In cosa consiste il paradosso?

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger fu un talentuoso fisico austriaco, premio Nobel per la fisica (1933) e uno dei padri fondatori della moderna meccanica quantistica.

Suo il famoso paradosso del gatto rinchiuso in una scatola che fa discutere ancor oggi: preciserei che, secondo un punto di vista prettamente personale, il termine più adatto per definire il celebre esempio del gatto non sia paradosso, bensì esperimento mentale o coscienziale.

L’esempio di Schrödinger serve sostanzialmente per spiegare il principio di sovrapposizione degli stati di cui abbiamo già parlato nel paragrafo precedente (entanglement quantistico).

In sintesi, in cosa consiste il paradosso?

In una scatola ci sono un gatto, una fiala contenente veleno, una fonte radioattiva e un congegno meccanico che aziona un martello. Cosa può accadere all’interno della scatola? Se la fonte radioattiva, decadendo, emette una radiazione si genera un effetto per cui si attiva il martello che rompe la fiala di veleno, uccidendo il gatto. Oppure può non succedere.

Il gatto è vivo o morto?

Da un punto di vista probabilistico e statistico, vi sono il 50% di possibilità che il gatto sia vivo e un altro 50% di probabilità che sia morto: il gatto è quindi vivo o morto? Per rispondere dobbiamo ragionare secondo i canoni della meccanica quantistica.

Fino al momento in cui un osservatore esterno non apre la scatola, il gatto è sia vivo che morto, ossia si trova contemporaneamente in due stati; la sovrapposizione di questi due stati rappresenta esattamente una somma algebrica probabilistica delle due condizioni possibili, vita e morte, fino a che non si apre la scatola.

Ricordate quanto detto circa l’esempio delle scarpe per comprendere meglio l’entanglement quantistico? Bene, andiamo avanti.

Bisogna tenere a mente che secondo la fisica quantistica gli elementi microscopici della materia possono comportarsi come particelle o come onde. Semplificando, se non siamo in grado di sapere dove si trova uno di questi elementi microscopici, esiste una probabilità statistica che esso si trovi in tutte le posizioni possibili: ciò è valido fino a quando non ci mettiamo a guardare dove sia l’elemento.

In questo caso l’osservatore definisce lo stato dell’elemento.

In pratica l’elemento microscopico è in una “super-posizione” in quanto è ovunque e nello stesso tempo: quando esso viene misurato e osservato la “super-posizione” cessa di esistere, in quanto collassa su un’unica posizione definita.

L’interpretazione di Copenaghen

Per onestà intellettuale è opportuno ricordare che altri due scienziati fornirono una spiegazione circa questo comportamento degli elementi microscopici e delle particelle: Niels Böhr e Werner Karl Heisenberg.

Celebre la loro ipotesi-tesi nota come “l’interpretazione di Copenaghen” (1927), secondo la quale a farci capire la posizione definita della particella sia l’interazione che avviene tra un osservatore e la particella stessa.

In pratica si potrebbe affermare che è l’osservatore a modificare la realtà, rendendo definita la posizione della particella che era indefinita fino al momento dell’osservazione.

Riassumendo il concetto, fino a quando un osservatore non apre la scatola, il gatto è sia vivo che morto (sovrapposizione degli stati quantici).

Seguendo questa nozione, anch’io che sto scrivendo il libro, esattamente in questo momento, sono sia vivo che morto; lo stesso vale per voi che state leggendo.

Comprendere con coscienza

Gli studi scientifici scaturiti dal paradosso di Schrödinger sono molteplici: a partire dalla teoria dei multiversi fino ad arrivare all’ipotesi di definizione dei salti quantici tramite qubit (bit quantistici, ossia l’unità di informazione quantistica).

Studi molto interessanti e fondati esclusivamente sull’approccio scientifico ma, ancora una volta, viene a mancare quel qualcosa che possa permettere di comprendere a fondo l’esempio-paradosso di Schrödinger: la coscienza.

Un individuo consapevole sa fin troppo bene che la dualità nell’universo non ha senso di esistere e che in quest’ultimo è sbagliato ragionare in termini di separazione: non esiste il vuoto e il pieno, il più e il meno, la luce e la tenebra, il bene e il male.

Citiamo come esempio la materia e l’antimateria: entrambe costituiscono due facce di una stessa moneta e sussiste l’una perché c’è anche l’altra.

Ammettere l’esistenza della sola materia significa non aver compreso la completezza della natura dell’universo giacché, in questo caso, non stiamo prendendo in considerazione l’interezza dell’universo stesso.

Il fatto che l’attuale livello di conoscenza scientifica non permetta di stimare quantitativamente la presenza dell’antimateria nel nostro universo (ma solo di ipotizzarla), non dimostra che essa non sia presente. Semplicemente non la vediamo.

“Vedere”, nel concetto scientifico, significa poter apprezzare un fenomeno, misurarlo e descriverlo con modelli matematici che ne approssimino al meglio il comportamento ed effettuare esperimenti che siano ripetibili.

Per cui, in conclusione, un individuo consapevole e cosciente non avrebbe nemmeno bisogno di aprire la scatola contenente il gatto, in quanto conoscerebbe già la risposta e quindi non sarebbe interessato a diventare osservatore.

In tale ottica sapere se il gatto è vivo oppure morto risulterebbe scontato e non aggiungerebbe assolutamente niente alla comprensione di un fenomeno che è già noto, inteso.

Perché proprio il gatto?

A questo punto sarebbe interessante ipotizzare il motivo per il quale il fisico Schrödinger abbia utilizzato, tra tutti gli animali, proprio il gatto per delucidare il celebre paradosso. Ovviamente possiamo limitarci soltanto a formulare risposte più o meno plausibili ascrivibili al campo della fantasia e delle idee.

La risposta più immediata e scontata è pensare che il fisico austriaco abbia utilizzato il gatto in quanto animale domestico molto comune e noto a tutti.

Probabilmente è così, ma non per questo dobbiamo necessariamente limitarci nel ragionamento.

Proviamo a definire una seconda ipotesi, partendo dal significato simbolico del gatto.

Nell’antico Egitto i gatti erano considerati animali sacri e divini e, ad esempio, il gatto maschio era sacro al Sole e al dio Osiride mentre la gatta femmina alla Luna e alla dea Iside. Un’evidente dualità che può essere facilmente intuita analizzando il temperamento degli amabili felini: da un lato protettivi, affettuosi e leali, ma dall’altro indipendenti, combattivi e ferini.

Possibile che il geniale Schrödinger abbia preso in considerazione questi aspetti proprio per evidenziare, seppur sotto traccia, il significato più profondo e meno evidente del paradosso? Ossia che lo stato del gatto diviene definito, e quindi duale, fino a quando non si apre la scatola, ma che fino a quel momento sia contemporaneamente vivo o morto e quindi non duale?

A questa domanda non corrisponde una risposta definita e, ragionando come “meccanici della quantistica”, si potrebbe affermare che la fantasiosa ipotesi appena delucidata sia allo stesso tempo vera e anche falsa.

 

Libri pubblicati – Ottavio Bosco