I Limiti della Scienza

Il principio di indeterminazione di Heisemberg è uno dei principi cardini della scienza e la sua formulazione ha ricoperto un ruolo importante nel XX secolo e nello sviluppo della fisolofia della scienza.

Il principio di Heisenberg sancisce l’impossibilità di determinare contemporaneamente la posizione e la quantità di modo di una particella. Ciò venne dedotto Werner Heisenberg, il quale attribuì questo limite alla natura quantistica delle particelle. Tale principio implica l’esistenza di un limite ben preciso alla capacità della scienza di spiegare e comprendere l’universo; Un limite che è però dettato dal fatto che noi, osservatori, facciamo parte del sistema in esame e per tanto influenzeremo in maniera inevitabile il sistema.

Storicamente è nota la diatriba tra Einstein e Bohr sulle implicazioni di del Principio di indeterminazione.
Einstein, infatti, propose al collega il seguente esperimento mentale:

"Riempiamo una scatola con del materiale radioattivo che emette radiazioni casuali. La scatola ha uno sportello, che viene aperto e chiuso immediatamente, da un orologio, a un preciso istante, permettendo così a un po' di radiazione di uscire. In questo modo il tempo è già noto con precisione. Vogliamo ancora misurare la variabile coniugata energia, con precisione. Non c'è problema dice Einstein: pesiamo la scatola prima e dopo. L'equivalenza tra massa ed energia, derivante dalla relatività speciale ci permetterà di determinare precisamente quanta energia ha lasciato la scatola"

Di tutta risposta Bohr affermò:

"Se l'energia esce, la scatola è più leggera e si solleverà leggermente sulla bilancia. Questo cambia la posizione dell'orologio. Quindi l'orologio devia dal nostro sistema di riferimento stazionario, e quindi per la relatività speciale, la sua misurazione del tempo sarà diversa dalla nostra, portando a un inevitabile margine d'errore"

L’elemento di separazione dei due illustri fisici sta nel fatto che Einstein ritenesse che tutte le distribuzioni statistiche finora conosciute, avessero un fondamento probabilistico.

Molti fisici oltre Einstein ritenevano non accettabile la visione determinista della meccanica quantistica. Per tanto supposero che la Meccanica Quantistica fosse in realtà incompleta, poiché non tiene conto di una variabile (non nota) che rende non deterministica la meccanica quantistica.
Una prima teoria che si basa su questa assunzione è l’ipotesi di De broglie, che introduce un comportamento ondulatorio alla materia. Una teoria che a riscontrò interesse nella comunità scientifica é la teoria di Bohm, che si basa sull’assunzione che una particella (come per esempio l’elettrone) avesse una sorta di onda guida che in qualche modo definisse la direzione della stessa.

La teoria sella variabile nascosta é ai nostri giorni, considerata non attendibile sotto diversi aspetti, ma resta affascinante per il suo approccio originale ad un fenomeno scientifico così determinante.
Nel complesso, si può dire che la nostra stessa natura di entità tridimensionali, giustifica il principio stesso di Heisenberg, ma bisogna tenere in considerazione, infatti, che un qualsiasi fenomeno si sviluppa non solo nelle 4 dimensioni note, ma in coordinate di cui noi stessi non siamo pienamente coscienti. Ed è proprio questa limitatezza a far scaturire il Principio di Indeterminazione di Heisenberg.

Francesco Longobardo