Un piccolo assaggio di fisica quantistica....

Premessa: io la fisica quantistica l'ho imparata individualmente e quindi è molto probabile che spari qualche sfondone...ma a me ha affascinato così tanto che ho ritenuto uile condividerla...

"Sembra difficile dare uno sguardo alle carte che Dio ha nelle sue mani, ma

neppure per un istante posso credere che egli giochi a dadi". (Albert Einstein)

"… quelli che non sono rimasti scioccati quando si sono

imbattuti per la prima volta nella teoria quantistica non

possono averla capita …" [1] Niels Bohr

La teoria quantistica, o meccanica quantistica (o fisica quantistica) è una disciplina scientifica nata per spiegare la struttura fine della materia. Essa pur risultando, assieme alla teoria della Relatività, il paradigma scientifico di riferimento del XX secolo, non è mai riuscita a superare in modo significativo la ristretta cerchia degli addetti ai lavori. Questo fatto risulta tanto più sorprendente se si pensa che le più rilevanti innovazioni tecnologiche, le più importanti teorie scientifiche, che si occupano dell'indefinitamente piccolo o dell'infinitamente grande, si basano su effetti squisitamente quantistici. Tali effetti riguardano l'energia atomica (e purtroppo anche le armi nucleari), la moderna microelettronica (sfruttata nei Computer "classici" e quantistici), gli orologi digitali, i laser, i sistemi superconduttori, le celle fotoelettriche, le apparecchiature per la diagnostica e la cura medica e tante altre applicazioni che riguardano i settori scientifico-tecnologici più disparati.

All’inizio del XX secolo i fisici ritenevano che tutti i processi dell’universo fossero perfettamente calcolabili purché si avessero a disposizione dati di partenza sufficientemente precisi. Questa filosofia deterministica, aveva preso le mosse oltre due secoli prima quando Newton, con la sua legge di gravitazione universale, era riuscito a descrivere le orbite dei pianeti. In un sol colpo lo scienziato inglese aveva dimostrato che una mela che cade da un albero e un corpo celeste che si muove nello spazio, sono governati dalla stessa legge: l’universo ticchettava come un gigantesco orologio perfettamente regolato. Il matematico francese del XIX secolo Laplace, fu uno dei più convinti sostenitori del determinismo. In più di un'occasione non mancò di ribadire che se un'intelligenza onnisciente (una sorta di superuomo) fosse stato in grado di osservare tutte le forze che agiscono in natura e registrare la posizione di ogni frammento di materia in un particolare momento "sarebbe stato in grado di includere i moti dei corpi più grandi e quelli degli atomi più piccoli in una sola formula [...] niente sarebbe risultato indeterminato; ai suoi occhi, futuro e passato sarebbero diventati presente".

Ma in concomitanza con la fine dell’epoca vittoriana, la credenza in un universo perfettamente "calcolabile" e comprensibile svanì; avvenne nel momento in cui i fisici tentarono di applicare le leggi deterministiche al comportamento del mondo atomico. In quel minuscolo regno la materia sembra divertirsi a manifestare aspetti contraddittori. E tutto ciò sancì la fine del determinismo, a netto favore del probabilismo, un concetto apparentemente antitetico al concetto stesso di scienza fisica.

Le grandi rivoluzioni della scienza sono spesso seguite da sconvolgimenti in campo filosofico e sociale, dalle tesi di Copernico fino alle teorie di Einstein, che diedero un colpo definitivo ad un certo modo "assolutistico" di intendere la scienza e la vita. Desta perciò notevole stupire che la più grande rivoluzione scientifica di tutti i tempi sia passata per lo più inosservata agli occhi del grosso pubblico. E questo non già perché le sue implicazioni abbiano scarso interesse, ma perché queste implicazioni sono talmente sconvolgenti da risultare quasi incredibili persino agli stessi scienziati che le concepirono.

La ragione che sta alla base dell’isolamento che la fisica quantistica si trova a vivere nei confronti del panorama scientifico-culturale va innanzitutto ricercata nella estrema complessità concettuale dei suoi assunti fondamentali, nonché nella difficoltà del suo formalismo matematico, che ne fanno una materia ostica persino per gli stessi fisici.

Si è posto dunque l'accento sulla complessità concettuale della teoria quantistica. A dire il vero più che di complessità concettuale bisognerebbe parlare di difficoltà nell'accettare certi sui controintuitivi postulati. Questa sensazione di disagio nell'accogliere determinati assunti quantistici era paradossalmente avvertita anche dagli stessi padri fondatori del paradigma quantistico (i cosiddetti esponenti della scuola di Copenaghen): Max Born, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Pascual Jordan¹. L'ideatore del principio di Indeterminazione, Heisenberg, al riguardo così si esprimeva [2] :

"Ricordo delle discussioni con Bohr che si prolungavano per molte ore fino a notte piena e che ci conducevano quasi ad uno stato di disperazione; e quando al termine della discussione me ne andavo solo a fare una passeggiata nel parco vicino continuavo sempre a ripropormi il problema: è possibile che la natura sia così assurda come ci appare in questi esperimenti atomici? "