Il Principio di Indeterminazione

La presente trattazione si propone di analizzare il principio di indeterminazione elaborato da Werner Heisenberg nel 1927, in chiave teorica e sperimentale. Il principio di indeterminazione rappresenta l’apice di un processo di rinnovamento della fisica classica avviatosi gli inizi del ‘900 grazie alla prima ipotesi quantistica formulata da Max Planck per la soluzione del problema della radiazione di corpo nero. Il lavoro di Heisenberg si inserisce nel secondo decennio del ‘900 quando la fisica quantistica presentava differenti teorie per la spiegazione dei processi quantistici ma nessuna di queste era in grado di fornire un quadro teorico coerente e capace di eludere le contraddizioni legate all’ambivalenza del comportamento corpuscolare e ondulatorio della materia e dell’energia. Dunque il principio di indeterminazione nasce dal tentativo di definire i principi fondativi della nuova fisica quantistica e dal desiderio di fornire una descrizione in termini classici ai processi quantistici. Le relazioni di indeterminazione stabiliscono che esiste un limite di precisione nella misura di coppie di grandezze coniugate e che si tratta di un limite di principio, valido pertanto a prescindere dal tipo di strumento di misura utilizzato. Secondo la nuova concezione del mondo introdotta dall’interpretazione ortodossa della meccanica quantistica elaborata dai membri della scuola di Copenaghen, le particelle coinvolte nei fenomeni quantistici conservano le proprietà classiche quali posizione, velocità, energia, ecc. ma per alcune coppie di esse valgono le relazioni di indeterminazione le quali, stabilendo un limite di principio nell’applicabilità dei suddetti concetti classici, rendono impossibile anche solo pensare che le particelle abbiano contemporaneamente delle proprietà classicamente coniugate e non rilavabili simultaneamente con precisione arbitraria. Il carattere non epistemico dell’imprecisione nella misura (non epistemico poiché la probabilità degli esiti di misure su sistemi quantistici non è attribuibile ad una mancanza di informazione sul sistema) di alcune variabili incompatibili pone dei limiti alla conoscibilità del reale che, in virtù della loro insuperabilità, conducono ad una concezione indeterministica della struttura della realtà. Uno dei concetti cruciali emersi nella presente trattazione consiste nel fatto che le relazioni di indeterminazione sanciscono un limite di principio alla conoscibilità del mondo fisico da cui deriva un assunto sul quale l’interpretazione di Copenaghen ha insistito molto, ovvero esistono grandezze che per principio non si possono conoscere. Dunque, il principio di indeterminazione ha messo in crisi alcuni cardini del metodo scientifico quali: la causalità rigorosa, la descrizione continua dei fenomeni fisici e l’oggettività della conoscenza scientifica, sollevando degli ineludibili problemi sulla conoscibilità del mondo fisico e sulla struttura della realtà