MECCANICA QUANTISTICA SENZA FORMULE

Il termine “Materia” è una parola italiana rimasta identica all’originale latino “Materia” che, a sua volta deriva da “Mater” (madre).
Il giusto significato di questo termine è dunque quello di sostanza prima, di cui tutte le cose sono formate: Tutto ciò che esiste è Materia, la madre, il substrato, di tutto l’esistente.
Negli ultimi secoli abbiamo fatto passi da gigante sulla conoscenza della struttura della Materia e, purtroppo, ci siamo resi conto che le cose non sono troppo semplici.
La scoperta dell’atomo, la cui esistenza era stata intuita da alcuni filosofi già da millenni, ci aveva fatto illudere che la descrizione della Realtà fosse piuttosto semplice, ma, quando si sono cominciati a scoprire i costituenti dell’atomo, le cose si sono piuttosto complicate.
Il problema principale che incontriamo nel comprendere le ultime scoperte della Fisica è che la nostra rappresentazione della Realtà è basata sui cinque sensi e, sopratutto, sulla vista ed il tatto: quando ci riferiamo a protoni, neutroni, elettroni, fotoni, neutrini etc…, non possiamo fare a meno di immaginarli come “palline microscopiche materiali” e non vi è niente di più falso.
La prima convinzione radicata che dobbiamo subito abbandonare è dunque la definizione di Materia che ci dà la Fisica Classica: “Materia è tutto ciò che ha una massa ed occupa uno spazio”.
Questa definizione va bene nel nostro piano dell’esistenza, ma è bene cominciare a capire che si tratta di una realtà creata da un punto di vista molto limitato: dobbiamo renderci conto che il mondo “macroscopico” in cui viviamo non è il mondo reale, ma quello rappresentato da un “osservatore” altrettanto macroscopico.
Le leggi della Fisica Classica vanno benissimo e sono utilissime in questo mondo, ma sono insufficienti invece a descrivere il mondo reale.
Fatte queste debite premesse, possiamo comprendere meglio quanto abbiamo finora scoperto sul mondo reale.
Il primo punto da evidenziare è che, sia la luce, sia le particelle che costituiscono gli atomi, sono costituite da piccolissimi “quanti” di energia che hanno una duplice natura: ondulatoria e corpuscolare.
Tutte le osservazioni a livello subatomico hanno confermato che le particelle materiali hanno tutte le caratteristiche delle onde, ma, all’atto dell’osservazione, presentano un comportamento corpuscolare.
Queste onde quantistiche sono funzioni oscillanti nello Spazio-Tempo e sono descritte dalla famosa equazione di Schrodinger.
La funzione d’onda ha una natura probabilistica. Essa rappresenta l’insieme delle possibilità che una grandezza fisica legata alla particella (per esempio la sua posizione) può assumere. Il suo quadrato è la probabilità concreta di dove potrebbe trovarsi la particella.
Queste considerazioni fecero inorridire Albert Einsten, che disse la famosa frase “Dio non gioca a dadi !”, ma sono ormai certezze della Scienza.
Possiamo oggi tranquillamente affermare che una particella subatomica è un’onda di probabilità, con buona pace del determinismo della Fisica Classica. L’osservatore poi “vedrà” uno degli stati possibili della particella.
Solo l’atto di “osservare”, compiuto da un essere cosciente, è in grado di trasformare una “probabilità di esistenza” in una esistenza vera e propria.
Una importante conseguenza di quanto esposto è il cosiddetto “Principio di Indeterminazione”, enunciato e dimostrato per la prima volta dal Fisico Heisemberg:
“Non è possibile conoscere simultaneamente la posizione e la velocità di una particella subatomica. Quanto maggiore sarà l’accuratezza nel determinare una di queste due grandezze, tanto minore sarà l’accuratezza nel determinare l’altra”.
Con questo principio crolla il determinismo della Fisica Classica, infatti, se non siamo in gardo di avere informazioni precise sullo stato di un “oggetto”, non potremo neppure fare previsioni sul suo comportamento futuro.
Tra i principi basilari della Fisica quantistica va infine incluso il cosiddetto “entanglement”: se due particelle si sono trovate in relazione fra loro per un certo periodo, restano poi legate indissolubilmente anche quando si separano, nel senso che, quello che accade ad una di esse, si ripercuote istantaneamente sull’altra, indipendentemente dalla loro distanza, anche se sono separate da anni luce.
Il fenomeno, ormai certificato da numerosissimi esperimenti, apre sviluppi inimmaginabili sul futuro progresso della Scienza.
Tutto quanto detto finora ci porta alla considerazione che la descrizione del mondo subatomico è più una descrizione matematica dello stato della conoscenza dell’osservatore, che non una descrizione oggettiva dello stato osservato.
Non esiste una realtà oggettiva della Materia, ma solo una realtà creata di volta in volta dalle osservazioni dell’uomo.
In un oceano di probabilità, l’osservatore crea la sua realtà.
Dobbiamo dunque cominciare ad abituarci al fatto che la mente e la realtà fenomenica interagiscono: l’Universo è un tutto unico, non più con un osservatore da una parte e ciò che è osservato dall’altra.
Chiudo questa breve nota con una considerazione del Fisico Fritjof Capra, autore del famoso libro “Il Tao della Fisica”:
“La meccanica quantistica ci costringe a vedere l’Universo non come una collezione di oggetti fisici separati, bensì come una complicata rete di relazioni tra le varie parti di un tutto unificato. Questo, peraltro, è anche il tipo di esperienza che i mistici orientali hanno del mondo, e alcuni di essi hanno espresso tale esperienza con parole che sono quasi identiche a quelle usate dai fisici atomici”.