I principi della meccanica quantistica

In Helgoland, Carlo Rovelli dice che da studente era rimasto affascinato da “Principi della meccanica quantistica” di Paul Dirac. Li riscrive a modo suo quasi un secolo dopo, da fisico teorico, filosofo, storico e narratore per noi dummies, per i colleghi nelle note, per gli studenti di oggi. In principio c’è una scena romantica e romanzesca.

Helgoland - Carlo Rovelli - copertina

(La copertina dell’edizione inglese è più romantica.)

Un “ragazzo” di 23 anni che soffre di una feroce allergia ai pollini si rifugia sull’isola senza più alberi – o forse uno solo come scriveva Joyce: Helgoland, nel Mare del Nord. In solitudine, parlando con se stesso in cima a promontori rocciosi, nelle notti insonni e chiare dell’estate, risolve il problema che tormenta Niels Bohr da dieci anni: come si muovono gli elettroni in un atomo? (Spoiler: le matrici sono solo l’inizio.)

Con apparenti divagazioni e aneddoti divertenti (c’è chi salta una riunione cruciale perché deve andare a un ballo “importante” e chi va in vacanza con l’altrui fidanzata), racconta le avventure intellettuali dei ragazzi della Mitteleuropa che stanno rivoluzionando la fisica, e non solo. Con le matrici di Heisenberg e soprattutto con il suo principio di indeterminazione. La scienza smette di essere sinonimo di certezza.

Inquietati da Bohr, incoraggiati da Max Born, i ventenni ridefiniscono la materia, la natura e la sua realtà. Sono impetuosi, curiosi, critici e auto-critici. Lettori avidi, diversi tra loro ma immersi in una cultura comune: Einstein e Planck ovviamente, Ernst Mach e Musil o che Mitteleuropa sarebbe. Rovelli – ragazzo del ’68 che ha letto Marx e con il bandana rosso sui riccioli canta Om “accanto ad Allen Ginsberg” – aggiunge una divagazione che poi risulta necessaria: lo scontro tra Bogdanov e Lenin “depositario della Verità” (spoiler: è impossibile non schierarsi con Bogdanov).

La seconda parte è l’interpretazione “relazionale” non solo della fisica quantistica ma della realtà stessa di cui Carlo Rovelli è il fautore dalla prosa più seducente. Sembra impossibile, ma ancora più divulgativa che in La realtà non è come ci appare, e L’ordine del tempo. E non ci sono più gli aggettivi che trovavo sovrabbondanti e un po’ ripetitivi.

In breve, facendo un torto grave a un libro di 200 paginette dove ogni parola conta: senza interazioni con altra materia, senza un effetto, una qualche influenza su di essa, un oggetto – elettrone, atomo, sasso, cometa, essere umano – “è come se non esistesse.”

  • il mondo non è diviso in entità a sé stanti. Siamo noi che lo separiamo in oggetti per nostra convenienza.

Le proprietà di un oggetto in sé – posizione, massa, velocità, energia – non sono osservabili. Invece lo diventano almeno in parte quando interagisce con il mondo e le “manifesta” – in fisica con un osservatore o i suoi strumenti, dove spesso sbalordisce con fenomeni bizzarri e misteriosi. (La descrizione dell’esperimento di Zeilinger con i due fasci di fotoni al quale Rovelli partecipa interrompendo un fascio “con la mano” è un capolavoro!)

Per dirla da oca, ogni cosa esiste in world-wide web di link. Con le parole dello straniero di Elea nel Sofista,

  • Dico dunque che ciò che per natura può agire su altro o patire anche la minima azione da parte di altro, per insignificante che esso sia, e sia pure una volta sola, questo solo si può dire veramente reale. Propongo dunque questa definizione dell’essere: che esso non sia se non azione.”

Commento di Rovelli:

  • Come al solito, potrebbe sussurrare qualcuno, in una frase Platone aveva già detto tutto quello che c’era da dire…

Non proprio.

Alla fisica come alla filosofia si è chiesto di stabilire “cos’è fondamentale, a quale realtà si ancora la nostra concezione del mondo”, una non metafisica insomma. La fisica classica sembrava esserci riuscita, poi c’è stata una rivoluzione alla quale i filosofi e alcuni rivoluzionari hanno cercato di dare “un punto di partenza da cui derivare il resto: la materia”.

Oggi si parla molto di “realismo strutturale”. Ma quali essenze ultime, quali fondamenti sarebbero in quelle strutture?

Qui a sorpresa, come Bodganov che salta fuori dopo Mach e Musil, compare Nāgārjuna, un filosofo buddista indiano del II secolo d.C. Dopo l’insistenza di varie persone, Rovelli si decide finalmente a leggerne Le stanze del cammino di mezzo:

  • La tesi centrale del libro è semplicemente che non ci sono cose che hanno esistenza in sé, indipendentemente da altro. La risonanza con la meccanica quantistica è immediata.

E’ una tesi liberatrice, nella “vita quotidiana convenzionale” Nāgārjuna indica innumerevoli contesti, cose complicate, contingenti, da studiare, suddividere, correlare, tra cui il linguaggio e il pensiero. Il resto è “vacuità”, inesistenza. Rovelli lo trova “rasserenante”.

  • Proprio per la sua impermanenza, per l’assenza di ogni Assoluto, la vita ha senso ed è preziosa.

Un giorno i fisici spiegheranno i misteri della meccanica quantistica – della gravità quantistica nel caso dell’autore – così strana in teoria e così efficace nelle sue applicazioni. Per la natura “è un problema che ha già risolto”.

La terza parte, la più breve, è un’idea – una teoria, se non fosse una parola grossa – espressa timidamente, “sottovoce”, dal “vile meccanico“. Pensare da meccanico in termini di informazione sul contesto, di interazioni osservabili – a loro volta specchi di altre interazioni – e delle loro correlazioni contribuirebbe forse a risolvere l’altro grande mistero: “dove abitano i pensieri”.

Il dualismo mente-corpo che rispunta sempre negli studi sulla coscienza verrebbe smussato (“eliminato” sarebbe osare troppo) se le neuroscienze cognitive partissero dalle relazioni tra il mondo, il corpo e la mente.

Cioè dall’esperienza delle sensazioni e dalla memoria delle percezioni, come scrive Giorgio Vallortigara in Pensieri della mosca con la testa storta che riassume oltre un secolo di esperimenti sul cervello e sulle reazioni alle sensazioni degli animali più diversi. Altro saggio entusiasmante uscito insieme a Helgoland, più da scienziato che da narratore che prende gentilmente i lettori per mano.

13 pensieri riguardo “I principi della meccanica quantistica

  1. Helgoland e Pensieri della mosca con la testa storta sono in attesa di lettura; mi piace assaporare l’attesa di leggerli. Come direbbe Vallortigara non può essere un caso la scelta contemporanea di questi titoli ci deve essere un Ente che l’ha guidata. O no?

    “il mondo non è diviso in entità a sé stanti. Siamo noi che lo separiamo in oggetti per nostra convenienza” nell’ambito della fisica delle particelle questa frase ha un significato non banale, ma anche il suo senso banale nell’ambito delle scienze molli è molto sottovalutato (vedi recente email privata).

    "Mi piace"

    1. Sono due collane diverse e due libri molto diversi – Vallortigara deriva una teoria della coscienza, per dirla in fretta, da una serie di esperimenti – eppure “la risonanza è stata immediata”, almeno per me.
      Sospetto che gli Enti erano quattro e che la scelta degli autori è stata determinante.

      Doveva mettere il link, Ferruccio, è un racconto in tema. Ghe pensi mi
      https://frrfrc.blogspot.com/2021/05/la-storia-di-biancamela.html

      "Mi piace"

  2. @Sylvie

    Per ragioni di simmetria e per il diritto della gente a un’informazione completa, Carlo Rovelli avrebbe dovuto riportare che Heisenberg prese i suoi bravi abbagli e li sostenne a lungo, a cominciare dal modello di neutrone considerato somma di un protone e di un elettrone. Insistette per costruire un reattore ad acqua pesante, ignorando – o trascurando – la soluzione a grafite che gli avrebbe consentito di ricavare dati nucleari sugli isotopi dell’uranio. Perfino dopo Hiroshima era convinto che la massa critica della bomba fosse superiore al quintale.
    Si direbbe che Rovelli abbia un’immagine poetica e favolosa della fisica. Però così non si serve l’informazione. Perfino Fermi e il suo gruppo si lasciarono scappare la scoperta di Hahn/Meitner, pur avendola sott’occhio. Una stecca da strapparsi i capelli. Purtroppo Rovelli è tutto così, rose e fiori, per cui non vale più la pena di seguirlo in altre avventure divulgative.

    "Mi piace"

    1. Grazie per la precisazione Camillo! Heisenberg ne ha fatti molti altri di errori. Einstein ne ha fatti ancora di più. Nel mio libro “La Gentilezza” ho dedicato un intero capitolato a raccontare gli innumerevoli errori scientifici di Einstein. I più grandi fanno più errori. Perché provano, osano, cambiano idea. Ne sbagliano alcune, ci prendono in altre. Quanto mi piacerebbe saper fare tutti gli errori che facevano Einstein e Heisenberg e Fermi!

      "Mi piace"

      1. Grazie della visita, Carlo, e della risposta cortese a una critica priva di senso. Anche da quello che ne ho scritto è evidente che Helgoland non è una biografia di Heisenberg.

        "Mi piace"

      2. Heisenberg era un individuo bizzarro. Nei Secret Recording at Farm Hall il 6 o 7 agosto 1945 dice ai suoi colleghi: “If the Americans had not gotten so far with the engine as we did – that’s what it looks like – then we are in luck. There is a possibility of making money”. L’ “engine” era la il reattore ad acqua pesante che i tedeschi non sono mai stati capaci di realizzare. Bisogna dire che la Deutsche Physik di Lenard e Stark produsse guasti irreparabili etici e scientifici nei fisici ariani che lavorarono per Hitler.

        "Mi piace"

    1. Ottima domanda: Nagarjuna dedica un capitolo del suo libro a questa domanda. Nel capitolo risponde che il Nirvana è vuoto (come tutto il resto). Di per se stesso, non c’è.

      "Mi piace"

  3. @Sylvie

    Anche da quello che ne ho scritto è evidente che Helgoland non è una biografia di Heisenberg.

    Nel libro si parla soprattutto di Heisenberg e di Schrödinger; poi ci sono pochi personaggi di contorno. La mia impressione è che quella di H. sia una sorta di agiografia. Rovelli poteva benissimo informare che sulla struttura del neutrone H. è rimasto impantanato per tre anni, a differenza di Fermi e Pauli. Meno agiografia e più informazione, visto che si tratta di divulgazione. Così vedo io. D’altra parte quando si presenta un libro in genere si gradisce l’opinione del lettore.

    "Mi piace"

      1. Il titolo è “I principi della meccanica quantistica” e il libro parla giustamente di Heisenberg e Schrödinger. Se si fosse fatta meno agiografia il libro sarebbe stato più vario e interessante. Questa è almeno la mia opinione. Una bibliografia di 135 voci per un libro di 143 pagine è una cosa decisamente tosta. Il libro è interessante, anche se viene in mente” è del fisico il fin la maraviglia”. Però, come vedi, ho raccolto il tuo suggerimento e ho letto il libro. Mi fido di te.

        "Mi piace"

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo di WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google photo

Stai commentando usando il tuo account Google. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: