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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.

Il gatto: animale sacro presso gli antichi egizi

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

Lo spazio non è vacuo

“Dobbiamo imparare a osservare qualsiasi cosa come parte di un’indivisa interezza. Lo spazio non è vacuo. È pieno, opposto al vuoto, ed è il terreno per l’esistenza di ogni cosa. L’universo non è separato da questo mare cosmico di energia”, scriveva David Joseph Bohm, geniale fisico statunitense passato a miglior vita nel 1992.

Bohm ipotizzò che nell’universo vi fosse la coesistenza di un ordine implicito, che non riusciamo ad apprezzare, e di un ordine esplicito che possiamo percepire, ma come risultato di un’interpretazione che il nostro cervello attribuisce alle onde di interferenza (pattern) che compongono l’universo. L’ordine implicito fu paragonato dallo scienziato a un ologramma, la cui struttura complessiva è identificabile in quella di ogni sua singola parte. Visto però che il concetto di ologramma rappresenta un qualcosa di statico, Bohm descrisse l’universo con il termine “olomovimento”, da lui coniato per indicare che l’universo è un sistema dinamico in continuo movimento.

La comunicazione tra fotoni nell’universo

In seguito all’esperimento sulla correlazione quantistica di Aspect del 1982, in cui fu verificato il teorema di Bell, dimostrando l’esistenza una comunicazione istantanea a distanza fra fotoni, Bohm ribadì con convinzione che non esisteva nessuna propagazione di segnale a velocità superiori a quella della luce, ma che si trattava di un fenomeno non riconducibile a una misurazione spazio-temporale.

Infatti i legami tra fotoni generati da una medesima particella sarebbero da attribuire proprio all’ordine implicito, nel quale ogni particella non è separata o indipendente, ma fa parte di un ordine universale in cui i parametri spazio e tempo non hanno senso di esistere.

Sintetizzando il concetto, David Bohm era convinto che le particelle subatomiche rimanessero in contatto indipendentemente dalla distanza che le separa perché la loro separazione è sostanzialmente frutto di un’illusione e che, ad un qualche livello di realtà più profondo, tali particelle non devono essere viste come entità individuali, ma come estensioni di uno stesso “organismo” fondamentale.

Il paradigma olografico

L’entanglement quantistico e il paradigma olografico di Bohm

Per far comprendere meglio quanto da lui ipotizzato, Bohm utilizzò un esempio in seguito diventato celebre come “paradigma olografico”.

In cosa consiste?

Immaginiamo di guardare un pesce in un acquario: esso però non è osservabile direttamente se non attraverso due telecamere, una posizionata frontalmente e una lateralmente.

Supponiamo che si guardi il pesce attraverso due monitor: la diversa posizione delle telecamere farà vedere due immagini del pesce con prospettive differenti, creando così l’illusione di guardare due pesci diversi che, per comodità, saranno denominati A e B.

Paradigma olografico dell’acquario

In qualità di osservatori potremmo pensare che i pesci bidimensionali A e B, seppur correlati, siano distinti, non rendendoci conto che sono a tutti gli effetti proiezioni di un mondo tridimensionale nel quale costituiscono un’unica unità.

Appare chiaro che l’acquario sia da intendersi come universo e il pesce come particella.

Secondo Bohm se abbiamo la percezione di vedere i pesci come separati è perché siamo in grado di vedere solamente una porzione della realtà e, inoltre, non siamo in grado di riconoscere l’esistenza dell’acquario nella sua interezza.

Estrapolando le idee di Bohm è possibile sostenere che siano i nostri sensi ad illuderci di percepire la solidità di ciò che pensiamo di vedere e toccare ma, in realtà, stiamo interagendo semplicemente con “nubi” di elettroni.

Una separazione apparente

Ne consegue che se la separazione tra particelle subatomiche è solo apparente, a un livello più profondo, tutte le cose sono infinitamente collegate.

Sinceramente non comprendo come certi scienziati possano negare quanto sto per delucidare: in un universo olografico, aspaziale e atemporale, i concetti di località vengono infranti in quanto nulla è veramente separato dal resto.

In tale contesto anche il tempo e lo spazio tridimensionale (come le immagini del pesce sui monitor) dovrebbero venire interpretati come semplici proiezioni di un sistema più complesso. La realtà altro non sarebbe che una sorta di ologramma dove passato, presente e futuro coesistono simultaneamente.

In cosa consiste il principio di località nella fisica?

Che oggetti distanti non possono avere influenza istantanea l’uno sull’altro e che un oggetto è quindi influenzato direttamente solo dalle sue immediate vicinanze.

Einstein aveva torto

Cosa sosteneva Albert Einstein?

“La seguente idea caratterizza l’indipendenza relativa di oggetti molto lontani nello spazio (A e B): un’influenza esterna su A non ha un’influenza diretta su B; ciò è noto come Principio di Azione Locale, usato regolarmente solo nella teoria di campo. Se quest’assioma fosse completamente abolito, l’idea dell’esistenza di sistemi quasi-chiusi, e perciò la postulazione di leggi che possano essere verificate empiricamente nel senso accettato, diverrebbe impossibile”.

Einstein aveva intuito che qualcosa non tornava nella teoria da lui formulata e Bohm aveva ragione.

Non lo afferma il sottoscritto, ma i più recenti studi di fisica quantistica secondo cui l’universo è non locale in quanto, in esso, le particelle subatomiche sono collegate non localmente.

Sono fermamente convinto che le teorie di Bohm, quasi filosofiche oltreché scientifiche, debbano indurre a profonde riflessioni.

Se gli aspetti materiali del mondo altro non sono che realtà secondarie e ciò che percepiamo in realtà sia un insieme olografico di frequenze e se il cervello è sostanzialmente un elaborato e complesso “lettore di ologrammi”, la realtà oggettiva cos’è? Semplice: non esiste.

Realtà virtuale

Noi siamo convinti, avendone illusione, di essere entità biologiche e fisiche separate che si muovono un mondo materiale, ma la realtà è opposta perché tale mondo sarebbe virtuale, ossia: alterabile, rettificabile e trasformabile.

In un universo olografico non vi sarebbero infatti limitazioni all’entità delle modifiche che si potrebbero apportare a quella che noi percepiamo come solida realtà, in quanto quest’ultima è fittizia e puramente illusoria.

Se queste idee di pensiero risultano familiari è perché la maggior parte delle filosofie e religioni orientali le sostengono da tempo immemore.