venerdì 28 settembre 2007

Che cos'e` la "realta`" del mondo per la fisica quantistica?

Pubblichiamo il commento del fisico teorico Fausto Intilla al Post IL PENSIERO CREA LA REALTA' del 13 settembre 2007
Ringraziandolo per il suo contributo invitiamo a visitare il sito www.oloscience.com
Sfortunatamente quella che noi percepiamo come realta` si scopre essere semplicemente una serie di incidenti di percorso.
Se crediamo alla fisica quantistica, il mondo e` nelle mani di queste onde di probabilita`.
Ogni tanto una di queste onde "collassa", e allora, e soltanto allora, succede qualcosa (le quantita` fisiche assumono dei valori osservabili).
La sequenza di quei "qualcosa" costituisce la realta` che percepiamo noi.
Fu Von Neumann a chiarire gli estremi del problema.
A far collassare la funzione d'onda e`, secondo la fisica quantistica, l'interferenza di un altro sistema.
Per esempio, se cerco di misurare una quantita` di un sistema (la sua velocita`, per esempio), faccio collassare la funzione d'onda del sistema, e pertanto leggo un valore per quella quantita` che prima era semplicemente una delle tante possibilita`.
E` il mio atto di osservare a causare la "scelta" di quel particolare valore della velocita` fra tutti quelli possibili.
Ma "quando" si verifica quel collasso?
C'e` una catena di eventi che porta dalla particella al mio cervello: la particella e` a contatto con qualche strumento, che e` a contatto con qualche altro strumento, che e` a contatto con il microscopio, che e` a contatto con il mio occhio, che e` 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 con una velocita` ben precisa?
Il problema puo` essere riformulato cosi`:
che cosa causa il collasso di una funzione d'onda?
Basta la semplice presenza di un'altra particella nei dintorni del sistema?
Oppure dev'essere un oggetto di grandi dimensioni? Oppure dev'essere per forza un oggetto in grado di osservare? Oppure dev'essere per forza una mente umana? Sappiamo che un uomo e` 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?
... Von Neumann si domandava cosa promuove un oggetto a "collassatore".
La fisica quantistica concede questo privilegio: i sistemi classici (come gli strumenti di misurazione o gli esseri umani, oggetti che hanno una posizione, una forma e un volume ben definiti) sono capaci di far collassare la funzione d'onda di sistemi quantistici (che sono invece pure onde di probabilita`) e pertanto di misurarli. Ma cosa determina se un sistema e` classico o quantistico? Anzi, come fa la natura a sapere quale dei due sistemi e` quello che misura e quale e` quello da misurare, in maniera tale che possa far collassare quello da misurare e non quello che misura? Perche', quando misuro un elettrone, collassa l'elettrone e non collasso io? Intuitivamente, i fisici rispondono che un sistema per essere classico deve essere "grande", in quanto l'indeterminatezza e` tanto maggiore quanto piu` ci si avvicina alle dimensioni della costante di Planck. Ma questo significa semplicemente che gli oggetti "grandi" hanno un'immunita` dalle leggi quantistiche che e` basata soltanto sulla loro dimensione.
Quantomeno bizzarro.
Roger Penrose ha proposto che sia la gravita` a concedere quella immunita` speciale.
Gli oggetti "grandi" deformano lo spazio-tempo e cio` in qualche modo causa il collasso spontaneo del sistema in una possibilita` ben precisa.
Ecco perche' i sistemi "grandi" hanno una posizione e una forma ben definita.
Analogamente, quando il mio campo gravitazionale entra in contatto con quello di un sistema "piccolo" (che si comporta come un sistema quantistico), lo fa diventare parte di un sistema "grande" e pertanto di un sistema classico.
E pertanto lo posso misurare.
Il fatto rimane che nulla nella fisica quantistica spiega cosa realmente accada quando un sistema quantistico "collassa":
il collasso corrisponde a un cambiamento nello stato del sistema, oppure corrisponde semplicemente a un cambiamento nella conoscenza che io ho di quel sistema?
Naturalmente, viene subito la tentazione di puntare il dito verso la coscienza.
Forse il collasso e` dovuto al fatto che un essere senziente compie la misurazione.
Forse la mente entra nel mondo attraverso il pertugio lasciato aperto dal principio di indeterminazione di Heisenberg.
Forse la fisica quantistica ci sta dicendo che la mente umana "deve" esistere affinche' il resto dell'universo possa esistere, altrimenti non ci sarebbe nessuno ad osservarlo e cio` significa che resterebbe in eterno nel limbo delle possibilita`.
La realta` e` il contenuto della nostra coscienza, come ha scritto recentemente Eugene Wigner.
Un'altra possibilita` e` quella di negare semplicemente che si verifichi questo misterioso "collasso" della funzione d'onda. Invece di ammettere che il futuro venga scelto a caso ogni volta che la funzione collassa, uno puo` decidere che tutti i possibili futuri si verificano tutti insieme.
In ogni secondo l'universo si divide in miliardi di altri universi, uno corrispondente a ogni possibile valore di ogni possibile quantita` che uno potrebbe misurare.
E` questa la teoria di Hugh Everett:
se qualcosa puo` succedere, allora succede... in qualche universo.
Una copia di me esiste in ogni universo.
Io osservo tutti i possibili risultati di una misurazione, ma lo faccio in universi diversi.
Fra coloro che credono in questa ipotesi si contano luminari come David Deutsch e Stephen Hawking.

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