Oliver tira fuori il muso infangato dalla tana di talpa sulla quale è rimasto concentrato nell'ultimo quarto d'ora. Mi guarda come se si accorgesse improvvisamente della mia presenza dopo anni di indifferenza, e mi fa: "Dì un po', ti ricordi l'ultima volta che abbiamo parlato di fisica? Io ero un po' preoccupato per la storia del buco nero, e tu mi hai spiegato un po' di probabilità, e raccontato di draghi nella cuccia e di biscotti che potrei avere oppure no. A un certo punto hai pure accennato alla possibilità che, per uno strano fenomeno chiamato tunnel quanto-non-mi-ricordo-bene, io e te saremmo potuti finire al centro della terra morendo di una morte atroce. Dicevi che era un evento mooolto improbabile, ed in ogni caso io ero pronto a seguirti (a patto che avessi quantità sufficienti di biscotti in tasca, ma quel giorno uscendo di casa mi sembrava avertene visto prenderne una bella manciata). Poi però ci ho ripensato" - Oliver ha dei tempi di riflessione piuttosto lunghi - "Quella storia del tunnel quanto-ci-siamo-capiti mi ha incuriosito: hai voglia di spiegarmi un po' meglio come è possibile che qualcosa si solido (come per esempio un cane) possa passare attraverso qualcosa di altrettanto solido e impenetrabile (come per esempio l'ingresso di questa strettissima e inaccessibile tana di talpa): ho l'impressione che potrebbe tornarmi utile per la caccia. Che ne dici?".
Inspiro ed espiro un paio di volte: "Mio caro quadrupede peloso, mi stai per caso chiedendo di spiegarti un po' di meccanica quantistica? Lo sai che non è affatto banale?" "Lo immagino" fa lui con sguardo languido "ma nemmeno cacciare le talpe lo è. Se sarai bravo magari io potrei insegnarti un paio dei miei trucchetti..." "Tipo quello di scavare all'impazzata fino a quando l'ingresso della tana è completamente ostruito, e poi infilare il muso nel mucchio di terra smossa, e farsi mordere il naso?" "Esatto!" Uggiola Oliver entusiasta, mettendosi nella posizione di cane-modello che aspetta qualcosa. "Come resistere a un'offerta simile? Ma ti avverto, dovremo iniziare da parecchio lontano, e ci vorranno parecchie passeggiate" "Nessun problema: io devo uscire almeno due volte al giorno, se non vuoi che usi il tappeto...".
Allora, devi sapere che i fisici sono a volte un po' arroganti, e regolarmente credono di aver capito tutto, di aver scoperto tutto quello che c'è da scoprire. Alla fine del 1800 era più o meno così: tutto quello che succedeva in natura sembrava essere stato compreso. Che pacchia! Proprio in quel periodo alcuni di loro si misero a studiare un problemino che sembrava semplice: hai presente l'attizzatoio del camino? Quando lo lasciamo nel fuoco per un bel po' diventa incandescente (Oliver abbassa le orecchie: negli anni ha imparato a diffidare del fiore rosso): questi fisici volevano capire le caratteristiche della luce emessa da un oggetto a una certa temperatura. O meglio, della radiazione emessa: non era necessariamente luce visibile, o perlomeno non lo era a tutte le temperature.
Questi fisici notarono che il "tipo" di luce emessa da un corpo caldo - il suo colore, se vuoi (Oliver è un po' perplesso: i cani non hanno molta familiarità con i colori. Ma tiene duro: Oliver è un cane cocciuto) - dipende dalla sua temperatura. A una certa temperatura, un corpo emette luce (o meglio radiazione) di più "tipi" (di più colori, o, come piace dire agli scienziati, di diverse lunghezze d'onda); ed emette ogni tipo di luce con una diversa intensità. La somma di questi "tipi" di luce a diverse intensità ne determina il colore.
Per esempio il sole ci appare giallo, ed il colore che vediamo dipende proprio dalla sua temperatura, e dal particolare miscuglio di radiazioni di diversa lunghezza d'onda (con diverse intensità) che emette. Ti faccio un disegnino: su un asse metto il "tipo" di luce - il suo colore, ma preparati a spaziare anche nelle regione di luce che noi non vediamo - sull'altro asse metto l'intensità della luce emessa per quel particolare "colore" (ovvero, per quella lunghezza d'onda). Ecco la curva per il sole:
ed ecco quella per l'attizzatoio del camino, che è molto meno caldo del sole, ed emette principalmente nella regione dell'infrarosso, ma ha ancora qualche componente visibile appunto rossa:
Vedi? Le curve sono simili, anche se coprono regioni di lunghezza d'onda differenti. Adesso puoi provare a immaginarti la curva per il forno di casa (che è più freddo dell'attizzatoio del camino) dove sta cuocendo l'arrosto. "Mmmm" sbava Oliver, distraendosi un attimo... "Dai, su, lo sai che l'arrosto non ti spetta! Rimani concentrato!".
Oliver si gratta accuratamente dietro l'orecchio, poi mi dice: "Vediamo se ho afferrato il concetto: un corpo a una certa temperatura emette un miscuglio di radiazioni di diversa lunghezza d'onda. Le caratteristiche del miscuglio (l'intensità della radiazione di ogni "tipo") dipendono dalla temperatura, ma la forma generale del miscuglio è sempre la stessa, e assomiglia a quella curva a campana un po' asimmetrica che mi hai disegnato. A volte la curva si trova in regioni di luce di un tipo, a volte di un altro, a seconda della temperatura del corpo in questione. Che ne dici, ci sono?" "Che bravo cane!" "E allora, dov'è l'inghippo? Che c'entra la meccanica quantistica?".
Mio caro cane saputello, ti avevo avvertito che avremmo dovuto iniziare da lontano! Il problema è che nessuna delle equazioni della fisica di fine 1800, quelle sembravano descrivere così bene tutti meccanismi naturali conosciuti, riesce a descrivere questa curva che a te sembra tanto semplice! I fisici di allora si grattavano la testa con la stessa violenza con cui ti gratti tu quando ti prude un orecchio. Fino a quando non arrivò un certo signor Planck, che, rimanga tra noi, imbrogliò un po', e imbrogliando trovò la soluzione al problema. E allo stesso tempo aprì il vaso di Pandora della meccanica quantistica. "un vaso pieno di biscotti come quello sul buffet di casa?" "Bah! Sei il solito. Dai, rientriamo a casa: il sole sta tramontando, e l'arrosto sarà ormai cotto" "Uof!".
Continua (alla prossima passeggiata).
Adoro le passeggiate del tuo cane!
Mi sembri un po' Feynman con questo stile :).
Ahah, l'argomento sembra anche semplice se messo in questo modo...
ma Oliver è un cane intelligente e può arrivare dappertutto! 😀
@Capemaster: Gulp! Grazie, il mio ego ne è lusingato, ma il paragone e decisamente troppo impegnativo: se fossi anche solo un pochino simile a Feymann, probabilmente adesso starei insegnando al Caltech e non sproloquinado di fisica con il mio cane 🙂
@Tobia: beh, Oliver non sa ancora cosa lo aspetta nelle prossime passeggiate: aspetta solo che andiamo in gita al lago a parlare di onde e intereferenza, e poi vediamo come se la cava (Oliver nuota bene, ma non ama andare dove non tocca!).
Guarda...
Ho appena finito di leggere "6 pezzi facili" e sin dall'inizio ho pensato a te (e a Oliver naturalmente). Non tutti, direi decisamente pochi, hanno il dono della divulgazione.
Tu, a mio modesto parere, sei uno di quelli.
🙂
Grazie, era tanto che aspettavo e finalmente è arrivata la m.q., ma adesso non farci penare, pendiamo tutti dalle tue labbra, a presto, al prossimo biscotto ciao
Bella, aspetto il seguito!!
Sto cercando di immginare un Oliver sapientone ma non ci riesco.. dupito che imparerà ad attraversare la materia (ed in questo caso la MQ) in poche passeggiate.
Che dire..sei uno scrittore formidabile che riesce a far diventare una cosa molto diffice altrettanto facile ;D
Eheh, sempre molto bello, ironica e interessante la tua passeggiata con Oliver. Ripeto, perchè non ne fai un bel libretto di divulgazione? Hai non solo il dono dell'abilità divulgativa ma anche quella umoristica, che non guasta affatto, anzi rende tutto ancora più gradevole e facile da imparare, sono sicuro che nelle scuole, ma anche sul comodino di milioni di persone sarebbe una lettura gradevole e ovviamente utile. E poi, perchè no, una entrata di quattrini extra che fa sempre comodo quando si ha sulle spalle il dolce peso di una famiglia. 😉
Inoltre con tutte le brutte cose che la gente non può fare a meno di vedere dappertutto, soprattutto in TV e sui giornali, fa bene al cuore immergersi almeno per qualche ora in letture più piacevoli, no?
Quoto QL! parlare "con leggerezza" di argomenti che leggeri non sono è un dono da sfruttare!
Personalmente è quello che mi fa preferire Piero Angela a Mario Tozzi.
@capemaster: se hai letto i 6 pezzi facili, mi permetto di consigliarti "Sta scherzando Mr. Feynman! - Vita e avventure di uno scienziato curioso". Tutto un altro Feynman, ma è bellissimo da leggere! Pensare a lui che apre lucchetti e casseforti mentre ragiona di fisica ti fa vedere meglio la persona e non solo lo scienziato.
Bello, veramente bello questo articolo. Facile e divertente! Te lo sarai sentito dire più volte, ma davvero complimenti!
Dopo un settimana bianca appena finita, ed un viaggio in auto interminabile, leggere di questa passeggiata non è stato solo piacevole, ma mi è anche sembrato di una naturalezza impressionante.
Stefano.
Mi appassiona la meccanica quantistica perché mi sembra che la scienza ed in specifico la fisica siano arrivate ad un punto della loro evoluzione estremamente significativo in quanto interagiscono con dei campi di conoscenza come mai, almeno a livello cognitivo di massa, é successo prima.
Mi sa un po' di segno dei tempi, che apra a qualcosa di estremamente entusiasmante, che può portarci veramente lontano e probabilmente oltre ogni nostra più fervida immaginazione.
Trovare un sito come questo competente, frizzante, ed ispirato non é cosa da poco.
Grazie Marco !
Ciao, Valter
Se ricordo bene, che mi ha acceso la lampadina della meccanica quantistica, é stato Neale Donald Walsch, forse con l'affermazione che nel dialogo un amico fa all'altro:
Più o meno il discorso era in questi termini e non é roba da poco, mi sembra che qui ci sia da meditare parecchio.
é stata tagliata la citazio che verteva sul fatto che crediamo di vivere in una realtà tridimensionale mentre la - sperimentiamo - soltanto ma non ci viviamo poiché in realtà siamo creature multidimensionali.
Valter, da quel poco che so di Walsch non mi sembra sia esattamente un'autorità scientifica. Può darsi che ci sia da meditare su quello che scrive, ma certamente nulla che possa dirci qualcosa sulla realtà fisica, e tanto meno sulla meccanica quantistica.
Per i profani, Walsch è un - come definirlo? Predicatore? Santone? - americano che professa una sua persona declinazione di panteismo che mescola cattolicesimo e filosofie orientali. Niente di male - o meglio, io ne so troppo poco per criticare le sue posizioni teologiche o filosofiche - ma nulla a che fare con la scienza e l'indagine del mondo fisico.
Apprezzo il lavoro di ogni vero ricercatore e non intendevo far passare Walsch per un fisico ma solo dire quanto strani siano i casi della vita per il fatto di aver trovato tra le sue righe il seme della passione per il mondo dei quanti
Poi sono venuti Il Tao della fisica di Capra, Lo yoga e la macchina del tempo di Alan Wolf, Vittorio Marchesi con La fisica dell’anima, La Matrix Divina di Gregg Braden e così via fino a Paul Davies con il suo Una Fortuna cosmica. Da ultimo ho trovato il frizzante blog di un giovane fisico di Torino, al quale sono grato per prezioso gratuito lavoro. Trovo interessante comunque che chi ha solo elementari nozioni di una certa materia scientifica possa trovare il canale per accedervi e pur senza potersi addentrare nello specifico delle formule, possa trovarvi notevoli interessi esistenziali. Se ti dicessi poi che con questi pochi elementi conditi da tanto entusiasmo, ho messo insieme una chiacchierata da fare tra amici, alcuni anche istruiti, replicata tre volte e che qualcuno mi richiede ancora? C’è poi chi domanda ogni tanto a che punto sono gli esperimenti al CERN circa il Bosone di Higgs. Non c'é che dire, si é acceso un bell'entusiasmo!
Valter, purtroppo tutte le persone che citi hanno in qualche modo la tendenza - che personalmente considero pericolosa - a voler usare la fisica "moderna" (proprio quella strana e contro-intuitiva) per spiegare e giustificare le proprie convinzioni filosofico-spirituali. Io rimango convinto che questo sia un approccio scorretto e dannoso, sia per la ricerca scientifica che per quella teologico spirituale. Troppo spesso si vorrebbe dare alla prima un'autorità su campi che non le competono, e - peggio! - si vorrebbe tentate di giustificare le posizioni della seconda (che invece dovrebbero avere a che fare nella migliore delle ipotesi con la fede) con un riscontro scientifico. Orrore!
E poi dovremmo anche parlare della sola fondatezza del contenuto prettamente scientifico dei testi di questi autori. Se solo penso a Capra rabbrividisco: ancora spaccia per attuali teorie rigettare all'inizio degli anni 70!
Umile consiglio: là fuori c'è dell'ottima divulgazione scientifica, e dell'ottima riflessione filosofico-spiritual-teologica, da leggere e studiare. Concentrarsi deliberatamente sui papponi sincretici fa male alla pelle!
Mamma mia, mi ritrovo spiazzato, ma come a bigliardo, preferisco perdere con uno bravo che vincere con un brocco. Ti garantisco che prenderò in considerazione le tue parole. Potrà essere una buona occasione per rimettere in discussione tutto. Pensavo che Capra per quanto ne avevo capito fosse un personaggio affidabile. Già che ci sei, qui o a parte, che ne diresti di mandarmi un qualche titolo o riferimento, che mi metto subito all'opera?
Ciao Valter,
c'è una bella discussione a proposito di libri divulgativi di fisica moderna (e quantistica in particolare) in questo thread di Anobii (da leggere dall'inizio: non so perché, ma il link porta solo a fondo pagina): potresti cominciare da li. A proposito, anche laggiù parlo male di Capra, e non sono l'unico!
Finalmente ho avuto il tempo per leggere questo post e ora aspetto con impazienza la seconda, la terza, la quarta, ecc. passeggiata!
Soprattutto quando andrete al lago! ("aspetta solo che andiamo in gita al lago a parlare di onde e intereferenza")
Complimenti per la tua grande capacità di divulgazione e mi associo a chi ti consiglia di raccogliere i tuoi scritti in un libro, però poi lo voglio autografato! 🙂
Una volta mi ricordo di aver letto la spiegazione di perchè la luce ci appare di un certo colore. Purtroppo non mi ricordo piu dove l'ho letto 🙁
In sostanza dire che la luce ha un colore dovrebbe voler dire tipo: le onde elettromagnetiche hanno un tipo di frequenza che l'occhio percepisce con quel particolare colore. Il fatto di attribuire un colore alla luce mi manda il tilt, la luce non dovrebbe, oggettivamente, avere alcun colore, ciò che differisce è la sua frequenza. Sbaglio?
Ma anche se dicessi giusto riesci a ricordarmi come funziona il meccanismo tra il colore che noi attribuiamo alla luce e ciò che succede alla luce stessa?
Grazie 🙂
ahh, tu usi lunghezza d'onda e non frequenza; forse sbaglio ma la frequenza non dipende dalla lunghezza e viceversa? Io le confondo con le onde sonore dove la frequenza determina l'altezza del suono (suono acuto suono grave), mentre il colore del suono è dato dal timbro che è un mix di tutto, compreso la forma dell'onda.
Questo è importante che ce l'abbia in testa bene bene perchè quando parlerai (nella prossima passeggiata) dell'emissione delle radiazioni di un corpo nero e del Nobel preso da Einstein a tal proposito, so che poi mi ci perderò (non l'ho mica capito nonostante abbia letto un bel pò di libri). 🙂
Ciao MyMay
Per un'onda di definita frequenza (detta non a caso monocromatica) puoi anche attribuire un colore, ma per ovvie ragioni è meglio parlare di numeri (es "700 THz") che di imprecisate categorie (es "verde").
L'occhio umano a rigore non è un analizzatore di frequenze, quindi quello che noi chiamiamo "colore" è il risultato di processi sia percettivi sia cognitivi molto più complessi di come si può pensare a prima vista.
Il "colore di un suono", cioè il timbro, è solo un'espressione figurata che non ha nulla a che vedere con i colori propriamente detti.
Per onde em nel vuoto parlare di frequenza F o lunghezza d'onda L è equivalente (L=c/F, con c=velocità luce, costante) ma quando si propagano in un mezzo l'univocità della relazione L-F non è più garantita (si parla di mezzi dispersivi) e risulta più conveniente riferirsi alle onde parlando di frequenze.
@My-May: lunghezza d'onda e frequenza sono intimamente legate tra di loro con la velocità di propagazione dell'onda in questione. Nel caso della luce monocromatica nel vuoto, se chiami \(c\) la velocità, hai \(\lambda = \frac{c}{\nu}\) dove \(\lambda\) è la lunghezza d'onda, e \(\nu\) la frequenza. Come vedi puoi agevolmente passare da una all'altra, e identificare certe proprietà della radiazione monocromatica (per esempio il colore, nel caso della luce visibile) in funzione di entrambe. Come dice Xisy se ti sposti in mezzi dispersivi le cose diventano più complesse, ma nel nostro caso la semplificazione basta e avanza.
Quanto al testo qui sopra, la metafora del colore è chiaramente approssimata, nel senso che il colore è una forma di percezione di certe caratteristiche della radiazione elettromagnetica in una certa zona della spettro (che chiamiamo appunto visibile), mentre io la uso malamente per identificare in senso estensivo le caratteristiche della radiazione (lunghezza d'onda o frequenza, come preferisci) anche dove il colore in quanto tale non c'è. Si tratta di una semplificazione a uso di Oliver, sono certo che capisci.
ARF! bravissimo! ...continua, pero'...
Scusa Marco una domanda, spero non sia troppo sciocca. Ci stavo pensando su, ma non sapevo a chi rivolgere la domanda 🙂 Poi non sapevo dove farla, ho scelto questo vecchio (ma non del tutto) post.
Parliamo di "sigma" (un po' quello anche di cui parli nel libro) o anche piu in generale di statistica. Bene, volevo capire questo: il valore medio di aspettazione è simile (uguale, piu o meno o per nulla...) sia se si parla di biglie in un sacchetto sia se si parla di osservabili delle parlicelle elementari? Il succo della domanda: si usa una statitistica differente se stiamo facendo esperimenti su osservabili della meccanica quantistica da quelli dove invece compaiono biglie "macroscopiche" o possiamo dire che la stessa statistica vale ugualmente sia per le une che per le altre?
Mi è venuta questa domanda banalmente perchè stavo pensando al concetto di "caso", che come credo sia ormai dogma, è ontologico in m.q. mentre invece si presume non lo sia per gli oggetti macroscopici, dove appunto la casualità non è dovuta alla mancanza di cause. Quindi mi chiedevo appunto, se le casualità sono differenti la statistica che viene applicata non dovrebbe anch'essa essere differente? E se la risposta fosse si, in cosa differisce? grazie dell'eventuale risposta ciao
È una domanda difficile che richiede(rebbe) una risposta complessa.
Semplificando molto, diciamo che l'origine della casualità di un fenomeno è in genere diversa, e tanto più lo è se confronti un fenomeno macroscopico con un microscopico. Nel primo caso è legata alla tua incapacità di predire il risultato di un sistema complesso anche se descritto bene nei suoi componenti da una legge deterministica: anche se assumi valida la meccanica classica, resti comunque con un problema caotico che non sai risolvere se consideri l'estrazione delle biglie. Nel secondo caso, la dimensione probabilistica è intrinseca (da quello che ne capiamo) nelle leggi fondamentali.
Poi, volendo, potremmo discutere della transizione tra microscopico (e quantistico) e macroscopico (e classico), e del perché l'aspetto probabilistico intrinseco sparisca nell'ambito macroscopico, ma è un'altra domanda.
Ok, lo so che chiedo molto... troppo direi (forse). Che l'origine della casualità sia diversa diciamo che lo davo per scontato, mi chiedevo invece se uno sperimentatore usa "tecniche" di statista diverse se deve prelevare informazioni su "oggetti microscopici" da quelli che in genere sono considerati macroscopici. Tipo che ne so, facciamo un esempio banale. Il lancio di una moneta. Se questa moneta fosse di tipo "quantistico" le probabilità di osservare una faccia con la figura della testa (invece che con la croce) sarebbero sempre del 50% e 50% proprio come una moneta di tipo classico. A questo punto però mi chiedevo, qual'è la differenza fra le due rilevazioni. Non dovrebbero essere differenti visto che le casualità sono differenti?
A questo proposito mi è venuto alla mente il teorema di Bell, dove si direbbe (uso il condizionale visto che la mia capacità di analisi di cose troppo tecniche è sempre nettamente inferiore a voi fisici eheh) che se ci fosse un meccanismo interno mi dovrei aspettare di osservare un numero di corrispondenze superiore al 50% di quelle possibili (scritto male? spero di no). Mentre invece gli esperimenti smentiscono appunto questa corrispondenza il che significa che non c'è alcun meccanismo interno (almeno locale).
Però comprendo (e qui incomincia la mia confusione mentale) anche che questi tipi di esperimento che confermano il teorema di Bell, non usano (che io sappia) una tecnica statistica differente da quella classica. Semmai è usata quella classica per dire, ok quella quantistica è differente; non se ne usa una quantistica (che io sappia) per dire ugualmente la stessa cosa: ok quella classica è differente. Chiaramente sarà piu difficile poi essere certi che le probabilità quantistiche spariscano nel mondo classico se non abbiamo un corrispettivo del teorema di Bell al contrario. O no? 🙂
Ciao,
Torno su questo thread anche se hai ragione, è veramente un po' troppo per discuterne qui 🙂
Le tecniche statistiche sono le stesse: la teoria matematica si adatta a seconda degli estremi del problema (distribuzioni continue o discrete) e della scuola statistica (inferenza frequentista o Bayesiana), ma non fa troppe distinzione sull'origine del fenomeno casuale.
Sul resto... sorvolo 😉