La rivoluzione della meccanica quantistica

“La scoperta della teoria dei quanti, io credo, è la scoperta che le proprietà di ogni cosa non sono altro che il modo in cui questa cosa influenza le altre. Esistono solo nell’interazione con altre cose […] è a queste interazioni che dobbiamo guardare per comprendere la natura, non agli oggetti isolati”. Con queste parole, il fisico e divulgatore Carlo Rovelli prende posizione su una disputa che da anni ormai coinvolge il mondo della fisica: la rivoluzione apportata alla disciplina dalla scoperta della meccanica quantistica. 

Questa svolta – e tutto il dibattito che ne è seguito – sono infatti i protagonisti di Helgoland, l’ultimo libro scritto da Carlo Rovelli, che prende il titolo dal nome dell’isola del Mare del Nord nella quale il giovane Werner Heisenberg gettò le basi della nuova teoria nel 1925. Una visione che ha smosso le certezze fino ad allora conquistate dalla fisica, mostrando da un lato una capacità di fare previsioni di grande esattezza e dall’altra generando, appunto, vivaci controversie che sfociarono, per usare le parole di Karl Popper, in uno “scisma della fisica”. 

Meccanica quantistica, solo un paradigma matematico?

Il punto è che per alcuni, tra cui Albert Einstein, la meccanica quantistica è un efficace strumento matematico per descrivere i fenomeni, ma, di fondo, è una tesi incomprensibile e sbagliata, destinata a essere sostituita da una teoria migliore. Per altri esperti, come Werner Heisenberg e Niels Bohr, invece è possibile comprenderla e accettarla solo a condizione di abbandonare pregiudizi molto radicati tra gli addetti ai lavori. 

In sintesi, spiega un articolo su Il Tascabile, gli elementi innovativi apportati dalla meccanica quantistica, così come si è sviluppata fino a oggi, sono tre: il primo è l’affermazione che l’energia si trasmette per quanti discreti, cioè per “blocchi predefiniti”. In secondo luogo, la teoria si riferisce solo a risultati sperimentali, osservabili e quindi supera l’idea di proprietà degli oggetti che esistono a prescindere dal fatto che siano osservate. Infine, include la “probabilità” e ammette quindi l’esistenza di un fattore oggettivamente probabilistico – potremmo, informalmente, chiamarlo “caso” – che concorre a definire le proprietà dei sistemi fisici. 

Fra dibattito filosofico e pratico 

Questi secondi due aspetti sono anche la ragione per cui la teoria dei quanti esalta quella che è l’affinità tra fisica e filosofia. Entrambe, sostiene infatti Rovelli, sono due modi per “trovare delle strutture concettuali efficaci per comprendere meglio il mondo. In entrambi i casi si tratta di una evoluzione e di un approfondimento continuo”. 

Da un punto di vista pratico, il dibattito si è sviluppato attorno alla necessità di trovare soluzioni a una serie di paradossi generatisi alla luce della meccanica quantistica. Una discussione ancora in corso e nella quale Rovelli si inserisce puntando soprattutto sul ragionamento che, se questa teoria ha sfaldato l’idea di architettura del mondo che avevamo in precedenza, ciò che resta sono le relazioni di cui è intessuta la realtà. Anzi, “ha avuto l’effetto – spiega in un’intervista all'Huffington Post – proprio di mostrare che ogni cosa esiste solo grazie a queste connessioni e nulla è concepibile di per sé”. In questo senso, ad esempio, è assai interessante riprendere la riflessione storica sul rapporto tra corpo e mente, rivalutandolo in una prospettiva di relazione invece che meccanicistica.  

Il dibattito, come ammette lo stesso Rovelli, resta apertissimo: il relazionismo, benché rappresenti un’efficace prospettiva, non significa che la natura sia un ammasso disordinato e relativista. Piuttosto, la fisica quantistica è un’altra enorme occasione per la scienza di ripensare il mondo, potenzialmente portatrice della capacità di sviluppare nuovi approcci e nuove soluzioni.