In this paper (in Italian) we discuss how quantum theories can be thought of as having the same structure. If so, even the theories that appear to be about the wave function are incomplete, even if in a way which is very different from the one Einstein proposed.

A differenza della meccanica quantistica, i cui fondamenti sono sempre stati al centro di un ininterrotto dibattito, gli aspetti concettuali della meccanica statistica non hanno attratto interessi così vasti; tra le eccezioni citiamo il bel libro di Emch e Liu. In questo breve contributo discuteremo alcuni problemi concettuali della meccanica statistica, in particolare il ruolo del caos e l’emergenza di proprietà collettive che appaiono quando il numero delle particelle del sistema è molto grande.

Ho letto molte recenti discussioni sui limiti del calcolo e dell'universo come computer, sperando di trovare alcuni commenti sull'incredibile lavoro del fisico polimatematico e del teorista delle decisioni David Wolpert, ma non ho trovato una sola citazione e quindi presento questo brevissimo riassunto. Wolpert si dimostrò una straordinaria impossibilità o incompletezza teoremi (1992-2008-see arxiv dot org) sui limiti dell'inferenza (calcolo) che sono così generali che sono indipendenti dal dispositivo che fa il calcolo, e anche indipendenti dalle leggi della fisica, in (...) modo che si applichino tra computer, fisica e comportamento umano. Fanno uso della diagonalizzazione di Cantor, del paradosso bugiardo e delle linee del mondo per fornire quello che potrebbe essere il teorema definitivo nella Teoria delle Macchine di Turing, e apparentemente forniscono intuizioni sull'impossibilità, l'incompletezza, i limiti del calcolo, e l'universo come computer, in tutti gli universi possibili e in tutti gli esseri o meccanismi, generando, tra le altre cose, un principio di incertezza meccanica non quantistica e una prova di monoteismo. Ci sono evidenti connessioni con l'opera classica di Chaitin, Solomonoff, Komolgarov e Wittgenstein e alla nozione che nessun programma (e quindi nessun dispositivo) può generare una sequenza (o dispositivo) con maggiore complessità di quella che possiede. Si potrebbe dire che questo corpo di lavoro implica l'ateismo poiché non può esserci alcuna entità più complessa dell'universo fisico e dal punto di vista della Wittgensteinian, "più complesso" non ha senso (non ha condizioni di soddisfazione, cioè, creatore di verità o test). Anche un 'Dio' (cioè un 'dispositivo'con tempo/spazio illimitato ed energia) non può, determinare se un dato "numero" è 'casuale', né trovare un modo per dimostrare che una determinata "formula", "teorema" o "sentenza" o "dispositivo" (tutti questi sono giochi linguistici complessi) fa parte di un particolare "sistema". Coloro che desiderano un quadro aggiornato completo per il comportamento umano dalla moderna vista a due systems possono consultare il mio libro 'La struttura logica dellafilosofia, psicologia, Mind e il linguaggio in Ludwig Wittgenstein e John Searle' 2nd ed (2019). Coloro che sono interessati a più dei miei scritti possono vedere 'TalkingMonkeys--Filosofia, Psicologia, Scienza, Religione e Politica su un Pianeta Condannato--Articoli e Recensioni 2006-2019nd ed (2019) e Suicidal Utopian Delusions nel 21st Century 4th ed (2019) . (shrink)

Nella sua straordinaria opera scientifica, Franco Selleri si è sempre opposto alla rinuncia alla comprensione della struttura della realtà e della natura degli oggetti fisici, che egli considera come l’elemento caratterizzante delle principali teorie della fisica del Novecento e che è stata stigmatizzata da Karl Popper come tesi della “fine della strada in fisica”. Sin dalla fine degli anni ’60, egli ha sviluppato quella riflessione critica nei confronti delle teorie fondamentali della fisica moderna, in particolar modo della teoria delle particelle (...) elementari e della meccanica quantistica, e in un secondo tempo delle teorie relativistiche, che contraddistingue il suo programma di ricerca. Nel corso della sua intensa e infaticabile attività scientifica, Selleri è entrato in proficuo contatto con molti grandi fisici e filosofi della scienza, instaurando un intenso dialogo critico con Louis de Broglie, John Bell e Karl Popper. Le sue originali e non convenzionali ricerche lo hanno portato a risultati significativi non solo nell’ambito dei fondamenti della fisica, ma anche della storia e della filosofia della fisica. Per questo abbiamo voluto dedicare un numero speciale di Isonomia al nostro impareggiabile amico e collega, sia per la sua passione instancabile e la sua profonda conoscenza dei fondamenti formali, concettuali e filosofici delle teorie della fisica contemporanea, sia e forse ancor più come maestro di una prospettiva perennemente critica che egli ha sempre seguito e proposto con particolare rigore ed estrema determinazione. (shrink)

La meccanica quantistica è una delle più grandi conquiste intellettuali del xx secolo. Le sue leggiregolano il mondo atomico e subatomico e si riverberano su una miriade di fenomeni del mondomacroscopico, dalla formazione dei cristalli alla superconduttività, dalle proprietà dei fluidi a bassatemperatura agli spettri di emissione di una candela che brucia o di una supernova che esplode, daimeccanismi di combustione della fornace solare ai principi di base delle nanotecnologie. Non c’èquasi nulla nel mondo che ci circonda su (...) cui non soffi l’alito delle leggi quantistiche. Tuttavia, per come è usualmente presentata nei libri di testo, la meccanica quantistica è sostanzialmenteun’insieme di regole per calcolare le distribuzioni di probabilità dei risultati di qualunqueesperimento (nel dominio di validità della meccanica quantistica). In quanto tale, non ci forniscedirettamente una descrizione della realtà. Una descrizione della realtà, cioè un’ ontologia , dovrebbedirci che cosa c’è nel mondo e come si comporta, quali sono i processi che si realizzano a livellomicroscopico e, di conseguenza, fornirci una spiegazione del formalismo quantistico. (shrink)

All’interno dell’essere umano si situa, forse, una delle facoltà più peculiari, sulla quale sono stati costruiti interi sistemi morali e giuridici: la libertà. La relazione si propone di cogliere il libero arbitrio come spazio liminale dal quale emerge in modo singolare l’inscindibile rapporto tra le cosiddette scienze dure e la filosofia, che sin dai suoi albori si è occupata di questo argomento. Si analizzeranno in particolare le ricadute che hanno avuto sulla riflessione del libero agire umano le scoperte della fisica (...) classica prima e il notevole cambio di prospettiva fornito dalla meccanica quantistica dopo. Fine ultimo del contributo è quello di individuare un approccio sintetico alla questione del libero arbitrio. (shrink)

Ernst Mach (1838-1916) è stato una figura di riferimento per la cultura scientifica e filosofica tardo-ottocentesca e dei primi decenni del Novecento. Le sue ricerche in fisica e psicologia, così come il lavoro epistemologico che emerge dalle pagine di opere quali La meccanica nel suo sviluppo storico-critico e Conoscenza ed errore, hanno influito notevolmente su molti autori a lui contemporanei. In questi testi, Mach delinea una concezione antimetafisica del pensiero scientifico e una concezione biologico-evolutiva della conoscenza umana che si (...) ritrovano elaborate in vario modo nella teoria della relatività di A. Einstein, nell’epistemologia evoluzionistica di K. Popper e D. Campbell, nel pragmatismo di W. James e, più in generale, nelle idee che animarono il primo Circolo di Vienna. I saggi raccolti nel presente volume si propongono di commemorarne la figura e l’opera, guardando a Mach come figura di confine tra prospettive di indagine che la storia della filosofia dell’ultimo secolo ha spesso visto contrapposte. (shrink)

L’osservazione della natura con l’intento di capire l’origine della varietà di forme e fenomeni in cui si manifesta ha origini remote. All’inizio il rapporto con i fenomeni naturali era dominato da sentimenti quali paura e stupore che conducevano a supporre l’esistenza di entità sfuggenti alla percezione diretta che permeavano gli elementi animandoli. Ecco dunque che la magia rappresenta l’elemento dominante della filosofia naturale primitiva caratterizzata da una unicità degli eventi e dalla impossibilità di capirli e dominarli in quanto frutto della (...) volontà di essenze a noi estranee e non governabili. Con il nascere della civiltà ed il suo progredire il tempo dedicato ai lavori necessari per il sostentamento e la sopravvivenza diminuì e nella ripartizione dei compiti alcuni individui potevano dedicare parte del loro tempo alla osservazione della natura ed alla sua interpretazione in termini non trascendenti. Nella natura, intesa come tutto ciò che ci circonda composto da esseri viventi e da materia inorganica nelle sua varie aggregazioni sulla terra e nel cosmo, ciò che attirò l’attenzione fin dall’inizio furono furono i fenomeni regolari e periodici come i moti della luna, dei pianeti e delle stelle. Nel contempo dopo una spinta iniziale dettata da esigenze pratiche come contare gli oggetti o misurare i campi, la matematica si era sviluppata autonomamente e si rivelò idonea a descrivere in termini quantitativi i moti dei corpi celesti. La terra era al centro dell’universo mentre il moto degli altri corpi celesti risultava da una composizione di moti circolari uniformi. Questa visione geocentrica e pitagorica (armonia delle sfere) dell’universo ha prevalso fino agli albori della scienza moderna, anche se una descrizione eliocentrica, basata su validi argomenti, era stata proposta. Per quanto riguarda la struttura della materia i presocratici avevano già proposto i quattro elementi mentre gli atomisti avevano ricondotto tutto ad entità elementari primigenie, il cui aggregarsi e disgregarsi da luogo a tutti gli stati e le molteplici forme della materia. Queste intuizioni si ritrovano nella fisica moderna che contempla quattro stati di aggregazione, che hanno come unico sostrato comune gli atomi. La fisica moderna nasce con Galileo e Newton, la cui dinamica si sviluppa a partire dalle leggi di Keplero che descrivono il moto dei pianeti nel sistema eliocentrico, per potersi poi applicare ad un qualunque sistema materiale. Pertanto nei due secoli successivi si ritenne che un modello meccanico potesse essere sviluppato per un qualunque sistema fisico e quindi per l’universo intero la cui evoluzione doveva essere matematicamente prevedibile. Per i fenomeni termici tuttavia vennero formulate leggi ad hoc come quelle della termodinamica che mostrano come i processi macroscopici siano irreversibili in contrasto con le leggi della meccanica. Si deve a Boltzmann1 il tentativo di ricondurre la termodinamica alla meccanica per un gran numero di particelle dei cui moti disordinati viene data una lettura di carattere statistico. L’aumento della entropia e la irreversibilità seguono dalla ipotesi di caos molecolare ossia che i moti siano così disordinati che si perde rapidamente memoria dello stato iniziale. L’idea di introdurre una misura di probabilità nel contesto della meccanica sembra antitetica con la natura stessa della teoria rivolta fino ad allora allo studio di sistemi con moti regolari, reversibili e prevedibili individualmente su tempi lunghi. Tuttavia l’analisi probabilistica diventa essenziale per lo studio di sistemi caratterizzati da forti instabilità, e da orbite irregolari per i quali la previsione richiede una conoscenza della condizioni iniziali con precisioni fisicamente non raggiungibili. Combinando la evoluzione deterministica della meccanica di Newton o di Hamilton con la descrizione statistica attraverso una opportuna misura invariante di probabilità nello spazio delle fasi, nasce la teoria dei sistemi dinamici2 che consente di descrivere non solo i sistemi ordinati o i sistemi caotici ma anche tutti quelli che vedono coesistere in diverse proporzioni ordine e caos e che presentano una straordinaria varietà di strutture geometriche e proprietà statistiche, tanto da fornire almeno se non proprio un quadro teorico per lo meno metafore utili per la descrizione dei sistemi complessi. Anche se non c’è unanime consenso ci sembra appropriato definire complessi non tanto sistemi caratterizzati da interazioni non lineari tra i suoi componenti e da proprietà emergenti, che rientrano a pieno titolo nel quadro dei sistemi dinamici, ma piuttosto i sistemi viventi o quelli di vita artificiale che ne condividono le proprietà essenziali3. Tra queste possiamo certamente annoverare la capacità di gestire la informazione e di replicarsi, consentendo tramite un meccanismo di mutazione e selezione di dare origine a strutture di crescente ricchezza strutturale e dotate di capacità cognitive sempre più elaborate. Una teoria dei sistemi complessi non esiste ancora, anche se la teoria degli automi sviluppata da Von Neumann4 e la teoria della evoluzione di Darwin5 ne possono fornire alcuni pilastri importanti. Recentemente la teoria delle reti è stata utilizzata con successo per descrivere le proprietà statistiche delle connessioni tra gli elementi costitutivi (nodi) di un sistema complesso6. Le connessioni che non sono né completamente casuali né completamente gerarchiche, consentono una sufficiente robustezza rispetto a malfunzionamenti o danneggiamenti dei nodi unita a un adeguato livello di organizzazione per consentirne un funzionamento efficiente. Nei sistemi fisici il modello base è un insieme di atomi o molecole interagenti, che danno luogo a strutture diverse quali un gas, un liquido o un cristallo, come risultato di proprietà emergenti. Nello stesso modo per i sistemi complessi possiamo proporre un sistema automi interagenti come modello base. Le molteplici forme che il sistema assume anche in questo caso vanno considerate come proprietà emergenti del medesimo sostrato al mutare delle condizioni esterne e frutto delle i replicazioni, ciascuna delle quali introduce piccole ma significative varianti. Questa è la grande differenza tra un sistema fisico ed un sistema complesso: il primo fissate le condizioni esterne ha sempre le medesime proprietà, il secondo invece cambia con il fluire del tempo perché la sua organizzazione interna muta non solo al cambiare di fattori ambientali ma anche con il succedersi delle generazioni. C’è dunque un flusso di informazione che cresce con il tempo e che consente agli automi costituenti ed alla intera struttura di acquisire nuove capacità. Questo aumento di ordine e ricchezza strutturale avviene naturalmente a spese dell’ambiente circostante, in modo che globalmente i la sua entropia cresce in accordo con la seconda legge della termodinamica. In assenza di una teoria formalizzata paragonabile a quella dei sistemi dinamici, per i sistemi complessi si possono fare osservazioni e misure, sia puntuali sui costituenti elementari e sulle loro connessioni, sia globali sull’intero sistema, oppure costruire modelli suscettibili di essere validati attraverso la simulazione. Se di un sistema si riesce infatti a fornire una descrizione sufficientemente dettagliata, è poi possibile osservare come questo si comporti traducendo le regole in algoritmi e costruendo quindi una versione virtuale, anche se semplificata del sistema stesso. Il passaggio più difficile è il confronto tra il sistema simulato ed il sistema vero, che passa necessariamente attraverso la valutazione di una numero limitato di parametri che ne caratterizzino e proprietà. La codifica del progetto è una proprietà cruciale dei sistemi complessi perché questa si realizza con un dispendio di massa ed energia incomparabilmente più piccolo rispetto a quello necessario per realizzare l’intera struttura; nello stesso tempo apportare piccole modifiche ad un progetto è rapido ed economico. In questo processo che comporta la continua introduzione di varianti si aprono molteplici strade e con lo scorrere del tempo si realizza una storia in modo unico e irripetibile. Anche il susseguirsi di eventi fisici caratterizzati da processi irreversibili e dalla presenza di molteplici biforcazioni da origine ad una storia che non si può percorrere a ritroso, né riprodurre qualora fossimo in grado ripartire dalle stesse condizioni iniziali. Tuttavia esiste una differenza profonda tra la storia di un sistema fisico come il globo terrestre e la storia della vita. La prima registra i molteplici cambiamenti che ha subito la superficie del nostro pianeta ove montagne e mari nascono e scompaiono senza un chiaro disegno soggiacente. La storia della vita è caratterizzata da una progressiva crescita della ricchezza strutturale e funzionale e accompagnata da una crescita della complessità progettuale. La rappresentazione di questa storia prende la forma di un albero con le sue ramificazioni che mostra la continua diversificazione delle strutture e la loro evoluzione verso forme sempre più avanzate. La direzione in cui scorre il tempo è ben definita: le strutture affinano le capacità sensoriali mentre cresce la potenza degli organi che elaborano la informazione. Un sistema complesso è anche caratterizzato da un molteplicità di scale, tanto più alta quanto più si sale sulla scala evolutiva. La ragione è che il procedere verso strutture sempre più elaborate avviene utilizzando altre strutture come mattoni per cui l’immagine che si può fornire è quella di una rete di automi a più strati: partendo dal basso una rete con le sue proprietà emergenti diventa il nodo di una rete di secondo livello, cioè un automa di secondo livello che interagisce con altri automi dello stesso tipo e così via. Nei sistemi inorganici, dove non esiste un progetto, si distinguono di norma solo due livelli, quello dei costituenti elementari e quello su scala macroscopica. I sistemi fisici sono riconducibili a poche leggi universali, che governano i costituenti elementari della materia, ma il passaggio dalla descrizione dalla piccola alla grande scala è impervio e consentito soltanto dalla simulazione numerica, quando ci allontaniamo dalle situazioni più semplici caratterizzate da un equilibrio statistico. I limiti che il disegno riduzionista incontra già per i sistemi fisici diventano decisamente più forti nel caso dei sistemi complessi. (shrink)

The enormous increasing of connections between people and the noteworthy enlargement of domains and methods in sciences have augmented extraordinarily the cardinality of the set of meaningful human symbols. We know that complexity is always on the way to become complication, i.e. a non-tractable topic. For this reason scholars engage themselves more and more in attempting to tame plurality and chaos. In this book distinguished scientists, philosophers and historians of science reflect on the topic from a multidisciplinary point of view. (...) Is it possible to dominate complexity through reductionism? Are there other conceptual instruments useful to take account of complexity? What is complexity in biology, mathematics, physics and philosophy of mind? These are some of the questions which are faced in this volume. (shrink)