Corruzione della fisica moderna 5: statistica microscopica

Da Claes Johnson ( le altre parti qui )


Il numero di nascite, morti o omicidi in Svezia, ad esempio, non varia molto di anno in anno e quindi è più o meno prevedibile , mentre è impossibile prevedere esattamente quale persona morirà per causa naturale o verrà uccisa. Questo non vuol dire che le morti/gli omicidi siano del tutto casuali come se fossero decisi lanciando un dado. In tutti i casi ci sono condizioni molto specifiche che prevedibilmente portano a un esito particolare come  microscopici prevedibili  di un evento macroscopico come la morte/omicidio. Se i microscopici prevedibili fossero conosciuti in dettaglio, allora anche l'evento macroscopico sarebbe prevedibile. A ha ucciso B per un motivo specifico.

Ma con i microscopici sconosciuti come variabili nascoste, i  macroscopici appaiono  casuali.  Ecco come funziona un tavolo da roulette .   


Ciò si collega al problema di base irrisolto della fisica atomica moderna come la natura statistica/casuale dell'interpretazione in CI della meccanica quantistica di Copenaghen , che Bohr ha impresso nella mente di tutti i fisici moderni con il forte sostegno di Born e Heisenberg, tranne alcuni come Schrödinger ( inventore della meccanica quantistica) ed Einstein che protestava con il suo famoso Dio non gioca a dadi.  

CI postula che la meccanica quantistica può solo fare previsioni microscopiche di natura statistica come la probabilità che un elettrone come particella si trovi in ​​un punto specifico è lo spazio e il tempo. In altre parole, in CI non possono esserci variabili nascoste che consentano la previsione della microscopica. In CI un elettrone gioca davvero a dadi, cosa che Einstein non ha mai accettato. 


Bohr ha sostenuto l'IC osservando che nel decadimento degli atomi radioattivi l'emivita, come il tempo dopo il quale la metà degli atomi è decaduta, è prevedibile, mentre è impossibile prevedere con precisione quali atomi decadranno e quando. La convinzione di base dell'IC è che gli atomi giocano alla roulette per decidere di decadere o meno. Non possono esserci variabili nascoste, da confrontare con i decessi/omicidi in una popolazione che contiene variabili nascoste. 


Ma la microscopica casuale è un'idea imbarazzante dal punto di vista scientifico. Concettualmente i macroscopici possono essere complessi come un agglomerato di microscopici, mentre l'idea stessa di microscopici è che sia qualcosa di semplice. I microscopici complessi devono basarsi su microscopici di microscopici e così via in una regressione senza fine. Quindi la microscopica come pezzo elementare di qualcosa di più grande deve essere semplice, e semplice in generale significa prevedibile. Quando Bohr parla di un elettrone che gioca alla roulette come un microscopio casuale, appare contraddittorio o almeno confuso e mistico come il signum della meccanica quantistica: 

  • In che modo il singolo elettrone gioca alla roulette? 
  • Qual è l'origine di questa strana idea?


Una risposta è data in Corruzione della fisica 3 . Ricordiamo che la meccanica quantistica fu creata negli anni '20 quando Schrödinger formulò un nuovo modello per l' atomo di idrogeno come una nuvola di elettroni caricata negativamente attratta da un kernel caricato positivamente. Il modello assume la forma di un'equazione differenziale parziale denominata equazione di Schrödinger in termini di funzione d'onda Ψ(x,)a seconda di una variabile spaziale tridimensionale Xe una variabile temporale tinsieme aΨ(x,t)|2che rappresenta la densità elettronica a)

Questo modello è completamente prevedibile/calcolabile e produce uno spettro atomico in diretta corrispondenza con l'osservazione come primo modello di microscopica prevedibile della fisica dell'atomo in parità con il modello prevedibile di Newton del moto degli oggetti celesti. 


È stato un meraviglioso risultato del pensiero razionale, ma come sarebbe un'equazione di Schrödinger per un atomo con più di un elettrone? Era tutt'altro che ovvio come generalizzare da uno a molti. e Schrödinger esitò. Naturalmente, una generalizzazione formale diretta potrebbe essere fatta con un tratto di penna in una funzione d'ondaΨ x1,x2,....,xN,t)a seconda diNvariabili spaziali tridimensionali x1,x2,...,xnper un atomo conNelettroni, quindi in una funzione d'onda a secondanvariabili spaziali, tuttavia senza un significato fisico diretto per N>1L'unica via d'uscita era dare a questa funzione d'onda multidimensionale un significato statistico come probabilità . Così fece Born seguito da Bohr, mentre Schrödinger protestava, e ciò pose fine alla ricerca di una generalizzazione dell'equazione di Schrödinger con un significato fisico diretto. La fisica moderna era bloccata con l'equazione di Schrödinger multidimensionale senza significato fisico, che inoltre non era calcolabile per un atomo multielettronico, come sottolineato dal premio Nobel Walter Kohn quando ha ricevuto il premio. 


La fisica moderna sta oggi. Gli elettroni giocano alla roulette. La microscopica atomica è casuale con microscopici contraddittori su microscopici. Le variabili nascoste sono proibite come i frutti della Conoscenza in Paradiso. Bohr afferma che la fisica non è ciò che  è,  ma ciò che possiamo dire.  Le equazioni multidimensionali di Schrödinger senza variabili nascoste contengono tutto ciò che si può dire, che però non è molto poiché non calcolabile. 


Una via d'uscita da questo vicolo cieco è aperta dalla meccanica quantistica reale  che presenta una diversa generalizzazione dell'equazione a un elettrone di Schrödinger in un'equazione d'onda calcolabile a molti elettroni in tre dimensioni spaziali con significato fisico. Con un tale modello sarebbe in linea di principio possibile prevedere quale atomo decadrebbe a causa delle condizioni specifiche del suo nucleo e della configurazione elettronica circostante, anche se in pratica sembrerebbero variabili nascoste. 

Una cosa è dire come Bohr che non ci possono essere variabili nascoste, solo roulette microscopiche senza fisica, un altro è dire che possono esistere e possono essere rivelate nella fisica deterministica. 

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