Il superamento delle teorie canoniche nella fisica.
Io non conosco ancora bene la fisica. Ma prima di iniziare a conoscerla, mi premerebbe sapere una cosa.
Popper diceva che la "falsificabilità" è criterio di validità scientifica di una teoria (più o meno così, l'importante è che credo di aver capito cosa volesse dire). Al contempo la storia della fisica ci ha insegnato che una nuova teoria soppianta, seppur solo in parte, una vecchia. E' accaduto con la meccanica relativistica, a sua volta soppiantata (nell'analisi dei moti subatomici, o comunque riguardanti particelle?) dalla meccanica quantistica. A questo punto, mi chiedo una cosa molto semplice: una nuova teoria "annulla" le altre seppur solo nell'analisi di fenomeni più specifici, oppure la "integra", funzionando come un grosso fagocita che tiene in vita l'essere fagocitato solo per alcuni ambiti di analisi? Mi rendo conto che la domanda potrebbe sembrare stupida, tanto più che all'inizio sembro rispondermi da solo. Ma in realtà non riesco a capire come sia possibile che la meccanica newtoniana resti adeguata a spiegare fenomeni macroscopici solo perchè non sono necessarie approssimazioni precisissime, o è perfetta essa stessa per i fenomeni che può spiegare così come lo è la meccanica quantistica per i fenomeni microscopici? La meccanica quantistica riesce soltanto a integrare quelle che l'hanno preceduta, e precisamente a integrarla per quanto riguarda i fenomeni che le competono esclusivamente (almeno per ora)? Oppure funziona come il grosso fagocita che ho descritto prima? Se questa meccanica venisse usata per spiegare i fenomeni macroscopici, darebbe buoni risultati, risulterebbe valida?
Ho scritto questa serie di domande, perchè il concetto di "falsificabilità" mi suggerisce tutt'altro rispetto a quello che so della natura della fisica. Falsificabilità vuol dire quasi "eliminazione": mentre so (o almeno credo di sapere) che la fisica sia fatta di teorie che vengono integrate, ma restano valide parzialmente. E se fosse come dico io, cioè come credo di sapere, che significherebbero concetti o espressioni tipo "fino a prova contraria" (che suggerirebbe l'idea della nuova teoria come negazione della vecchia: questa negazione avviene solo per particolari tipi di fenomeni, o può anche avvenire in ogni caso?)?
Popper diceva che la "falsificabilità" è criterio di validità scientifica di una teoria (più o meno così, l'importante è che credo di aver capito cosa volesse dire). Al contempo la storia della fisica ci ha insegnato che una nuova teoria soppianta, seppur solo in parte, una vecchia. E' accaduto con la meccanica relativistica, a sua volta soppiantata (nell'analisi dei moti subatomici, o comunque riguardanti particelle?) dalla meccanica quantistica. A questo punto, mi chiedo una cosa molto semplice: una nuova teoria "annulla" le altre seppur solo nell'analisi di fenomeni più specifici, oppure la "integra", funzionando come un grosso fagocita che tiene in vita l'essere fagocitato solo per alcuni ambiti di analisi? Mi rendo conto che la domanda potrebbe sembrare stupida, tanto più che all'inizio sembro rispondermi da solo. Ma in realtà non riesco a capire come sia possibile che la meccanica newtoniana resti adeguata a spiegare fenomeni macroscopici solo perchè non sono necessarie approssimazioni precisissime, o è perfetta essa stessa per i fenomeni che può spiegare così come lo è la meccanica quantistica per i fenomeni microscopici? La meccanica quantistica riesce soltanto a integrare quelle che l'hanno preceduta, e precisamente a integrarla per quanto riguarda i fenomeni che le competono esclusivamente (almeno per ora)? Oppure funziona come il grosso fagocita che ho descritto prima? Se questa meccanica venisse usata per spiegare i fenomeni macroscopici, darebbe buoni risultati, risulterebbe valida?
Ho scritto questa serie di domande, perchè il concetto di "falsificabilità" mi suggerisce tutt'altro rispetto a quello che so della natura della fisica. Falsificabilità vuol dire quasi "eliminazione": mentre so (o almeno credo di sapere) che la fisica sia fatta di teorie che vengono integrate, ma restano valide parzialmente. E se fosse come dico io, cioè come credo di sapere, che significherebbero concetti o espressioni tipo "fino a prova contraria" (che suggerirebbe l'idea della nuova teoria come negazione della vecchia: questa negazione avviene solo per particolari tipi di fenomeni, o può anche avvenire in ogni caso?)?
Risposte
proverò a rispondere io a qualcuno dei tuoi quesiti... anche se mi pare che tu abbia le idee già abbastanza chiare...
Se una teoria "funziona" e riesce a spiegare alcuni fenomeni naturali allora non c'è alcun motivo di annullarla. A meno che non venga formulata una nuova teoria equivalente alla precedente ma più semplice e più pratica, ma anche in questo caso la vecchia teoria non viene falsificata visto che se funzionava prima deve funzionare sempre, semplicemente si può scegliere quali delle due utilizzare.
Qui per farti un esempio posso parlare della meccanica Analitica e della meccanica Newtoniana che sono 2 teorie equivalenti che partono da postulati diversi (principio di minima azione, principi di Newton) ma spiegano entrambe gli stessi fenomeni. La prima è nata circa 200 anni dopo la seconda, ma entrambe vengono utilizzate in base alle esigenze e alla semplicità...
Nel caso in cui vengano scoperti nuovi fenomeni che non si riescono a spiegare con le vecchie teorie (come è successo agli inizi del 900) allora è necessario introdurre delle nuove teorie che vadano ad inglobare anche le vecchie, ma non a falsificarle!!! visto che prima di queste scoperte, le vecchie teorie funzionavano benissimo.
Qui posso fare un esempio con la meccanica relativistica:
La teoria della relatività la usi se vuoi descrivere il moto a velocità elevatissime, mentre se la utilizzi per basse velocità ti rendi conto che è esattamente uguale alla meccanica classica (per $vto0=>gammato1$)
Se vuoi utilizzare la meccanica quantistica per descrivere un sistema classico atterrai gli stessi valori della meccanica classica e vedrai che tutte le particolarità dei sistemi quantistici (come il principio di indeterminazione) scompariranno e le probabilità saranno tutte uguali a 1.
Quindi le nuove teorie inglobano le vecchie, che però non vengono dimenticate o annullate o falsificate...
Se una teoria "funziona" e riesce a spiegare alcuni fenomeni naturali allora non c'è alcun motivo di annullarla. A meno che non venga formulata una nuova teoria equivalente alla precedente ma più semplice e più pratica, ma anche in questo caso la vecchia teoria non viene falsificata visto che se funzionava prima deve funzionare sempre, semplicemente si può scegliere quali delle due utilizzare.
Qui per farti un esempio posso parlare della meccanica Analitica e della meccanica Newtoniana che sono 2 teorie equivalenti che partono da postulati diversi (principio di minima azione, principi di Newton) ma spiegano entrambe gli stessi fenomeni. La prima è nata circa 200 anni dopo la seconda, ma entrambe vengono utilizzate in base alle esigenze e alla semplicità...
Nel caso in cui vengano scoperti nuovi fenomeni che non si riescono a spiegare con le vecchie teorie (come è successo agli inizi del 900) allora è necessario introdurre delle nuove teorie che vadano ad inglobare anche le vecchie, ma non a falsificarle!!! visto che prima di queste scoperte, le vecchie teorie funzionavano benissimo.
Qui posso fare un esempio con la meccanica relativistica:
La teoria della relatività la usi se vuoi descrivere il moto a velocità elevatissime, mentre se la utilizzi per basse velocità ti rendi conto che è esattamente uguale alla meccanica classica (per $vto0=>gammato1$)
Se vuoi utilizzare la meccanica quantistica per descrivere un sistema classico atterrai gli stessi valori della meccanica classica e vedrai che tutte le particolarità dei sistemi quantistici (come il principio di indeterminazione) scompariranno e le probabilità saranno tutte uguali a 1.
Quindi le nuove teorie inglobano le vecchie, che però non vengono dimenticate o annullate o falsificate...
Io non potevo sapere del principio di indeterminazione, e di conseguenza della probabilità, come non potevo sapere niente di un argomento cui non mi sono mai interessato autonomamente (teoria della relatività) per la sua complessità. Per questo le mie erano supposizioni campate in aria, senza la possibilità di ragionarci su, in quanto non avevo proprio l'oggetto su cui ragionare. Ma aspetto comunque altri commenti, ringraziando chi mi ha già risposto in modo tanto esauriente!
il principio di indeterminazione era solo un esempio 
comunque penso che gli esempi che ho riportato possano essere d'aiuto per capire meglio
comunque penso che gli esempi che ho riportato possano essere d'aiuto per capire meglio
Io sono daccordo con cantaro al 100%. Anche se nella storia della scienza si è assistito anche a casi di cancellazione in toto di una teoria. Mi riferisco alle teorie celesti pre-galileiane. Quelle però erano modelli empirici costruiti ad hoc per spiegare un certo tipo di comportamento. non erano assolutamente in grado di fare previsioni di nessun genere. Sicchè ogni volta che veniva osservato un fenomeno nuovo (che ovviamente non ubbidiva al modello costruito) allora si reinventava tutto. Quando poi è stato introdotto il metodo galileiano e successivamente newton fece la sua teoria sulla meccanica dei corpi (celesti e non), tutti i modelli precedenti furono spazzati via completamente, aboliti. Da li in poi, come diceva cantaro, le teorie fisiche (riconosciute valide, ossia a prova di Galileo) sono state costruite e ampliate da teorie successive, ma mai abolite. L'obbiettivo futuro (quanto futuro non lo so, anche perchè non sono assolutamente esperto in materia) dei fisici, sarebbe quello di formulare la cosiddetta teoria del tutto, ovvero capace di abbracciare tutti i campi della fisica; in particolar modo sarebbe fico trovare una teoria che riesca ad inglobare contemporaneamente relatività generale e meccanica quantistica, cosa che ancora non si è riuscita a fare.
ciao!
Volevo dire anche io la mia..
essenzialmente sono completamente d'accordo con cantaro e giacor sul fatto che le "nuove" teorie fisiche non annullano le precedenti, ma semplicemente le rafforzano, permettendo di delineare un nuovo modello che descive i nuovi aspetti scoperti, senza però annullare o screditare le teorie precedenti, che secondo me, possono essere viste come sottoinsiemi dell'insieme più grosso delineato dalla nuova teoria.
Mi permetto di fare una precisazione ( riguardo all'ultima frase di Giacor) :
Non è proprio vero quello che ho riportato qua sopra.
infatti esiste una teoria che permette di far convivere nello stesso "schema" sia la relatività generale che la meccanica quantistica: questa teoria è la teoria delle stringhe (o meglio delle superstringhe) che in pratica elimina quello che prima di tale teoria era lo scoglio insormontabile per far convivere relatività e mecc. quantistica.
in poche parole, quello che impedisce la convivenza fra queste due teorie è che la relatività necessita di uno spazio dotato di una geometria regolare, mentre la meccanica quantistica afferma che, a dimensioni piccolissime, al di sotto della lungheza di Planck, le fluttuazioni quantistiche (la così detta "schiuma quantistica") sono cos' forti da provocare delle deformazioni incredibili dello spazio, rompendo quella regolarità che la relatività, invece, necessita.
La teoria delle stringhe risolve tale dissidio imponendo un limite alla estensione spaziale; tale limite è circa intorno alla lunghezza di Planck, al di sotto della quale non ha significato parlare di spazio.
Così facendo si elimina il problema alla radice: non ha senso parlare di dimensioni sotto la lunghezza di Planck e quindi non c'è alcun problema a far convivere teoria della relatività e mecc. quantistica.
Volevo dire anche io la mia..
essenzialmente sono completamente d'accordo con cantaro e giacor sul fatto che le "nuove" teorie fisiche non annullano le precedenti, ma semplicemente le rafforzano, permettendo di delineare un nuovo modello che descive i nuovi aspetti scoperti, senza però annullare o screditare le teorie precedenti, che secondo me, possono essere viste come sottoinsiemi dell'insieme più grosso delineato dalla nuova teoria.
Mi permetto di fare una precisazione ( riguardo all'ultima frase di Giacor) :
trovare una teoria che riesca ad inglobare contemporaneamente relatività generale e meccanica quantistica, cosa che ancora non si è riuscita a fare.
Non è proprio vero quello che ho riportato qua sopra.
infatti esiste una teoria che permette di far convivere nello stesso "schema" sia la relatività generale che la meccanica quantistica: questa teoria è la teoria delle stringhe (o meglio delle superstringhe) che in pratica elimina quello che prima di tale teoria era lo scoglio insormontabile per far convivere relatività e mecc. quantistica.
in poche parole, quello che impedisce la convivenza fra queste due teorie è che la relatività necessita di uno spazio dotato di una geometria regolare, mentre la meccanica quantistica afferma che, a dimensioni piccolissime, al di sotto della lungheza di Planck, le fluttuazioni quantistiche (la così detta "schiuma quantistica") sono cos' forti da provocare delle deformazioni incredibili dello spazio, rompendo quella regolarità che la relatività, invece, necessita.
La teoria delle stringhe risolve tale dissidio imponendo un limite alla estensione spaziale; tale limite è circa intorno alla lunghezza di Planck, al di sotto della quale non ha significato parlare di spazio.
Così facendo si elimina il problema alla radice: non ha senso parlare di dimensioni sotto la lunghezza di Planck e quindi non c'è alcun problema a far convivere teoria della relatività e mecc. quantistica.
Sì, Cantaro, lo so. Ma io credo molto nel metodo induttivo (la mente segue questo processo, anche se domande sulla natura della scienza hanno quasi carattere metafisico), e quindi riesco a formulare pensieri "superiori":-D solo a partire da conoscenze più elementari che me li confermino.
"mirko999":
esiste una teoria che permette di far convivere nello stesso "schema" sia la relatività generale che la meccanica quantistica: questa teoria è la teoria delle stringhe
A che io sappia però la teoria delle stringhe non ha ancora alcun tipo di riscontri sperimentali (cosa che invee hanno sia RG che MQ) e quindi non ha il bollino di approvazione di Galileo..
"turtle87":
Sì, Cantaro, lo so. Ma io credo molto nel metodo induttivo (la mente segue questo processo, anche se domande sulla natura della scienza hanno quasi carattere metafisico), e quindi riesco a formulare pensieri "superiori":-D solo a partire da conoscenze più elementari che me li confermino.
mi sembrava brutto rispondere solamente "SI" senza dare nemmeno un esempio
giacor86
mirko999 ha scritto:
esiste una teoria che permette di far convivere nello stesso "schema" sia la relatività generale che la meccanica quantistica: questa teoria è la teoria delle stringhe
A che io sappia però la teoria delle stringhe non ha ancora alcun tipo di riscontri sperimentali (cosa che invee hanno sia RG che MQ) e quindi non ha il bollino di approvazione di Galileo..
hai ragione
Hai perfettamente ragione.. perchè le energie in gioco sono molto superiori alle possibilità tecnologiche attuali, comunque in un futuro non molto lontano magari si potranno trovare prove sperimentali a suo sostegno.. e sarebbe molto bello!!
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