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L’(im)prevedibilità in fisica

Molti fenomeni in natura si pensano intuitivamente come imprevedibili. Alcuni scienziati finanziati dall’UE hanno sviluppato un modello generale, non-probabilistico, per studiare il concetto di imprevedibilità che pervade tutti i campi della fisica in modo uniforme.
L’(im)prevedibilità in fisica
Prima del progetto RANPHYS (Randomness and irreversibility in physics),la ricerca dedicata allo sviluppo di approcci generalizzati per l’imprevedibilità era limitata. La convinzione che il risultato delle misurazioni quantistiche sia intrinsecamente imprevedibile è basata sui risultati teorici, come il teorema di Kochen-Specker.

Per comprendere appieno l’imprevedibilità quantistica, è necessario avere modelli generali. Il modello RANPHYS si basa sulla capacità di un agente predittivo di prevedere con precisione e riproducibilità il risultato di un esperimento, utilizzando come input le informazioni che l’agente estrae dall’“ambiente”. Importante è inoltre il fatto che tale modello tiene conto dei limiti epistemiologici dell’osservatore.

Gli scienziati hanno usato la teoria della computabilità, che ha avuto origine negli anni trenta del secolo scorso con lo studio delle funzioni calcolabili e dei cosiddetti gradi di Turing, per fornire un approccio di teoria delle informazioni all’imprevedibilità. Con questo modello, relativizzato rispetto ai mezzi dell’agente predittivo, possono essere uniformemente analizzati diversi sistemi e teorie fisiche.

Il modello RANPHYS è non probabilistico, una caratteristica che potrebbe essere eccessivamente restrittiva, dato che i risultati altamente probabili sembrano prevedibili. Tuttavia, l’incertezza ancora presente nelle alte probabilità rappresenta un importante aspetto imprevedibile dei processi fisici. D’altra parte, la certezza è necessaria se le previsioni del modello riguardano proprietà definite dei sistemi fisici.

Gli scienziati hanno usato questo nuovo modello per studiare l’imprevedibilità di diversi fenomeni quantistici. Si è così hanno scoperto che la complementarietà quantistica conduce a una forma di imprevedibilità relativizzata più debole dell’indeterminatezza di Kochen-Specker. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista sottoposta a revisione paritaria Information.

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Keywords

Imprevedibilità, modello non-probabilistico, RANPHYS, teoria della computabilità, sistemi fisici, fenomeni quantistici