai essere raggiunta e che ci saranno sempre dei puzzle. David Bohm è ulteriormente influenzato dalle antiche filosofie Orientali secondo le quali la realtà/Brahman non può essere conosciuta e spiegata col linguaggio:

Nella filosofia prevalente in Oriente, l'immisurabile ( che non può essere nominato, descritto o compreso tramite la ragione) è considerato come realtà primaria.
(David Bohm, Wholeness and the Implicate Order, 1980)

Se supponessimo che le teorie diano la vera conoscenza, corrispondente alla “realtà per com'è”, allora dovremmo concludere che la Meccanica Newtoniana fosse nel giusto fino al 1900 circa, per poi divenire improvvisamente falsa, mentre la relatività e la teoria quantistica improvvisamente divennero la verità. Tale assurda conclusione non nasce se diciamo invece, che tutte le teorie sono conoscenze, nè vere e nè false.
…L'uomo sviluppa continuamente nuove forme di conoscenza, che sono chiare fino ad un certo punto e poi si offuscano. In questa attività, non c'è ragione per supporre che ci sia o ci sarà una forma finale di conoscenza (corrispondente all'assoluta verità) o persino una serie costante di approssimazioni. Piuttosto possiamo attenderci lo sviluppo infinito di nuove forme di conoscenza (che assimileranno certe caratteristiche chiave delle vecchie forme come semplificazioni, come fa la teoria della relatività con la teoria Newtoniana). Le nostre teorie devono essere viste come modi per osservare il mondo come totalità (“visioni del mondo”), piuttosto che una “assoluta vera conoscenza di come sono le cose”.
(David Bohm, Wholeness and the Implicate Order, 1980)

Quello che previene l'avanzamento delle conoscenze teoriche oltre i limiti esistenti e il loro cambiamento per affrontare nuovi fatti, è solo la credenza per cui le teorie danno vera conoscenza della realtà (cosa che implica il non cambiamento). Benchè il nostro modo di pensare moderno sia cambiato molto rispetto a quello antico, i due hanno una caratteristica chiave in comune: sono entrambi “accecati” dalla nozione che le teorie diano vera conoscenza sulla “realtà per com'è”. Quindi entrambi sono portati a confondere le forme indotte alla nostra percezione per conoscenza teorica, con una realtà indipendente dal nostro pensiero e modo di vedere. Questa confusione è di significato cruciale, dato che ci porta ad affrontare la natura, la società e l'individuo in termini di forme di pensiero più o meno fisso, continuando apparentemente a confermare le limitazioni di queste forme di pensiero nell'esperienza.
(David Bohm, Wholeness and the Implicate Order, 1980)

Unità Dinamica della Realtà: “La Totalità e l'Ordine Implicato” (1980)

Se l'uomo pensa alla totalità come costituita di frammenti indipendenti, allora ecco come la sua mente tenderà ad operare, ma se possiamo includere tutto coerentemente e armoniosamente in una totalità indivisa, senza un confine, allora la sua mente tenderà a muoversi in modo similare e a questo seguirà un'azione ordinata all'intero del tutto.
(David Bohm, Wholeness and the Implicate Order, 1980)

Quando ero un bambino, una certa preghiera che recitavamo ogni giorno in Ebraico, diceva d'amare Dio con tutto il tuo cuore e la tua anima e tutta la tua mente. Da queste parole capivo che era una nozione di totalità, non necessariamente verso Dio ma come modo di vivere ed ebbe un tremendo impatto su di me. Sentivo anche un senso di totalità della natura. Mi sentivo legato internamente agli alberi, alle montagne, alle stelle, diversamente dal caos delle città.
Quando studiavo inizialmente la meccanica quantistica, sentivo ancora questo senso di relazione interna, descriveva qualcosa che sperimentavo direttamente piuttosto che come solo pensiero. La nozione di rotazione in particolare mi affascinava: l'idea che quando qualcosa ruota in una certa direzione, può anche ruotare nell'altra direzione, ma in qualche modo le due direzioni assieme sarebbero una rotazione in una terza direzione. Sentivo che in qualche modo questo descriveva l'esperienza dei processi mentali. Pensando allo spin, sentivo di essere in diretto collegamento con la natura. Nella meccanica quantistica entrai in stretto contatto col mio senso intuitivo della natura.
(David Bohm, Interview conducted by F. David Peat and John Briggs, published in Omni, January 1987)

La nozione che tutti questi frammenti esistano separatamente è chiaramente una illusione e questa illusione non può far altro che portare a conflitto e confusione infinita. Infatti, il tentativo di vivere secondo la nozione che i frammenti siano realmente separati è, in essenza, quello che ha portato una serie di crisi crescenti ed estremamente urgenti che affrontiamo oggi. Come ora sappiamo bene, questo modo di vivere ha portato l'inquinamento, la distruzione dell'equilibrio della natura, la sovrappopolazione, il disordine economico e politico mondiale e la creazione di un ambiente generale che non è sano fisicamente e mentalmente per la maggioranza delle persone. Individualmente si è sviluppata una diffusa sensazione di disperazione e impotenza e vediamo quella che sembra una massa di varie forze sociali che vanno oltre il controllo e persino la comprensione degli esseri umani che ne sono coinvolti.
(David Bohm, Wholeness and the Implicate Order, 1980)

Tradotto da Richard per Altrogiornale.org
Fonte: http://www.spaceandmotion.com/physics-quantum-bohmian-mechanics.htm

Meccanica Quantistica Bohmiana: David Bohm ultima modifica: 2011-06-06T20:26:34+00:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l’incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all’autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)