Meccanica Quantistica … per stupidi (2)
Insieme alla mia gattina Luna riprendo il cammino nella fisica quantistica.
L’esperimento della doppia fenditura visto nel capitolo precedente dimostra che la fisica moderna non ha ancora un’idea precisa di cosa ci sia a livello subatomico. Per esempio, sappiamo che intorno al nucleo di un atomo si muovono gli elettroni ma non sappiamo se essi sono corpuscoli puntiformi o se sono onde reali o se non sono nessuna delle due cose. Un fatto è certo: nell’esperimento, l’elettrone a volte mostra l’aspetto corpuscolare (particella) e a volte mostra l’aspetto ondulatorio (onda). Ma quando non si mostra, o meglio, quando non è osservato, cos’è l’elettrone esattamente, che aspetto ha?
Per rispondere dovremmo intraprendere un viaggio nella dimensione dell’infinitamente piccolo. Proviamo a inoltrarci in questo mondo cercando di capire le unità di misura cui andiamo incontro. Hai presente il centimetro? Se non sei sicuro prendi un righello: la distanza fra la tacca ‘0’ e la tacca ‘1’ è di un centimetro, o 1 cm. Sul righello che sto guardando, fra zero e uno ci sono nove tacche più piccole: la distanza fra due di queste tacche è un millimetro, cioè 0,1 cm, oppure 10 elevato alla meno 1, ovvero 10-1 cm.
Luna mi sta guardando con un ghigno sarcastico: sembra che dica “ma guarda un po’ come sei diventato bravo … sono veramente sorpresa”. Cara Luna, quando ci vuole, ci vuole … aspetta un po’ e vedrai che sono capace di andare anche oltre il millimetro. Tu sei capace di dirmi quanti micron (μm) ci sono in un millimetro? Non far finta di pensare, cara Luna, non lo sai, te lo dico io: ce ne sono mille! Guarda il righello e immagina che fra due tacche delimitanti un millimetro ci siano mille tacche più piccole! Espresso in centimetri, 1 μm è uguale a 0,0001 cm oppure 10-4 cm. Da adesso in poi, per evitare di scrivere lunghe file di zero, userò la notazione scientifica. Basta ricordare che 10-n corrisponde a 1 preceduto da n zero con la virgola posta dopo il primo zero (esempio, 10-6 corrisponde a 0,000001).
Procedendo nel nostro cammino verso il microcosmo troviamo il nanometro (nm), che corrisponde a 10-7 cm, il picometro (pm), 10-10 cm, e giù … giù fino alla lunghezza di Planck, 10-33 cm, la più corta lunghezza possibile.
Al disotto della lunghezza di Planck lo spaziotempo non è più un continuo ma diventa una griglia di eventi separati dalla distanza di Planck. Che cosa succede all’interno della singola cella della griglia è al di fuori della comprensione della fisica. Il fisico americano John Wheeler dice che le stesse nozioni di spazio e tempo non hanno più senso a questo livello. Ci troviamo allora in un mondo senza dimensioni e senza tempo, dove la ‘località’ non esiste; un mondo pervaso dalle vibrazioni di un campo energetico infinito. Ora immagina che le vibrazioni del campo non siano altro che le ‘informazioni’ o le ‘regole’ fondamentali che disciplinano la formazione e il comportamento della materia nel nostro mondo fisico. A questo punto è facile arrivare alla conclusione che a questo livello ci troviamo al ‘posto di comando’ della natura, in una realtà multidimensionale regolata da un inconoscibile ordine implicito che si srotola e si manifesta nell’ordine esplicito del nostro universo tridimensionale.
Spinoza, nel seicento, aveva intuito tutto questo. Per il grande filosofo, il mondo fisico (ordine esplicito) è una manifestazione di una realtà più fondamentale (ordine implicito) la ‘Sostanza’ (quello che sta sotto), cioè la Natura spinoziana. La Natura è l’ordine esplicito, più l’ordine implicito, più l’ordine super-implicito, più l’ordine super-super-implicito … e via di questo passo … tutti connessi, con effetti immediati a distanza, da un’onda di ‘informazione’ non-locale. Wowww … che idea meravigliosa … anche Luna ne è rimasta colpita, anche se fa finta di niente mentre si lecca la pancia … il movimento delle sue orecchie tradisce il suo interesse.
Adesso abbiamo un’idea delle dimensioni nel microcosmo e possiamo andare a vedere dove finisce l’applicabilità della fisica classica e dove comincia il mondo della fisica quantistica. Si tratta cioè di definire il confine fra macrocosmo e microcosmo. Occorre subito dire che il confine non è ben preciso perché sembra che anche le molecole, di dimensioni dell’ordine di 10-11 cm, siano in grado di produrre la caratteristica figura d’interferenza e quindi sembrano soggette ai fenomeni quantistici. Per semplificare fissiamo il confine del microcosmo a livello atomico. Se il diametro di un atomo, come quello dell’ossigeno, è di 10−12 cm, la meccanica quantistica indaga allora i fenomeni che interessano entità di dimensioni piccolissime dell’ordine di 10−12 cm fino a 10-33 cm.
Di ‘cose’ così piccole, in un primo tempo, si pensava che ce ne fossero pochissime. Si credeva che la struttura dell’atomo fosse composta di elettroni che giravano intorno al nucleo composto di protoni e neutroni. Più tardi si scoprì che il protone il neutrone sono fatti di particelle più piccole, i quark e che la struttura e il movimento degli elettroni era, in un certo qual modo, influenzato dal movimento di ‘strane cose’ instabili come i mesoni e iperoni. Ma la novità più importante fu la scoperta che le ‘strane cose’ instabili appaiono e scompaiono, oppure possono essere trasformate le une nelle altre.
Niente a questo punto ci impedisce di ipotizzare che mesoni, iperoni e altre strane particelle abbiano una loro precisa struttura interna influenzata dal movimento di ‘cose ancora più piccole’, entità della cui natura non si ha alcuna idea. Se consideri che con gli strumenti scientifici più avanzati non si riesce a misurare cose più piccole di 10-17 cm allora puoi bene capire come sia limitata la nostra conoscenza delle entità di dimensioni al disotto di tale soglia e fino a 10-33.
Come diceva Feynman: “there’s plenty of room at the bottom’, cioè, c’è un sacco di spazio giù in fondo. La speranza di molti scienziati di riuscire a individuare il ‘mattone fondamentale’ dell’universo o ‘particella di Dio’, secondo me, è pura illusione.
Senza considerare quello che c’è al disotto della distanza di Planck, dobbiamo concludere che nel nostro spaziotempo c’è un’infinità di ‘cose piccolissime’ di cui noi non abbiamo alcuna conoscenza o esperienza empirica.
Luna mi guarda pensierosa. Mi sta chiedendo “ma dove stanno queste cose piccolissime? Se io voglio vederle dove devo cercarle?”. Cara Luna, tu ed io, e anche il tuo amico Walter siamo fatti di queste cose piccolissime in continuo movimento. Per vederle, se fosse possibile vederle, ma non lo è, ti basterebbe guardare dentro il tuo corpo.
In pratica, la ricerca scientifica moderna dimostra l’esistenza di cose sempre più piccole organizzate a livelli diversi. Le cose di ogni livello entrano nella struttura del livello superiore, mentre, a loro volta, comprendono quelle del livello inferiore. Le proprietà delle singole cose non sono incondizionate o autonome, ma dipendono dalle condizioni generali del background, o ambiente, o contesto, a suo volta determinato, in parte, dal livello superiore e inferiore, in parte nello stesso livello.
L’elettrone, per esempio, fa parte del livello quantico ma entra nella struttura dell’atomo (livello superiore) e la sua struttura e proprietà sono determinate dal background generato dalle cose esistenti al livello inferiore (livello sub-quantico), al suo stesso livello e al livello superiore, quello dell’atomo. In pratica, l’elettrone dipende per le condizioni della sua esistenza dal mantenimento dei giusti parametri nel suo background e nella sua sub-struttura. Per contro, le condizioni del background e della sub-struttura risentono della mutua interconnessione con l’elettrone.
E’ evidente a questo punto che l’autonomia qualitativa delle ‘cose piccole’ ha un carattere molto relativo. Che cosa voglio dire? Dal punto di vista della meccanica classica, tra due cose che entrano in contatto si verifica un effetto di azione e reazione che si traduce in una modifica quantitativa ma non qualitativa delle proprietà delle cose che si scontrano. Per esempio, due biglie che si scontrano sul tavolo di biliardo, cambiano velocità e direzione (modificazione quantitativa), ma non cambiano la loro qualità, perché, a seguito dello scontro, ogni biglia rimane esattamente la stessa biglia di prima. A livello delle ‘cose piccole’ non è così. A questo livello c’è una così stretta relazione reciproca fra le singole ‘cose piccole’ e tutte le cose del background che, a determinate condizioni, si può verificare una modificazione qualitativa delle cose coinvolte. L’esempio più evidente è la creazione, distruzione e trasformazione di particelle come i mesoni e iperoni.
Luna m’interrompe con un ‘miaooooo’ prolungato. Vuole dire “questa tua spiegazione dell’aspetto quantitativo e qualitativo non mi convince. Se le due biglie si scontrano con grande forza si possono anche rompere quindi la loro qualità andrebbe a quel paese”. Vero, cara Luna, ma la struttura interna, fatta di molecole disposte in una certa maniera, di atomi ed elettroni, rimarrebbe la stessa per tutti i frammenti di biglia. Se vuoi un esempio di modifica qualitativa nel macrocosmo devi pensare alla relazione esistente fra le parti che costituiscono un organismo vivente come il corpo umano. Qui tutti gli organi sono interconnessi qualitativamente. Per esempio, se il cuore non pompa bene, le cellule del cervello ne possono risentire fino a morire. Qualcosa del genere succede fra le particelle e il background.
L’interconnessione fra le ‘piccole cose’ e il background non è però per contatto locale, di tipo meccanico. Considera un’onda radio che trasporta un segnale, per esempio la nona di Beethoven. Ora immagina di avere la radio accesa e che stai ascoltando la musica. L’energia che è sprigionata dagli amplificatori della radio non proviene dall’onda ma dalla presa di corrente. Questa energia è essenzialmente senza forma, stupida, ma prende una forma e un senso dall’informazione che è trasportata dall’onda radio. Questa informazione è potenzialmente attiva dappertutto ma è effettivamente attiva solo quando la sua forma, o le informazioni che trasporta, entra in contatto e modificano l’energia elettrica propria del ricevitore radio.
Penso che sia evidente l’analogia con la relazione tra la particella (la radio) e il background (l’onda radio). L’unica cosa che può essere fuorviante nell’analogia è il concetto di segnale inteso come informazione trasmessa a distanza. Nel nostro caso il background non trasporta ‘informazioni’ a distanza; esso, in quanto non-locale, è potenzialmente attivo dappertutto. L’interconnessione tra particelle e background come appena descritta implica che un elettrone, o qualsiasi altra particella, abbia una struttura interna complessa almeno quanto quella di un ricevitore radio. Questo però è contro-intuitivo e in contrasto con la tradizione scientifica. Infatti, si è sempre pensato che man mano che si analizzano cose sempre più piccole, la loro struttura e comportamento diventa sempre più semplice. Sembra che non sia così, la fisica moderna sembra suggerire che la natura a livello microscopico sia molto più complessa di come si pensava un tempo … non c’è niente di elementare nelle particelle elementari!
La complessità interna delle ‘cose piccole’ non è poi così irragionevole se si considera l’analogia che segue. Il comportamento di un certo gruppo sociale può essere trattato con semplici leggi statistiche, per esempio, per sapere quanti chili di spaghetti l’anno mangia mediamente un italiano. E’ invece immensamente più complesso indagare le abitudini del singolo italiano per sapere, per esempio, in quali occasioni egli mangia gli spaghetti, con quali condimenti e con quali criteri egli sceglie per il sugo tra il pomodoro S. Marzano e il ciliegino. Similmente il comportamento dei corpi macroscopici può essere descritto dalle semplici leggi newtoniane, mentre molecole e atomi hanno comportamenti e strutture interne decisamente più subdoli e complessi. E le particelle sub-atomiche? Sono ancora più subdole e complesse !
E’ interessante notare che fra la più piccola distanza misurabile, 10-18 cm, e la più corta distanza nello spaziotempo, 10-33 cm, c’è un vasto intervallo nel quale possono essere contenute un’infinità di entità e strutture non ancora conosciute. Questo intervallo è approssimativamente uguale a quello esistente fra la dimensione delle cose della nostra vita quotidiana e quella delle particelle. “There’s plenty of room at the bottom’.
Per concludere, è assolutamente arbitrario estrarre l’elettrone dal suo background e trattarlo come se fosse una biglia. Così com’è assolutamente evidente che, intervenendo con gli strumenti macroscopici di misurazione, i fisici sperimentali vanno a modificare il background e quindi le proprietà quantitative e qualitative dell’elettrone. Non è mai possibile fare misurazioni ‘neutre’, oggettive, delle proprietà dell’elettrone.
Abbiamo gettato un rapido sguardo nel mondo delle ‘cose piccolissime’, cioè nel microcosmo. A questo punto riprendiamo l’esperimento della doppia fenditura (se non hai letto la scheda precedente è meglio andare a leggerla adesso) per vedere come le bizzarrie risultanti dall’esperimento vengono interpretate dalle varie correnti di pensiero.
L’interpretazione ufficiale o standard, quella che è insegnata a scuola, è quella nota come “Interpretazione di Copenaghen” dal nome della città dove insegnava Niels Bohr uno dei padri fondatori della meccanica quantistica. Quasi tutti i fisici del tempo, ad eccezione di Einstein e qualche altro, aderirono a questa interpretazione. Cito solo Werner Karl Heisenberg, Max Born, Wolfgang Ernst Pauli, Julius Robert Oppenheimer, John von Neumann.
I pochi fisici che cercarono di contrastare questa interpretazione furono trattati come scismatici o eretici e guardati con sospetto. I poteri forti del mondo scientifico del tempo condannavano i dissidenti all’ostracismo. Quando, per esempio, David Bohm propose la sua interpretazione ontologica, Oppenheimer scrisse agli altri “se non riusciamo a dimostrare che la sua teoria (quella di Bohm) è sbagliata, allora dobbiamo semplicemente ignorarlo”. Cosa che fecero per decenni.
L’interpretazione di Copenaghen porta alle estreme conseguenze la dottrina filosofica della scienza nota come ‘positivismo’.
Secondo la corrente filosofica del positivismo, l’unica conoscenza autentica è quella che si basa sull’osservazione diretta, l’esperienza e la verifica positiva. La conoscenza scientifica, in particolare, è solo quella verificabile, provata cioè con metodi empirici e non con argomentazioni. La ricerca scientifica può usare la logica deduttiva solo se serve a sviluppare teorie che possono essere in seguito testate sperimentalmente.
Stephen Hawking, a proposito della relatività del tempo, così descrive il positivismo nella scienza “Ogni valida teoria scientifica, sia del tempo, sia di qualsiasi altro concetto, dovrebbe a mio parere, essere basata sulla filosofia della scienza più praticabile: l’approccio positivista proposto da Karl Popper e altri. Secondo questo modo di pensare, una teoria scientifica è un modello matematico che descrive e codifica le osservazioni che facciamo. Una buona teoria descrive una vasta gamma di fenomeni sulla base di pochi semplici postulati e fa precise previsioni che possono essere testate. Se uno prende la posizione positivista, come faccio io, allora non può dire che cosa sia il tempo in realtà.”
Se non può dire cos’è il tempo, a maggior ragione, un positivista non può dire cosa è in realtà un elettrone. Werner Heisenberg, per esempio, dice che i risultati delle misurazioni sono l’unica realtà, e che non ha senso parlare di com’è fatto, dove si trova e cosa sta facendo l’elettrone tra una misurazione e l’altra. Essendo un’astrazione, secondo Heisenberg e secondo l’interpretazione di Copenaghen, 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 risultati degli esperimenti. Quindi è reale quello che sperimentiamo, tutto il resto sono astrazioni senza valore alcuno per la conoscenza umana.
Allora, che cos’e` la ‘realtà’ del mondo della fisica quantistica secondo l’interpretazione di Copenaghen? Sfortunatamente quella che noi percepiamo come realtà si scopre essere semplicemente una serie d’incidenti di percorso. Se crediamo all’interpretazione di Copenaghen, il mondo è ‘un’indefinita nube quantica’ pervasa dalle onde di probabilità o funzioni d’onda. Ogni tanto una di queste onde “collassa“, e allora, e soltanto allora, succede ‘qualcosa’: compare un frammento della realtà e le relative quantità fisiche assumono dei valori per noi misurabili. La sequenza di quei ‘qualcosa’ costituisce la realtà che noi percepiamo.
Se, come abbiamo visto nell’esperimento della doppia fenditura, l’elettrone a volte si mostra come una particella, quando viene ‘visto’ nei pressi delle fenditure dal rilevatore di particelle, e a volte come un’onda, quando produce lo schema d’interferenza, allora vuol dire che vige il ‘principio di complementarietà’. Che cosa significa?
Il principio di complementarietà fu enunciato da Niels Bohr nel Congresso internazionale dei Fisici, tenutosi a Como in occasione del centenario della morte di Alessandro Volta, nel 1927. Il principio di complementarietà dice semplicemente che non è possibile osservare contemporaneamente, durante lo stesso esperimento, la natura ondulatoria e corpuscolare di una particella elementare. Cosa c’è di sconvolgente in questo principio? Niente. Infatti, è quello che abbiamo sperimentato quando abbiamo messo uno strumento per rilevare da quale fenditura passava l’elettrone. In quel modo era possibile rilevare la posizione del corpuscolo elettrone ma, immediatamente, spariva la figura d’interferenza. Dagli esperimenti risulta quindi che, in nessun caso, l’elettrone si manifesta contemporaneamente come corpuscolo e come onda, a volte si presenta come corpuscolo e a volte come onda. Può essere che questo fatto sia dovuto all’inadeguatezza dei nostri esperimenti e/o della nostra conoscenza? Assolutamente no, risponde Niels Bohr.
Egli afferma categoricamente che gli aspetti corpuscolare e ondulatorio sono complementari, non per l’inadeguatezza della nostra conoscenza del livello sub-atomico e sub-quantico o dei nostri metodi sperimentali, ma perché la complementarietà è una proprietà della natura. Allora non esiste, come potremmo immaginare, un elettrone dotato sia di natura corpuscolare sia di natura ondulatoria, esiste invece la cosiddetta ‘funzione d’onda’ che descrive matematicamente l’elettrone come la ‘sovrapposizione’ dello stato corpuscolare e dello stato ondulatorio.
Quando l’elettrone si materializza effettivamente in un punto, per esempio quando sbatte sulla lastra di rilevamento o quando viene ‘visto’ nei pressi delle fenditure dal rilevatore di particelle, allora si dice che la funzione d’onda ‘collassa’.
Dal punto di vista matematico, una funzione d’onda è vista come la descrizione delle potenzialità statistiche di un sistema che esiste autonomamente, cioè separato dagli altri. In altre parole, gli oggetti separati e autonomi della fisica classica, quelli cioè della nostra esperienza quotidiana, a livello sub-atomico sono sostituiti da astratti oggetti potenziali e statistici che possono essere chiamati ‘funzione d’onda’, o ‘stato quantico del sistema’ o ‘vettore di stato’.
La completa autonomia di questi oggetti eterei rimane concreta e stabile fino a quando non sono osservati. Le cose cambiano quando si cerca di osservarli. In questo caso ci troviamo ad avere a che fare con due oggetti (inizialmente) autonomi che vengono a interagire: l’oggetto osservato (la funzione d’onda) e l’oggetto che osserva (il nostro apparato di misura).
A seguito dell’interazione, certe potenzialità del sistema osservato sono attualizzate a discapito di altre potenzialità che, per il principio di complementarietà, non possono essere attualizzate allo stesso tempo. Ma questo non è tutto. Come abbiamo visto con l’esperimento della doppia fenditura, il risultato dell’attualizzazione delle potenzialità della funzione d’onda quando collassa non è prevedibile. Con l’equazione di Schroendinger si possono calcolare le probabilità che un elettrone vada a sbattere contro una certa area della lastra di rilevamento, ma in nessun modo possiamo calcolare dove effettivamente l’elettrone andrà a sbattere. C’è, insomma, assoluta indeterminazione su quale punto della lastra di rilevamento l’elettrone si attualizzerà.
Quasi ottanta anni di esperimenti confermano che l’indeterminatezza o casualità è una caratteristica fondamentale del comportamento della materia a livello sub-atomico. Questo è un dato incontestabile che viene fuori direttamente dagli esperimenti.
Cosa ci dice l’interpretazione di Copenaghen in merito alla casualità risultante dagli esperimenti a livello sub-atomico? Questa volta è Werner Heisenberger a spiegarci come stanno le cose. Egli afferma categoricamente che l’indeterminatezza è una proprietà intrinseca della natura e non è dovuta all’inadeguatezza della nostra conoscenza del livello sub-atomico e sub-quantico o dei nostri metodi sperimentali. Heisenberg esclude in modo assoluto che la casualità nel comportamento dell’elettrone possa essere determinata dalla sua interconnessione con il background e con le ‘variabili nascoste’ del livello sub-quantico. Egli osserva semplicemente che, anche se ci fossero delle entità e leggi sub-quantiche che determinano in modo deterministico il comportamento casuale delle particelle al livello quantico, non ci sarebbe per noi alcun modo per verificare sperimentalmente che queste leggi ed entità entrino effettivamente in azione. Conclude affermando che i concetti di livello sub-quantico e di variabili nascoste sono qualcosa di ‘metafisico’ al di fuori di qualsiasi possibilità d’indagine sperimentale e quindi da lasciar fuori dalle discussioni scientifiche.
Secondo Heisenberg e più generalmente, secondo l’interpretazione di Copenaghen, la teoria quantistica è completa così com’è e descrive il mondo reale come esso effettivamente è:
- la realtà ‘oggettiva’ come noi la concepiamo non esiste, esiste solo l’astratta funzione d’onda con le sue potenzialità.
- solo a seguito della nostra osservazione la funzione d’onda collassa e si attualizza in qualcosa di reale. Quindi è la nostra osservazione che crea una realtà soggettiva.
- siccome poi la realtà nel suo manifestarsi obbedisce a leggi probabilistiche allora la natura è governata dalla casualità. L’universo fisico non esiste in forma deterministica, ma piuttosto come una collezione di probabilità, o potenziali.
Luna, a questo punto, sbotta: “ma la meccanica quantistica non dovrebbe occuparsi degli elettroni, dei mesoni, dei quark … delle stringhe, cioè delle cose piccolissime? Sembra invece che sia occupi più che altro di chiarire cosa significhi osservare e misurare. Solo quello che si osserva esiste? Ma io so che il maledetto Walter esiste e continua a pavoneggiarsi sul tetto anche quando io non lo osservo”. Cara Luna concordo perfettamente con te. A me sembra un’auto-limitazione non necessaria quella di trascurare le variabili nascoste del livello sub-quantico. Se si vuole indagare la natura delle ‘cose piccolissime’ non vedo come si possano trascurare le ‘variabili nascoste’, tutte le entità di dimensioni inferiori a 10-17 e fino a 10-33. Ancora una volta, non è forse vero che “there’s plenty of room at the bottom’?
In proposito, propongo un’analogia di Bohm.
Le compagnie di assicurazione sulla vita operano sulla base di leggi statistiche che prevedono, con un alto grado di approssimazione, quante persone di una certa età, altezza, peso … ecc., moriranno, per esempio, mediamente di infarto nell’arco di un anno. Le leggi statistiche sono correlate, a un livello più basso, alle singole morti, dei singoli assicurati, ‘causalmente’ (non casualmente) determinate dal progredire della malattia. Le assicurazioni possono fare precise previsioni anche se non hanno alcun modo di prevedere la data della morte del singolo assicurato. Possono fare previsioni corrette anche se le morti individuali sono distribuite casualmente e senza alcuna relazione con i dati in possesso della compagnia di assicurazione. Ma il fatto che a livello generale esistano efficaci leggi statistiche non preclude che a livello più basso si possa indagare in dettaglio le precise condizioni (fumo, pressione, peso, … ecc ) che causano la morte per infarto del singolo assicurato. Nell’ambito medico, per esempio, l’efficacia delle leggi statistiche generali non preclude il controllo accurato e continuo dello stato di salute del singolo assicurato per evitare che abbia un infarto.
L’interpretazione di Copenaghen coglie solo la prospettiva delle compagnie di assicurazione e tralascia completamente quella dei dottori. In questo senso non può essere una teoria completa.
Luna a questo punto alza un baffo per chiedere la parola: “un’altra cosa che non ho capito è questa faccenda del collasso. Tu l’hai capita?”
Se permetti, cara Luna, sono un po’ più intelligente di te e qualcosa più di te dovrei aver capito. Devo però confessarti che anche a me rimangono molti dubbi in proposito. Mi chiedo per esempio, … d’accordo è il mio atto di osservare a causare il collasso e quindi la ‘scelta’ di quella particolare attualizzazione fra tutte quelle possibili. Ma ‘quando’ avviene quel collasso? Se ci pensi bene, c’è una catena di eventi che porta l’osservazione della particella al mio cervello: la particella è a contatto con qualche strumento, che è a contatto con il microscopio, che è a contatto con il mio occhio, che è a contatto con la mia coscienza… dove avviene di preciso il collasso? A che punto la particella smette di essere una funzione d’onda e diventa un oggetto ben preciso?
Il problema può essere riformulato così: che cosa causa il collasso di una funzione d’onda? Basta la semplice presenza di un’altra particella nei dintorni del sistema? Oppure deve essere un oggetto di grandi dimensioni? Oppure deve essere per forza un oggetto in grado di osservare? Oppure deve essere per forza una mente umana? Sappiamo che un uomo è in grado di far collassare una funzione d’onda, in quanto gli scienziati possono misurare le particelle. Ma un insetto? Un insetto-scienziato sarebbe in grado di compiere le stesse osservazioni? Sarebbe in grado di far collassare una funzione d’onda? E un virus? Una pietra? Un albero? Un soffio di vento?
Naturalmente, viene subito la tentazione di puntare il dito verso la coscienza. Forse il collasso è dovuto al fatto che un essere cosciente compie la misurazione. Forse la fisica quantistica ci sta dicendo che la mente umana ‘deve’ esistere affinché il resto dell’universo possa esistere, altrimenti non ci sarebbe nessuno a osservarlo e ciò significa che resterebbe in eterno nel limbo delle possibilità. La realtà è il contenuto soggettivo della nostra coscienza, come ha scritto recentemente Eugene Wigner?
“Forse, forse, forse … non hai capito niente neanche tu” interviene Luna “comunque questa interpretazione non mi piace per niente. Tu che ne pensi?” Sono d’accordo, meine Letze, anche a me non piace. In fin dei conti, perche l’elettrone non potrebbe essere una particella reale guidata da un’onda reale anche quando non è osservato? In questo modo si potrebbe evitare il misterioso ‘collasso’ perchè l’osservazione non sarebbe altro che il cambiamento nella conoscenza che noi abbiamo della realtà ‘oggettiva‘. Ma di questo parleremo nella prossima scheda.
Sum ergo Cogito 