Piantala di dire a Dio che cosa fare con i suoi dadi!

I temporali stanno spazzando via l'estate e ciò mi fa ricordare che dovrei mettermi a studiare per l'Esame di Stato. Lo farei volentieri, ma cercare di comprendere la meccanica quantistica è molto più divertente (ognuno si diverte a modo suo)! Il problema è che mi servirebbero delle giornate di 36 ore, o meglio ancora di 48! Dopo due mesi (o anche meno) mi verrebbe una crisi psicotica, ma almeno riuscirei a fare tutto quel che voglio. In assenza di una dilatazione temporale sono costretto ad usare tutti gli attimi disponibili (che includono la colazione, la pausa pranzo e le ore piccole della notte) per studiare, col risultato che la crisi psicotica mi verrà entro un mese anziché due, soprattutto se dovrò infilarci pure le ore di studio per l'Esame.

Il mio viaggio nel mondo della meccanica quantistica è solo all'inizio. L'idea di mettermi a studiare la teoria in modo dettagliato da un punto di vista matematico è al di là delle mie possibilità (a meno che decida di prendere una seconda laurea in fisica): per il momento mi accontento di intuire anziché capire a fondo, nella speranza che ciò sia sufficiente ad affrontare i problemi filosofici che ne derivano.

Avendo per ora un'idea vaga e (probabilmente) sbagliata di certe nozioni non mi assumo nessuna responsabilità per le bestialità che potrei scrivere, né per i risultati delle mie speculazioni. Ciò che mi preoccupa è la mia capacità di spiegare ciò che nemmeno io capisco fino in fondo. Beh, potete sempre smettere di leggere, anzi ve lo consiglio! Ma resta il fatto che non posso fare a meno di sentirmi deluso quando mi accorgo che le mie parole e la mia capacità di comunicare immiseriscano le idee che ho in testa. Citando Stephen King: "le cose più importanti sono le più difficili da dire". Ma che c'entra ora? Boh!

Proseguiamo, anzi iniziamo da un "breve" preambolo.

Per tutta la vita Einstein cercò di demolire la teoria che all'inizio del XX secolo aveva contribuito a creare e che nel 1921 gli era valsa il premio Nobel per la fisica. Indovinate qual è? Bravi: proprio la meccanica quantistica. "Dio non gioca a dadi" disse fino alla morte, fermo nella sua fede deterministica. Ma la sua perplessità non fu premiata.
La meccanica quantistica è la teoria fisica con più dimostrazioni sperimentali di tutti i tempi e ci dice che la realtà è molto diversa da quella che appare ai sensi. Il cosmo laplaciano, in cui tutto è determinato come i meccanismi di un orologio e in cui un diavoletto, conoscendo la posizione e la velocità di ogni particella dell'Universo, potrebbe prevedere il futuro, è solo un'illusione. Nel mondo microscopico (ma gli ultimi risultati sperimentali suggeriscono che tali conclusioni si possano estendere anche ad oggetti macroscopici come i virus) una particella può trovarsi in più stati contemporaneamente, secondo una legge di probabilità descritta da una funzione d'onda. Solo quando la osserviamo essa "collassa" in uno stato determinato. Secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg, inoltre, è impossibile conoscere con precisione infinita e allo stesso tempo la posizione e la velocità di una particella. Più conosciamo con precisione la posizione, più la velocità diventa indeterminata e viceversa. Ciò che ci si può chiedere è se questa indeterminazione sia dovuta solo ai nostri strumenti di misura e se un oggetto quantistico possieda a priori delle caratteristiche che non siamo in grado di determinare: la risposta è no. Prima dell'osservazione una particella si trova effettivamente in più stati. Questo risultato implica la fine del determinismo da un punto di vista ontologico.

Ma le conseguenze filosofiche non finiscono qua. Sebbene la meccanica quantistica abbia un ampio riscontro sperimentale, alcune sue proprietà lasciano spazio ad interpretazioni differenti e a dibattiti che proseguono da decenni. Il collasso della funzione d'onda che produce la transizione dal regime quantistico al regime classico ha una realtà oggettiva? Se la risposta è sì da cosa è causato? E' un fenomeno fisico fondamentale o è dovuto ad altri fenomeni? Le risposte e le interpretazioni che scaturiscono da domande di questo tipo sono molteplici. Secondo l'interpretazione ortodossa (di Copenhagen) il procedimento dell'osservazione estrae uno stato a caso tra quelli possibili, rompendo così l'evoluzione quantistica del sistema osservato. Secondo la decoerenza la transizione avviene a causa dell'interazione di un oggetto quantistico con l'ambiente in cui è inserito (per questo motivo nella nostra esperienza quotidiana non osserviamo gatti di Schrodinger sia vivi che morti: la probabilità che essi si trovino in uno stato di sovrapposizione ha una probabilità infinitesimale). Un'altra risposta vuole che il collasso sia dovuto alla coscienza del primo osservatore. Questa interpretazione, portata alle estreme conseguenze, implica l'esistenza di un osservatore cosmico che permette alla Luna di esistere anche quando non c'è nessuno a guardarla. Ci sono interpretazioni secondo cui l'universo è innanzitutto informazione. Un'altra è l'interpretazione a molti mondi, secondo cui ogni transizione crea una linea d'universo distinta. E via discorrendo...

Sì lo so che non c'avete capito quasi un H (mea culpa). La prossima volta cercherò di spiegarmi meglio. Resta il fatto che di fronte a certi argomenti (superato lo shock conseguente all'intuizione iniziale) io vado in brodo di giuggiole!

Arriviamo ora alle mie personali speculazioni, che riguardano l'interpretazione molti mondi. "Troppo assurda per essere vera" a detta di molti e che fa a pugni (almeno in apparenza) col principio chiamato Rasoio di Occam (secondo cui la spiegazione più semplice è sempre quella giusta). Forse è così e forse no. Solo una Teoria del Tutto potrà dirlo.

Nell'attesa di una tale Teoria, l'interpretazione molti mondi mi attira e mi inquieta al tempo stesso.

Mi attira perchè salva il determinismo e permette di conciliare la visione del continuum-spazio-tempo della teoria della relatività con l'indeterminazione di fondo della meccanica quantistica (almeno penso - non esistendo una teoria della gravitazione quantistica che la includa è tuttavia per sua natura incompleta). In una visione classica il continuum-spazio-tempo è qualcosa di determinato: ogni momento (chiamiamolo Adesso) è dotato di un'esistenza a-temporale. Esiste. In eterno. Ho già affrontato questa discussione in Le conseguenze esistenziali dei viaggi nel tempo, ma senza considerare la meccanica quantistica. Se la consideriamo ci accorgiamo che è incompatibile con questa visione. Il cosmo descritto dal continuum-spazio-tempo è privo di qualsiasi indeterminazione, è un cosmo laplaciano, in un Adesso tutto è determinato, ma ciò non è possibile se consideriamo quanto detto prima. L'interpretazione molti mondi è conciliabile con la visione del continuum e anche con l'evidenza sperimentale del nostro universo perchè realizza ogni possibilità in linee d'universo diverse: il cristallo quadridimensionale formato dal continuum-spazio-tempo si trasforma in qualcosa di molto più complesso: un cristallo multidimensionale in cui co-esistono tutti gli Adesso di tutti gli universi. Se consideriamo un osservatore esterno al Multiverso (cioè alla somma di tutti gli universi) l'indeterminazione ontologica è eliminata, mentre si conserva nei singoli universi l'indeterminazione gnoseologica per un osservatore interno ad essi. Non credo di essere stato molto chiaro, ma fa lo stesso! Dimenticavo: questo modo di estendere il continuum a più universi risolve tutti i paradossi legati ai viaggi nel tempo e mi è venuto in mente mentre ero fermo al semaforo.

Vediamo ora perchè mi inquieta. Non è tanto a causa dell'esistenza di un Multiverso in cui tutte le possibilità si realizzano, nè per il numero infinito di miei cloni quantistici che infestano gli universi paralleli (uno che fa l'agente segreto, uno che porta le lenti a contatto al posto degli occhiali, uno che si è appena lanciato col bungee jumping dal Tower Bridge, uno psicopatico che va in giro a sgozzare la gente, uno che vive nel più meraviglioso dei sogni, uno sprofondato nel peggiore degli incubi) perchè in fondo vivono in realtà distinte dalla mia che non potrò mai osservare, ma è il problema della scelta che mi manda in paranoia. Se penso che ogni volta che mi trovo di fronte ad una scelta non compio alcuna decisione, ma semplicemente una fluttuazione quantistica nel mio cervello da vita a delle linee d'universo in cui tutti gli esiti si realizzano e di cui divento cosciente dopo che si sono realizzati, allora mi rendo conto che questa interpretazione è in grado di privare l'esistenza di qualsiasi senso etico e morale (in effetti non possiamo ritenerci responsabili di nessuna decisione, visto che tutte si realizzano). Ma non è finita: implica infatti la totale privazione del libero arbitrio e lega l'esistenza ad un destino cosmico in cui tutte le possibilità compatibili con le leggi della Natura si realizzano! Per la barba di Merlino!

Ho altre idee che mi frullano per la testa, ma per ora mi fermo qui.

Anche con l'introduzione della meccanica quantistica nei miei ragionamenti, il problema di coscienza di cui ho parlato in Un problema di coscienza (per l'appunto!) rimane insoluto. Gli Adesso si sono moltiplicati, ma come la coscienza del presente salti da un Adesso all'altro (anzi, da un Adesso a tutti i molteplici Adesso che ne derivano) rimane sempre un'incognita. Ho però scovato un saggio di Penrose (Ombre della mente) e uno di Libet (Mind Time) che potrebbero aiutarmi a districarmi nella soluzione di questo problema (o al limite a gettare altra benzina sul fuoco!).

Post scriptum: questo è probabilmente il post più incomprensibile che io abbia mai scritto.

Post post scriptum: la frase del titolo la disse Bohr ad Einstein.

Post post post scriptum: il prossimo post riguarderà la teoria dell'Universo inflazionario. Stay tuned!