La visione del mondo della Relatività e della Meccanica Quantistica

开始时间: 04/22/2022 持续时间: 8 weeks

所在平台: CourseraArchive 课程类别: 人文 大学或机构: Sapienza University of Rome（罗马大学） 授课老师： Carlo Cosmelli

课程主页: https://www.coursera.org/course/rqm

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课程详情

La fisica del XX secolo, con le teorie della relatività e della meccanica quantistica, ha cambiato radicalmente la visione del mondo che ci circonda. Dallo spazio e tempo assoluti e indipendenti si è passati ad una descrizione di un mondo in cui distanze ed intervalli di tempo dipendono da chi le osserva, in cui l’ordine di accadimento di due eventi non è univoco, in cui la velocità del tempo segnato da un orologio dipende da quali corpi si trovino vicino. Nel microscopico si è invece abbandonata la descrizione della fisica classica, magari caotica, ma sempre deterministica, per arrivare ad una descrizione probabilistica, in cui gli stati e le proprietà del mondo microscopico non sono determinati, a priori, intrinsecamente, ma acquisiscono realtà solo se vengano misurati o se entrino in contatto con altri “oggetti”. L’abbandono della realtà locale, del fatto cioè che le azioni esercitate in un luogo, per particolari sistemi, possono avere effetti istantanei su oggetti a distanze virtualmente infinite, stravolgono la descrizione di un mondo che fino al secolo scorso sembrava sensato e ragionevole. Nel corso verranno descritte le principali caratteristiche di queste due teorie, di come abbiano cambiato il concetto del nostro universo e delle possibilità di conoscerlo, e di come abbiano influito nella vita quotidiana.

课程大纲

1 Lezione: La concezione del mondo alla fine dell’800. Viviamo in uno spazio assoluto e in un tempo assoluto. Si è spiegato “quasi tutto”. Esistono leggi deterministiche per conoscere lo stato di un sistema semplice, e leggi probabilistiche per i sistemi "complicati".

2 Lezione: In realtà non tutto torna. La velocità della luce non si somma come dovrebbe fare secondo Galileo. Un corpo molto caldo dovrebbe emettere energia infinita. Gli atomi sono tutti identici, perché?

3 Lezione: A. Einstein, La Teoria della Relatività speciale, 1905. Lo spazio e il tempo non sono assoluti. La velocità della luce è una costante universale. Tutte le leggi della fisica hanno la stessa forma. Non si può definire la contemporaneità assoluta di due eventi. E=mc^2 . 

4 Lezione: A. Einstein, La teoria della Relatività Generale, 1916. Lo spazio-tempo in cui viviamo non solo non è assoluto, ma non è neanche piatto (euclideo). Lo spazio è curvo, e la curvatura è causata dalle masse dei corpi. La luce si può muovere secondo una linea curva. Vicino ai corpi gli orologi vanno più veloci, e le distanze si accorciano. Il GPS senza le correzioni relativistiche non funzionerebbe.

5 Lezione: La Meccanica Quantistica (1900-1927), un lavoro condotto da decine di scienziati in più di trent’anni. La prima idea di Planck (1900). L’intuizione di Einstein (1905).

6 Lezione: La Meccanica Quantistica nell’interpretazione di Copenaghen (1927). Nel mondo microscopico lo stato di un sistema non può essere descritto da posizione e velocità.

7 Lezione: La funzione d’onda: un “fantasma” (?) che descrive completamente lo stato di un sistema fisico. La conoscenza è intrinsecamente probabilistica.

8 Lezione: Gli effetti visibili: assenza di proprietà definite. Coesistenza di più proprietà inconciliabili. Heisenberg e Il Principio di Indeterminazione. L’effetto tunnel.

9 Lezione: La non località della realtà.

10 Conclusioni. Il mondo com’è: una realtà o una comoda descrizione?

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