Unitarietà
Questo è la seconda parte di “Unitarietà e frammentazione”. Per cominciare dall’inizio [clicca qui].
Nella prima parte ho sostenuto che la visione di un mondo frammentato dove tutto è diviso in infinite parti tutte indipendenti ed esistenti autonomamente è la causa principale dei problemi che affliggono l’umanità. E’ evidente, per esempio, che la divisione del genere umano in razze, nazioni, professioni, ideologie politiche, gruppi, classi sociali, ecc., impedisce di lavorare tutti insieme per il bene comune.
Esemplare è il caso dell’Italia dove la divisione fra fazioni politiche genera una lotta così feroce, viscerale e di bassa lega da impedire il perseguimento del bene comune degli italiani.
Nella prima parte, ho anche ipotizzato che la fede nella divisione fra uomo-uomo e fra uomo-natura sia sbagliata e che la frammentazione sia solo un’illusione generata dalle nostre limitate capacità percettive e cognitive. Certo, se siamo concreti e giudichiamo le cose per come le ‘vediamo’, allora non si può negare che la frammentazione rifletta la realtà. Il concetto di unitarietà, partendo da questa premessa, sarebbe allora solo un astratto ideale etico verso cui dovremmo tendere per il bene comune. Quest’approccio è l’esatto contrario di quello che io sostengo. Secondo me, l’unitarietà o interezza è una proprietà della realtà, mentre la frammentazione o separazione, è un’astrazione, è ciò che la nostra mente riesce a cogliere della realtà stessa.
In quest’articolo cercherò di giustificare questa mia (apparentemente) paradossale intuizione.
Cominciamo con l’analisi dei limiti e della validità della conoscenza umana, intesa essenzialmente come relazione tra ‘soggetto conoscente’ e ‘oggetto conosciuto’. Secondo me, la domanda da porsi è questa: cosa conosce veramente l’uomo, il soggetto conoscente, della realtà oggettiva, l’oggetto da conoscere? In altri termini: qual è il rapporto fra quello che si percepisce della realtà e la realtà stessa? Quale forma di corrispondenza esiste fra pensiero e realtà? Le teorie scientifiche sono in grado di andare oltre le nostre capacità di percezione e quindi avvicinarci a una conoscenza e comprensione più estesa e approfondita della realtà oggettiva?
Qualcuno a queste mie domande potrebbe controbattere “ma di quale ‘realtà oggettiva’ stai parlando? L'universo è privo di ogni consistenza reale, non è altro che un semplice nome, è una produzione mentale del nostro pensiero”. Che cosa rispondere? La prima cosa che mi viene in mente di rispondere è che se vado a sbattere con l’auto contro un muro, non sono andato certo a sbattere contro un nome o un pensiero perché, in effetti, mi rompo l’osso del collo oltre che distruggere l’auto. Ma questa sarebbe una risposta semplicistica. Siccome tutto avviene nella mia testa, compreso il dolore che provo per essere andato a sbattere contro il muro, non posso falsificare logicamente questa tesi, non posso cioè dimostrare che sia sbagliata.
Ciò nonostante, questa tesi, che potrei chiamare l’ipotesi Matrix, non mi convince. Io sono più in sintonia con il realismo, cioè con quelle concezioni che attribuiscono all’universo una realtà oggettiva non semplicemente di origine linguistica o mentale.
A questo punto, ammesso che esista una realtà esterna alla mente, bisognerà indagare il convincimento molto diffuso che il contenuto del pensiero sia nient’altro che la descrizione del mondo come esso è veramente. Purtroppo, questa convinzione non ha basi solide: lo sviluppo moderno della fisica ci insegna che la relazione fra pensiero, o più precisamente, fra teorie scientifiche e realtà oggettiva è molto più complessa di una semplice corrispondenza.
Fino al sedicesimo secolo, per esempio, la teoria dell’universo in vigore era quella elaborata da Tolomeo. Nel modello geocentrico tolemaico, il Sole e la Luna, considerati pianeti, avevano il proprio epiciclo, ossia la circonferenza sulla quale si muovevano, centrata direttamente sulla Terra. Questo modello dell’universo rimase come punto di riferimento per tutto il mondo occidentale fino a che non fu sostituito dal modello del sistema solare eliocentrico di Copernico.
Se ci fosse corrispondenza fra teoria e realtà bisognerebbe ammettere che intorno al sedicesimo secolo, il Sole abbia smesso di ruotare intorno alla Terra e che la Terra e gli altri pianeti si siano messi a girare intorno al Sole.
Altro esempio. Nei tempi antichi era in voga la teoria che la materia celeste fosse fondamentalmente diversa dalla materia terrestre e che, mentre per gli oggetti terrestri fosse naturale cadere per terra, per i corpi celesti, come la Luna, fosse naturale invece rimanere in alto a galleggiare nei cieli. Newton, nel seicento, intuì che i corpi celesti sottostanno alle stesse leggi dei corpi terrestri. Non c’è alcuna differenza fra la famosa mela che cade dall’albero e la Luna: entrambe tendono a cadere secondo la legge di gravitazione universale. Newton sconvolse di nuovo l’ordine celeste quando mostrò che la teoria del galleggiamento dei corpi celesti era sbagliata?
Nei tre secoli successivi la legge di gravitazione di Newton fu accettata come una ‘descrizione accurata’ dell’universo. All’inizio del novecento ci si rese conto però che anche la teoria gravitazionale di Newton era subdolamente sbagliata. La gravità, nella teoria di Newton, è una forza di attrazione che agisce fra due corpi con effetto immediato a prescindere dalla distanza. La teoria della relatività, siamo all’inizio del novecento, mostra invece che non è possibile comunicare informazioni da un punto all’altro dello spazio a velocità superiori a quella della luce. Quindi l’effetto immediato a distanza della gravità newtoniana non è più ammissibile.
E qui entra in gioco la teoria della relatività generale di Einstein che spiega che i corpi celesti si muovono come si muovono, non perché sono attratti reciprocamente da una forza misteriosa che agisce immediatamente a distanza, bensì perché si muovono in uno spazio curvo.
Torniamo alla mia domanda iniziale “c’è corrispondenza fra teorie scientifiche e realtà?”. Se rispondi sì devi ammettere che lo spazio dell’universo si sia incurvato nel 1915! Cosa alquanto assurda.
Potresti a questo punto ipotizzare che le due più recenti teorie scientifiche, la teoria della relatività e quella quantistica, siano più precise e profonde e che, quindi, il pensiero scientifico moderno descriva il mondo fisico come esso realmente è. Purtroppo non è così, la tua ipotesi è a dir poco azzardata se consideri che le due teorie non vanno d’accordo fra loro e che la meccanica quantistica fa intravedere una realtà a dir poco ‘fumosa’.
Per di più, non si può dire che una teoria è vera o falsa in assoluto, ma solo che è chiara e precisa nell’ambito di un preciso contesto, dove è testata sperimentalmente, ma che diventa imprecisa quando è estesa in un ambito diverso. In pratica, le vecchie teorie non vengono falsificate ma diventano confuse e imprecise quando si tenta di applicarle in un nuovo contesto. Esemplare è la teoria gravitazionale di Newton che è diventata inadeguata dopo tre secoli quando si è capito che la luce viaggia a velocità costante e finita. Non è difficile prevedere che anche la teoria della relatività e quella dei quanti risulteranno inadeguate quando si cercherà di renderle compatibili fra loro o di applicarle a un contesto diverso da quello in cui sono state elaborate. Invece di dire che, a un certo punto, una teoria è falsificata, si deve, più correttamente, supporre che l’uomo è in costante ricerca di sempre nuove teorie che rimangono chiare precise fino a un certo punto dopo di che diventano imprecise e confuse. In quest’attività umana di ricerca non c’è alcuna ragione di ritenere che si arriverà, prima o poi, a una teoria finale ‘del tutto’ corrispondente alla verità assoluta, e neanche che l’uomo stia sviluppando una serie costante di approssimazioni successive verso questa teoria decisiva.
Allora cosa sono le teorie scientifiche? Sono delle semplici ipotesi? Assolutamente no! Potevano essere considerate tali, cioè speculazioni mentali, contemplazioni filosofiche, quelle elaborate da Aristotele e da tutti i pensatori fino a Galileo. Ma, con l’avvento del metodo scientifico sperimentale, tutto è cambiato: le teorie scientifiche moderne rendono comprensibili, anche se in modo parziale, alcuni dei fenomeni (velocità della luce, curvatura dello spazio, struttura dell’atomo, legge gravitazionale, ecc.) che la realtà oggettiva espone al nostro apparato gnoseologico.
Per spiegare cosa intendo per ‘fenomeni’ e ‘realtà’ ricorro a un’analogia. Un corso d’acqua scorre verso il mare. Il fondo irregolare del fiume crea delle perturbazioni nel flusso d’acqua che si riflettono sulla superficie dell’acqua con increspature o piccole onde e con vortici che si formano, si muovono, si mischiano e scompaiono. Nell’analogia, le onde e i vortici sono i ‘fenomeni’, il corso d’acqua, nel suo insieme, è la ‘realtà’ sottostante che causa i vortici e le onde sulla superficie. E’ interessante notare che noi stessi siamo ‘fenomeni’, evanescenti vortici che si formano, si muovono e svaniscono sulla superficie dell’acqua.
Ora, una teoria scientifica ha a che fare solo con i fenomeni. La fisica, in particolare, è lo studio dei fenomeni: essa è un ‘insight’, è un ‘vedere dentro’ per capire un certo aspetto fenomenico (per esempio, nell’analogia, la velocità di propagazione delle onde sulla superficie dell’acqua), non è certo una descrizione accurata della realtà sottostante, nascosta e per noi inaccessibile (nell’analogia, la posizione, l’ordine e il movimento di ogni singolo atomo di ossigeno e idrogeno nel corso d’acqua).
Visto che le teorie scientifiche ci dicono poco o niente della realtà sottostante ai fenomeni cosa si può fare per capire il mondo?
Una prima risposta potrebbe essere “non si può far nulla” Se la conoscenza deriva unicamente dall'esperienza sensibile, se ciò che non è verificabile non esiste o non ha valore oggettivo, allora, secondo alcuni, dobbiamo accontentarci dei risultati dei nostri esperimenti scientifici senza speculare su cosa ‘ci sia oltre’. La legittima rinuncia a guardare oltre i fenomeni empiricamente verificabili è molto comune nel mondo scientifico ed è il fondamento del pensiero ateo. A dire il vero, anch’io fino a qualche anno fa avrei risposto in questa maniera. Per una sorta d’igiene mentale mi rifiutavo con fermezza di fare ipotesi metafisiche, cioè ‘oltre la fisica’. Poi mi sono reso conto che una granitica sicurezza non è segno di un maggior rigore intellettuale, e che può, forse, indicare un’intelligenza poco elastica, asservita a tesi preconcette. Anche il ruolo del ‘caso’ in questa visione del mondo, a un certo punto, è diventato per me inaccettabile: la nostra vita sarebbe in balia del caso, saremmo concepiti, a seguito del risultato ‘casuale’ della corsa di milioni di spermatozoi, con un patrimonio genetico definito dagli errori ‘casuali’ della replicazione e mutazione genetica, la nostra vita sarebbe segnata da eventi ‘casuali’. La conseguente consapevolezza che un ordine non c'è, è, almeno per me, angosciante e inaccettabile: saremmo come bestie che cercano di sopravvivere il più a lungo possibile senza un motivo plausibile. La nostra vita sarebbe ‘una storia raccontata da un idiota, piena di frastuono ed eccitazione, ma senza alcun significato’. (W. Shakespeare. Macbeth).
Ho l’impressione che questa mia ricerca del senso della vita sia un problema personale. La maggior parte delle persone che conosco se ne frega altamente di queste cose e vive bene ugualmente (o almeno sembra). Mi consola il fatto che Einstein aveva lo stesso mio problema; egli ha scritto: ‘chiunque crede che la sua propria vita e quella dei suoi simili sia priva di significato è non soltanto infelice, ma appena capace di vivere’. (A. Einstein)
Guardandoci intorno è facile vedere che in tutto c’è un ordine, una razionalità che non ha niente a che fare con il caso. Anche, lo studio dei fenomeni, la scienza, ci dice che tutto è governato da un ordine. Il movimento nello spazio dei corpi celesti, quello delle particelle di un atomo, anche il semplice movimento delle nuvole in cielo … tutto è governato dall’ordine.
Ma l’ordine che i fenomeni fanno intravedere corrisponde a un ordine più profondo della realtà oggettiva?
La maggior parte dei fisici moderni non prenderebbe neanche in considerazione la domanda. Costoro fanno propria la frase attribuita a Richard Feynman: ‘taci e calcola’; in sostanza il concetto è: ‘meglio non pensarci, atteniamoci ai fatti, queste domande lasciamole ai filosofi’. Per fortuna ci sono fisici teorici che non hanno paura di formulare teorie, anche in assenza di dati sperimentali, in base a modelli matematici. Esemplare il caso dell’equazione E=mc2 di Einstein rimasta per quarante anni un’elegante formula matematica fino a quando non è stata drammaticamente testata sperimentalmente a Hiroshima.
Il fisico quantistico americano David Bohm è uno di questi. Egli propone un’affascinante ipotesi sulla relazione fra i fenomeni e la sottostante realtà oggettiva partendo da un’interpretazione della meccanica quantistica che si può definire ‘ontologica’.
L’idea fondamentale di Bohm è che la realtà oggettiva è un tutto indiviso (undivided wholeness) dove ogni particella dell’universo è collegata, non-localmente, a tutte le altre in una gigantesca onda di potenziale quantistico che si estende nell’intero universo. Nella totalità indivisa esiste, come ripiegato, ‘avvolto’, un ordine implicito che viene ‘srotolato’, come ordine esplicito, nel mondo degli oggetti e degli eventi isolati nello spaziotempo che i nostri sensi percepiscono e che la nostra fisica descrive.
Va be’ … dirai, ma ora vai troppo sul difficile. Concordo con te, non è un concetto semplice … ma non smettere di leggere, vedrai che, un passo alla volta, tutto ti apparirà chiaro. Bohm stesso si rende conto che la sua interpretazione della fisica quantistica è di difficile comprensione e per questo, nella sua opera divulgativa, propone molte fantasiose ed efficaci analogie per spiegare il concetto di totalità indivisa. Proporrò le analogie di Bohm man mano che se ne presenterà l’occasione, per il momento ritengo di dover cominciare con una breve e semplice introduzione alla fisica quantistica e alle sue straordinarie e stravaganti proprietà.
La fisica quantistica si occupa dei corpi molto piccoli come atomi e particelle sub-atomiche ed è quindi il ramo della fisica che più di ogni altro ci può essere di aiuto nel nostro sforzo di comprendere la natura più profonda dell’universo.
Un elettrone, l’oggetto che nei testi di scuola media è disegnato come una sferetta che gira intorno al nucleo di un atomo, è il classico esempio di particella elementare. L’elettrone è una particella nel senso che può essere visto effettivamente come una piccola sfera, dotato di una certa massa. Una particella possiede una determinata posizione (possiamo sapere dove si trova), una determinata velocità (possiamo sapere quanto velocemente si sta muovendo e in che direzione) e una determinata massa (possiamo sapere quanto è grande). Un’altra importante caratteristica delle particelle sembra fin troppo banale: possono essere contate come si contano le mele e le pere. Tecnicamente si dice che le particelle sono ‘discrete’ per dire che non sono continue, o, meglio, che non sono parte di un continuo.
La fisica quantistica afferma che l’elettrone in certo contesto è una particella ma che in altri è un’onda. Un’onda? Com’è possibile? Un elettrone è una particella o un’onda? Non è dato saperlo. Eppure un’onda è un qualcosa di molto diverso da una particella! Le onde sono sfuggenti, non hanno una posizione precisa, nel flusso d’onda nessun oggetto si sposta altrove (per esempio, l’anatra nello stagno va su e giù per effetto dell’onda ma, sostanzialmente, rimane nello stesso punto). Frequenza, lunghezza e ampiezza d’onda descrivono l’intero fenomeno ma non esiste un punto preciso in cui si possa dire che l’onda è lì. Visualizzando il movimento di un’onda sulla superficie di uno stagno si può dire che l’onda è un fenomeno di disturbo della quiete dell’acqua che si propaga a una certa velocità. Non è certamente un oggetto fisico con una determinata posizione e velocità. Per finire, le onde sono continue mentre le particelle sono discrete: posso dire che ci sono dieci, venti o trenta particelle, ma il moto ondoso o c’è o non c’è.
Com’è possibile che un elettrone possa comportarsi come una particella in un certo contesto e come un’onda in altro contesto? Questa dipendenza dal contesto viola l’assioma che ‘una cosa è quello che è’, sembra, infatti, che una cosa possa essere contemporaneamente una cosa ma anche un’altra. Se ci pensi bene, questa è un’idea pazzesca che crea una confusione enorme: se ‘una cosa non è quello che è’, il mondo diventa un guazzabuglio assurdo difficilmente districabile non solo per la nostra mente ma anche per il pensiero filosofico.
Come si pone la fisica ufficiale rispetto a questo problema fondamentale? Semplicemente lo ignora. E la filosofia? Sembra non averne capite le profonde implicazioni. Infatti, i riflessi filosofici di questa e di altre peculiarità quantistiche non sono stati analizzati da un filosofo ma da un fisico, da David Bohm.
Secondo l’interpretazione classica della fisica dei quanti, quella dei fisici del ‘taci e calcola’, un elettrone non né una particella, né un’onda, è un’astrazione che si concretizza (tecnicamente si dice che la funzione d’onda collassa) nel momento dell’osservazione sperimentale. Più in generale, secondo questa interpretazione, la realtà di un sistema fisico ‘non esiste’ prima dell’osservazione (la mia gattina Luna ci è rimasta molto male quando le ho spiegato che lei esiste solo quando io la osservo), esiste solo la funzione d'onda che è nient’altro che uno strumento matematico utilizzato per calcolare le probabilità dei risultati sperimentali, unico oggetto di cui la scienza, in accordo con il positivismo filosofico, dovrebbe discutere.
Infatti, Werner Heisenberg dice che i risultati delle nostre misurazioni sono l’unica realtà, e che non ha senso parlare di dove si trova e cosa sta facendo l’elettrone tra una misurazione e l’altra. Essendo un’astrazione, secondo i fisici del ‘taci e calcola’, non vale neanche la pena di indagare la natura più profonda di un elettrone per cercare di capire ‘perché’ si comporta in un modo così strano, basta sapere ‘come’ si comporta prendendo atto dei dati puramente empirici. Quindi è reale quello che sperimentiamo, tutto il resto sono astrazioni senza valore alcuno per la conoscenza umana.
Bohm capovolge il paradigma: quello che sperimentiamo è solo una ‘proiezione’ di una realtà più profonda, la ‘totalità indivisa’.
Per parlare di ‘totalità indivisa’ bisogna cominciare dalla ‘non-località’, una delle tante stranezze della meccanica quantistica.
La prendo da lontano partendo dalla meccanica classica per far risaltare le stravaganze della meccanica quantistica. Secondo la fisica tradizionale l’universo è essenzialmente governato da un ordine meccanico la cui caratteristica principale è che i corpi, ‘esterni uno all’altro’, autonomi e indipendenti, interagiscono fra loro senza modificare la loro natura fondamentale. Una macchina, con i suoi componenti e ingranaggi, è il classico esempio di questo tipo di ordine. Ogni parte della macchina, costruita separatamente e indipendentemente dalle altre, interagisce con le altre tramite un qualche contatto fisico. Per mettere a fuoco l’ordine meccanico è utile confrontarlo con l’ordine di un organismo vivente. Nel tuo corpo, per esempio, ogni parte non è indipendente dalle altre perché cresce e funziona nel contesto del tutto. Non si può dire che una parte, il cuore per esempio, esiste indipendentemente dai polmoni. Né si può dire che una parte interagisca con un’altra senza essere essa stessa influenzata dalla relazione.
Prerogative dell’ordine meccanico sono la ‘continuità’, la ‘causalità’ e la ‘località’.
Continuità significa che, conosciute le condizioni iniziali di un sistema e le forze che agiscono su di esso, è possibile prevedere, istante per instante, il suo comportamento nel tempo. Per esempio, è possibile conoscere, in ogni momento, la posizione esatta di una palla di cannone in volo se si conoscono massa del proiettile, velocità iniziale verticale e orizzontale, resistenza dell’aria, … ecc.
Causalità significa che nessun fenomeno può avvenire senza una precisa causa. Tutti gli stati fisici sono correlati uno all’altro dalla sequenzialità causa-effetto.
Il principio di località afferma che oggetti distanti non possono avere influenza diretta l'uno sull'altro: un oggetto è influenzato solo da forze provenienti da un altro oggetto nelle sue immediate vicinanze. Einstein precisò poi che le forze possono dispiegarsi a distanza, ma non a velocità superiore a quella luce. Quindi, l’impatto della forza su un oggetto è ritardato dal tempo che ci vuole alla forza per raggiungere quell’oggetto a una velocità che non può superare i 300.000 Km/s. In quest’ottica, ‘locale‘ non è da intendersi come fisicamente adiacente, ma come distanza limite. Per esempio, solo una parte dell’universo può esercitare una forza su di me. Se io vivo ottanta anni, un evento che accade a una distanza maggiore di ottanta anni luce da qui, non può causare alcun disturbo alla mia vita. Per contro, un evento che accade fra due secondi a 500 mila chilometri da qui è, per me, un evento locale. Più in generale, il principio di località non ammette l’azione ‘immediata’ a distanza e riflette il fatto che ogni causa per produrre un effetto richiede un certo tempo.
Ora tieniti forte: le prerogative della teoria quantistica sono la ‘dis-continuità’, la ‘non-causalità’ e la ‘non-località’.
La discontinuità è ben illustrata dalla terminologia quantistica di ‘salto quantico’. Un elettrone, per esempio, può ‘saltare’ o passare da uno stato energetico a un altro in un lasso di tempo infinitesimale per cui non ha senso parlare di stati intermedi della transizione dallo stato iniziale allo stato finale.
Al posto della causalità, la teoria quantistica introduce il concetto d’indeterminazione. Ma quello che, secondo me, ha le implicazioni più profonde sul nostro modo di vedere il mondo è la ‘non-località’.
La non-località, provata empiricamente dal celebre esperimento del fisico Alan Aspect nel 1982, implica l’azione immediata a distanza. Nella fisica quantistica si può provare che due particelle, una volta che hanno interagito tra di loro, rimangono per sempre connesse (tecnicamente si dice ‘entangled’) anche quando sono separate spazialmente. Sembra che le particelle ‘entangled’ si comportino come un indivisibile corpo unico, anche se sono separate da migliaia di chilometri.
Mettiamo che tu sei a Tokio con la particella A e che io sono a Roma con la particella B e che abbiamo concordato di misurare la quantità di moto delle rispettive particelle un nanosecondo dopo mezzogiorno. Per quanto possa sembrare assurdo, la misurazione della particella A che tu fai a Pechino, istantaneamente, influenzerà la misurazione della particella B che io faccio a Roma (purché A e B siano entangled).
Che fine ha fatto lo spazio? E il tempo? Le due particelle sono una cosa sola o sono collegate fuori dallo spazio e dal tempo?
Bohm ipotizza che sotto lo spazio, il tempo e la materia che noi osserviamo, ci sia un ulteriore livello, un sub-spaziotempo, una realtà con un numero infinito di dimensioni. A questo livello ogni cosa è connessa a tutte le altre da un ‘potenziale quantistico’, un’unica onda che si estende ovunque e informa ‘tutti di tutto’. (Secondo me, il termine sub-spaziotempo può essere fuorviante perché porta a immaginare due realtà distinte, una sopra e una sotto. Non è così: il nostro spaziotempo è compreso nella realtà più ampia multidimensionale. Riprendendo l’analogia con il corso d’acqua, il sub-spaziotempo sarebbe l’acqua al di sotto della superficie che noi vediamo, ma è ovvio che anche i vortici e le onde in superficie fanno parte della massa d’acqua che scorre.)
Tutti sono informati di tutto? Che vuol dire? Secondo l’interpretazione ontologica della teoria quantistica, ogni più piccola parte dell’universo è ‘informata’ e quindi ‘conosce’ l’ordine dell’intero universo. Parlerò di quest’aspetto nella prossima puntata usando l’analogia dell’ologramma. Per il momento m’interessa approfondire il discorso della totalità indivisa.
Per Bohm, un elettrone non è né una particella, né un’onda, è una particella più un’onda. Abbiamo visto prima che, secondo l’interpretazione dominante della teoria quantistica, la funzione d’onda è nient’altro che uno strumento matematico utilizzato per calcolare le probabilità dei risultati sperimentali. Per Bohm, invece, la funzione d’onda è un’onda vera e propria legata indissolubilmente alla particella. Le particelle quindi esistono effettivamente a prescindere dalla nostra osservazione (la mia gattina Luna tira un sospiro di sollievo) e sono sempre accompagnate da un’onda (o campo).
[Per chi ha una certa conoscenza della materia, mi sembra giusto aprire una parentesi per precisare che l'interpretazione di Bohm trae spunto dall’interferenza di elettroni nell'esperimento della doppia fenditura, che Bohm e de Broglie interpretarono come fenomeno quantistico per il quale ogni tipo di particella è associata a un'onda (onda pilota) che ne guida il moto. L’influenza dell'onda pilota è quantitativamente definita introducendo il cosiddetto ‘potenziale quantistico’, che agisce sulla particella in modo analogo all'effetto dell'interazione dei campi con le particelle osservato nella fisica classica. L'onda pilota, nel governare il moto della particella, evolve in accordo con l'equazione di Schrödinger. Chiusa parentesi]
Se hai letto la mia serie sulla teoria della relatività generale allora puoi immaginare la particella come la massa di un corpo celeste e l’onda come il campo gravitazionale intorno alla massa che causa l’incurvatura dello spazio. Nelle vicinanze di una grossa massa c’è un campo molto intenso e quindi una curvatura dello spazio molto pronunciata. Man mano che la distanza dalla massa aumenta, l’intensità del campo (e la curvatura) diminuisce sempre più fino a fondersi impercettibilmente nel campo della massa adiacente. Abbiamo quindi un campo ‘continuo’ che si estende dappertutto: in nessun punto dello spazio esiste un’interruzione o divisione del campo.
Analogamente (come sopra, così sotto) a livello sub-quantico, ogni particella ha il suo specifico campo che si mescola in periferia con quello della particella adiacente. L’insieme di tutte le particelle è quindi immerso in un campo continuo, una gigantesca onda senza interruzioni con uno specifico ‘potenziale quantistico’. Una variazione di stato di una particella influenzerà il ‘potenziale quantistico’ del campo continuo e, istantaneamente, tutte le altre particelle, come un corpo unico, saranno informate della variazione di stato della prima e reagiranno di conseguenza. Ecco spiegato perché la particella A conosce immediatamente quello che succede alla particella B distante diecimila chilometri (Tokio-Roma).
Quindi non ha senso parlare di singole, autonome particelle che interagiscono fra loro. Piuttosto occorre considerare la divisione in particelle, o in particelle e campi, come un’astrazione approssimativa di una ‘totalità indivisa’.
Quest’analogia può essere utile a cogliere intuitivamente il concetto di totalità indivisa ma è necessariamente approssimativa e può essere fuorviante. Penso, pertanto, che sia necessario fare alcune precisazioni.
Innanzitutto è bene chiarire cosa vuol dire ‘potenziale quantistico’ di un campo. In fisica, un potenziale descrive un campo in termini di come una particella localizzata in un punto del campo è influenzata dal quel campo. Il ‘potenziale quantistico’ definito da Bohm va oltre l’onda della singola particella: è il potenziale di una specie di super-campo o super-onda che comprende e guida ogni singola particella. In pratica, il potenziale quantistico definisce un fondo comune d’informazione, una maniera per collegare insieme ogni cosa, un po’ come il ritmo musicale che permette ai ballerini di muoversi insieme in armonia. Una particella è mossa da qualunque energia essa abbia (per esempio, perché una forza sta agendo su di essa) ma il suo movimento è guidato dall’informazione nel ‘potenziale quantistico’ (il ritmo della musica).
Un’altra cosa importante da considerare è che il potenziale quantistico non agisce all’interno dello spaziotempo quadridimensionale in cui noi viviamo, agisce oltre a esso in un sub-spaziotempo multidimensionale. Essendo oltre lo spaziotempo, non è possibile verificare empiricamente le proprietà implicite del potenziale quantistico. Quello che Bohm fa è di inserire nelle equazioni classiche della meccanica quantistica delle ‘variabili non-locali nascoste’ corrispondenti al potenziale quantistico. (un po’ come cercò di fare Einstein utilizzando però ‘variabili nascoste locali’). Le equazioni della meccanica quantistica con l’aggiunta delle ‘variabili non-locali nascoste’ sono in grado di riprodurre tutte le previsioni della teoria quantistica, ma un fatto eccezionale accade: velocità e posizione di una particella possono essere definite simultaneamente, scavalcando, in tal modo, il principio d’indeterminazione di Heisenberg.
Perché allora l’interpretazione bohomiana della teoria quantistica rimane in penombra nel panorama della fisica ufficiale?
La risposta ci è data dal fisico Chad Orzel, uno di quelli del ‘taci e calcola’. Orzel scrive: “David Bohm elaborò una versione della meccanica quantistica che utilizza variabili non-locali nascoste che è in grado di riprodurre tutte le previsioni della teoria quantistica classica utilizzando particelle con velocità e posizione ben definite”. Alla domanda “Perché allora non usate quella?”, egli risponde “La teoria di Bohm tira in ballo un certo ‘potenziale quantistico’. E’ un concetto piuttosto strampalato e fa venire il mal di testa a forza di calcoli”. Insomma la teoria non è sbagliata ma è trascurata perché è più facile per i fisici utilizzare le equazioni classiche. D’accordo, ma che ne è del principio d’indeterminazione di Heisenberg?
Per adesso mi fermo qui. Nella prossima puntata, userò le analogie di Bohm (ologramma, melassa, acquario) per cercare di spiegare in maniera intuitiva come l’ordine nascosto della totalità indivisa (ordine implicito) si manifesta nel nostro mondo sensibile a quattro dimensioni (ordine esplicito).
Alla prossima puntata.
Luigi Di Bianco
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