Helgoland
Dalla ”Isola Sacra” nel Mare del Nord, ad un oscuro e anonimo angolo di un’Università italiana

Magnus Torque recensisce il libro del prof. Carlo Rovelli “Helgoland” sulla nascita delle teorie quantistiche

Sono circa le 22 di un giorno di marzo, siamo ormai in Primavera ed ho appena terminato di leggere uno scritto che ha completamente cambiato la mia prospettiva, quella con cui ho sempre ragionato su una tematica assai complessa: la Meccanica Quantistica. Mi ronzano ancora nella testa le parole dell’autore, il fisico Carlo Rovelli, soprattutto nell’audacia incalzante del capitolo finale.

Non conoscevo la bizzarra sequenza di eventi e di aneddoti che hanno portato alla genesi dell’approccio che ha completamente cambiato, agli occhi di chi studia i fenomeni fisici, la percezione della materia stessa.

I nomi dei protagonisti di questa incredibile storia mi sono sempre stati molto famigliari: Niels Bohr, Werner Heisemberg e l’immancabile Erwin Schrödinger fra gli altri, hanno popolato i miei studi e molti degli esami sostenuti in gioventù, ma la didattica dell’epoca nulla aveva a che vedere con la passione e la capacità di approfondimento sintetizzate in questo testo.

W.K. Heisenberg

Non ero preparato ad apprendere di come un Heisenberg appena ventenne, avesse avuto un’illuminazione completamente fuori dagli schemi, e grazie ad essa aveva cambiato il corso della Storia. Tutto questo avvenne su una remota isola del Mare del Nord, sferzata dai venti. Immaginare quel giovane che si reca, di notte, su una roccia a picco sul mare, ad osservare l’infinito mentre comprende quale sia la portata della sua intuizione, ha un fascino indescrivibile.

L’intreccio fra il genio delle menti tra le più brillanti del ventesimo secolo è uno degli elementi che più rapisce. E’ come trovarsi davvero in quelle aule, davanti a lavagne ricoperte di calcoli matematici, ascoltando i fondamenti della teoria che viene via via plasmata. Questa sensazione è assai lontana da quella provata in gioventù, quando discutevo con gli altri studenti nei corridoi del dipartimento, in momenti in cui capitava di confrontarsi sugli argomenti delle lezioni. Alcuni avevano capito più di altri e provavano a spiegare al meglio delle loro possibilità, corredando ogni tanto con qualche battuta sdrammatizzante e devo dire che Schrödinger era uno dei bersagli preferiti. Il suo paradosso riusciva sempre a solleticare l’immaginario e la voglia di commentare la figura del povero gatto nella scatola in sovrapposizione quantistica.

L’allegria di questi intermezzi, nei miei ricordi, si lega in maniera perfetta con la sensazione che l’autore si diverta maledettamente ad analizzare gli aspetti più bizzarri e grotteschi delle riflessioni fatte dai vari personaggi con cui immagina di avere una connessione spirituale oltre che mentale. La consapevolezza relativa al fatto che la teoria di Heisenberg non può dirci dove si trovi una particella di materia quando non la osserviamo, ma ci dice solo la probabilità di trovarla in un punto se la osserviamo, intimamente lo diverte e solletica la curiosità del lettore, il quale si trova davanti a considerazioni e domande che hanno del farsesco:

“Ma cosa ne sa una particella di materia se la osserviamo o no? La più efficace e potente teoria scientifica che l’umanità abbia mai prodotto è un mistero.”

Questa sintesi, da sola, rende l’idea dello sforzo intuitivo che fu necessario per giungere a conclusioni cosi anticonformiste per l’epoca e Carlo Rovelli gioca magnificamente con le percezioni che ne derivano.

Ma poi arriva il momento di prendere una posizione più seria. E questo è stato il nodo cruciale su cui tornerò più avanti per descrivere il mio sogno. O meglio la mia intima volontà di leggere il significato della teoria, anche se tutto quello che ne deriva rimane estremamente controverso e come dice Rovelli: “Si tratta solo un capitolo delle varie discussioni tuttora in corso fra coloro che studiano la materia.”

Per darne un breve cenno si discute delle interpretazioni definite:

  • “Molti Mondi”, per la quale l’equazione d’onda, concepita da Schrödinger per descrivere la materia come semplice moto ondulatorio e non più insieme particellare, interagendo fra i vari enti che formano i sistemi più semplici analizzati (come ad esempio il celeberrimo gatto nella scatola e l’osservatore che la apre per verificare se sia sveglio o addormentato) crea un fenomeno assai bizzarro ma di un fascino che per chi scrive questo articolo non ha paragoni. Le funzioni d’onda dell’osservatore e del gatto, interagendo, creano una ramificazione poiché la loro somma ora è rappresentabile da due realtà parallele. Due mondi differenti! Io, osservatore, vedo un gatto addormentato, ma il mio “io” che esiste allo stesso modo in un mondo descritto dalla suddetta ramificazione dello spazio-tempo, vede il gatto della sua realtà parallela che invece risulta sveglio.

Ovviamente questa infinita ramificazione non convince razionalmente molti di coloro che si sono arrovellati sulla vicenda. Abbiamo cosi a che fare con altre due interpretazioni principali:

  • “Le variabili nascoste”, per la quale il gatto addormentato, ad esempio, è reale, ma la sua ramificazione “sveglia” è derivata da un’interferenza poiché l’onda corrispondente è per così dire “vuota”. Il gatto quindi è in un solo stato, mentre nell’altro esiste solo il prodotto di questa interferenza. Ma nemmeno in questo modo possiamo accontentare tutti, infatti una terza interpretazione si affaccia per dare una sorta di limite allo sparpagliarsi dell’onda probabilistica.
  • Ecco, quindi, il “collasso fisico”, per il quale si arriva spontaneamente ad un salto fra gli stati in cui la realtà si potrebbe teoricamente ramificare. Più l’ente al quale si associa la funzione d’onda è macroscopico, più questo salto fra le due configurazioni è veloce, quindi il gatto del paradosso sarebbe o sveglio o addormentato. L’ipotesi è quindi che per enti macroscopici come i gatti, la meccanica quantistica diventa inapplicabile.

Ogni approccio descritto è affascinante, a prescindere dalla mia propensione per uno in particolare, ma la narrazione a questo punto diventa, se possibile, ancora più complessa, andando a sfociare, per certi aspetti, in ambiti squisitamente filosofici.

Tutto ruota attorno al fenomeno dell’interazione e qui sta per arrivare uno dei concetti più amati dalle colleghe di università, con cui scambiavo ogni tanto qualche idea su questi temi:

  • “L’Entanglement Quantistico”, ma ci torneremo a breve. Ora è necessario fissare un concetto cardine sul quale si fonda poi una riflessione che ritengo dovuta. Senza una interazione, un oggetto non può essere descritto poiché tutto ciò che vediamo interagisce. Il gatto, la scatola, una singola particella elementare. Qualunque cosa ottiene una sua concretezza materiale solo in base alle sue interazioni con qualcos’altro. Questa semplice frase, nella sua formulazione cosi elementare e poco forbita, è alla base di una serie infinita di ragionamenti sull’essenza più profonda della realtà, come viene splendidamente sintetizzato dall’autore in maniera parimenti elementare:

“La scoperta della teoria dei quanti, io credo, è la scoperta che le proprietà di ogni cosa, non sono altro che il modo in cui questa cosa influenza le altre[…] La teoria dei quanti è la teoria di come le cose si influenzano e questa è la migliore descrizione della natura di cui disponiamo oggi.”

Impossibile non traslare questa descrizione alla natura stessa dell’uomo. La sua psiche, il suo modo di evolvere e prosperare su questo pianeta. L’essenza stessa dell’intelletto è legata all’interazione con tutto il creato e soprattutto all’interazione fra intelletti.

La mia riflessione è quindi la seguente: Come può essere meglio rappresentata tale interazione se non dai sentimenti? Tutto ciò che provo verso il mio prossimo e quanto ricevo di conseguenza, in un infinito scambio biunivoco, rientra nella più intima definizione di essere umano. Limitare quindi queste interazioni, con regole arbitrarie e antisociali non può che degradare la natura stessa dell’uomo.

A questo punto diventa più semplice tornare all’argomento cui avevo testé accennato.

La bellezza della Equazione di Dirac offre un ulteriore spunto sulla precedente riflessione. All’epoca in cui la studiai durante i corsi universitari, ammetto che non riuscivo ad apprezzare molto questo lato estetico, ma una delle battute che girava spesso si riferiva al fenomeno associato a questo capitolo della Meccanica Quantistica. Il fenomeno dell’Entanglement è sottile, incanta e fa sognare, come afferma il Professor Rovelli, e secondo chi scrive ha ragione da vendere.

Un Entanglement, termine inglese difficilmente traducibile, è un fenomeno che interessa due enti fisici qualunque, ad esempio due particelle che in passato hanno interagito. Esse rimangono in qualche modo legate e la loro correlazione ne influenza le caratteristiche fisiche, o meglio, non possono essere più descritte come due sistemi fisici differenti. Ciò che accade a una di loro influenza l’altra, anche se accade a chilometri, unità astronomiche o anni luce di distanza. Per ritornare all’argomento della precedente digressione, tutto ciò nei miei ricordi veniva facilmente riportato al sentimento, da parte di qualche collega particolarmente romantico. Se due persone in un certo tempo sviluppano una interazione, non possono essere più considerate distinte, ma a causa della loro amicizia o il loro amore ad esempio, continueranno ad influenzarsi l’un l’altro. Ovunque si trovino.

Questa visione è uno dei tanti modi di descrivere le reazioni che l’essere umano ha sviluppato con la consapevolezza della teoria dei Quanti. Un cambiamento così rilevante della percezione del mondo materiale non poteva esimere coloro che si cimentano con tale immensità concettuale a farsi domande ancora più ardite:

“Se il mondo è fatto di semplice materia, in moto nello spazio, come è possibile che esistano i miei pensieri, le mie percezioni, la mia soggettività, il valore, la bellezza, il significato?”

Teniamoci forte, perché purtroppo non esiste una risposta a questa domanda che possa essere fornita dalla Fisica. La potenza della teoria dei Quanti e tutta la capacità delle menti più brillanti che l’hanno concepita, devono arrendersi all’imponderabile.

Possiamo solo accettare di aver fatto un passo avanti nella comprensione della realtà, rispetto alla pretesa settecentesca di chiarire i meccanismi alla base di tutto.

Ora sappiamo che il mondo è una fittissima rete di “reciproca informazione al livello fisico più elementare.”

Arriviamo cosi finalmente all’ultimo capitolo. Le considerazioni dell’autore su tutto l’impianto che ha costruito e cosi mirabilmente esposto.

Nell’inconsistenza del reale vi è sconcerto. La concretezza del mondo sembra dissolversi come neve al sole scorrendo le pagine, tanto da rimanerne storditi. La citazione dalla Tempesta di William Shakespeare fa da cornice ad una indescrivibile emozione legata al volo immaginifico creato da questa lettura e si sintetizza nelle parole di Prospero:

“Amico mio mi sembri scosso. Come se tu fossi sconcertato. Allegro signore! La nostra festa sta finendo. Questi nostri attori, come vi avevo predetto, erano spiriti e si sono sciolti nell’aria, nell’aria sottile.” Per poi dissolversi sommessamente in quel sussurro immortale: “Siamo fatti della stessa sostanza dei sogni e la nostra breve vita è circondata da un sonno.”

Ci si sente in questo modo. In esatta comunione con l’animo di chi ha scritto di un ragazzo che in una notte di molti anni fa, osservava il cielo da una roccia a picco sul mare, sferzata dai venti.

La descrizione migliore che abbiamo della realtà è in termini di eventi che tessono una rete di relazioni e gli enti materiali non sono che “effimeri nodi di questa rete”. Di conseguenza, l’insegnamento derivante da tutto questo ragionare è il fatto che ogni visione risulta parziale e non esiste una visione della realtà che non dipenda da altra prospettiva. Questo è tutto ciò che potrei dire se mi si chiedesse un commento sulla necessità di molti di affidarsi ad un unico pensiero. Un’unica idea che si volesse considerare, profondamente a torto, come unica possibile guida all’umanità per come la intendiamo.

“Per aspera ad astra”

Magnus Torque

Carlo Rovelli, quantistica

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