Descrizioni microscopiche / 2

Poniamo la nostra attenzione su un elettrone. Cos'è un elettrone? Come possiamo descriverlo?
Non possiamo pensarlo come una particella, poiché talvolta si comporta come un'onda; né lo possiamo pensare come un'onda, poiché talvolta si comporta come una particella.

Inoltre non possiamo neanche pensarlo come onda e particella allo stesso tempo, poiché un'onda ed una particella hanno comportamenti incompatibili: se due onde si incontrano, esse si sovrappongono ed ognuna poi continua il proprio percorso; se due particelle si incontrano avviene un urto, e le loro traiettorie si modificano.
Infine non possiamo neanche dire che un elettrone non è nulla, poiché se ne possono misurare le sue proprietà.

La situazione appare paradossale, sembra che il linguaggio non sia in grado di descrivere un evento microscopico.

A questo punto Bohr evidenzia come il diverso comportamento di un elettrone - o più in generale di un qualsiasi sistema fisico di dimensioni atomiche - dipende dal contesto sperimentale, cioè dal tipo di misure che sul sistema vengono compiute.
La conseguenza di ciò è che per conoscere in modo completo un sistema avrò bisogno di analizzarlo in diverse situazioni, ottenendo risultati che saranno incompatibili fra loro. E solo l'insieme di queste descrizioni incompatibili ma complementari permetteranno una descrizione completa del sistema.

Ad esempio, solo lo studio del comportamento corpuscolare e del comportamento ondulatorio di un elettrone permetterà una comprensione completa dell'elettrone. E l'elettrone, così, non sarà mai riducibile ad un'unica immagine, poiché l'immagine che si può avere di un elettrone non è indipendente dalle misure che saranno realizzate sull'elettrone stesso. Misure incompatibili daranno immagini incompatibili; ma queste saranno necessarie per ricostruire una descrizione completa e complessa dell'elettrone.
Questo è il cosiddetto principio di complementarietà.

Bohr, quindi, riconosce

l'impossibilità di una netta separazione fra il comportamento degli oggetti atomici e la loro interazione con gli strumenti misuratori che servono a definire le condizioni nelle quali il fenomeno si manifesta.
[...] i dati ottenuti in condizioni sperimentali diverse non si possono racchiudere in una singola immagine, ma debbono essere considerati complementari, nel senso che solo la totalità dei fenomeni esaurisce la possibilità d'informazione sugli oggetti (1).

(1) N. Bohr, Discussione con Einstein sui problemi epistemologici della fisica atomica, in A. Einstein, Autobiografia scientifica, Boringhieri 1979 (1949), pp. 113-114.