La scienza non toglie incanto al mondo; la fisica quantistica, ad esempio, sa alimentare le immaginazioni più sfrenate, dai molti mondi al lovecraftiano demone Azathoth.
In copertina e lungo il testo: dettagli di opere del pittore olandese Hieronymus Bosch
La curiosità porta l’uomo a ispezionare tutti gli anfratti, prima per scoprire cosa vi si nasconde, poi per capire come funziona e a cosa serve. Attraverso gli strumenti, la nostra conoscenza del mondo naturale si è spinta così al di là di ciò che è possibile percepire con i nudi sensi, che quasi nulla di ciò che sappiamo delle cose, ormai, è immediatamente evidente allo sguardo, all’udito o al tatto. La vita quotidiana si svolge nella dissociazione tra il piano esperienziale e quello enciclopedico. Quando mi guardo la mano, quello che vedo resta una mano, anche se so che sto guardando una struttura di cellule. I due piani non riescono a fondersi. Non che non ci provino: per esempio, mentre mi guardavo la mano e pensavo che è fatta di cellule, ho sentito un formicolio nel palmo. Una somatizzazione, probabilmente, che la mia mente ha proposto come tentativo di concretizzare la mano-di-cellule. Ma si è trattato, come sempre in questi casi, di una proiezione effimera: non si può davvero alzarsi dal letto la mattina assaporando il proprio corpo sotto la doccia come una colonia di eucarioti, o afferrando lo spazzolino da denti come un ammasso di atomi.
Viviamo in un mondo di astrazioni, che presentano aspetti talmente controintuitivi da suscitare un senso di incongruità, stranezza, perfino assurdità quando proviamo a metterli in relazione con quello che percepiamo direttamente. Quando ero piccolo, facevo il gioco di pensare a un bicchier d’acqua come a un bicchiere di H2O, e poi quando la buttavo giù sentivo una piccola vertigine, come se mi fossi bevuto un’idea. Una cosa quasi magica. Ancora oggi, mi capita tutti i giorni di essere arrestato dall’incomprensibile giustapposizione tra la cosa e il concetto: una foresta che respira, o uno smartphone che contiene miliardi di righe di codice.
Per questo non credo che la scienza tolga l’incanto dal mondo. Almeno, non per quel suo aspetto che trascende il “freddo calcolo” per farsi narrazione, cultura circolante. Né è necessario essere scienziati per apprezzarla, basta un minimo di dimestichezza con la divulgazione scientifica.
Un esempio: il libro Origini (Adelphi, 2017) di Jim Baggott, che racconta la storia dell’universo dal Big Bang a oggi, certo con meno potenza della Genesi, ma con una capacità non troppo minore di suscitare pensieri e sentimenti grandiosi.
Oppure Verde brillante (Giunti, 2013) di Stefano Mancuso e Alessandra Viola, che affronta in maniera convincente il tema dell’intelligenza delle piante, mostrando che il regno vegetale, nelle sue bizzarre modalità sessili (cioè ancorate al terreno), è dotato di sensibilità, capacità di comunicare e risolvere problemi che non hanno niente da invidiare al regno animale.
Il tema che mi intriga di più, tuttavia, è la fisica quantistica. Che suggestiona la cultura globale ormai da decenni, spesso attraverso ingenue fantasie New Age. Ma non sarà la paura di sembrare fricchettoni a tenerci lontani dal mondo dei quanti. Quando mi ci immedesimo, sento un tremito, ho la sensazione che la realtà circostante tenda a smaterializzarsi. Piacere del dubbio allo stato puro, a volte venato di paura, altre di meraviglia, sempre di sconcerto.
La meccanica quantistica è famosa per essere strana, difficile e incomprensibile, sia per i profani come me, sia per gli addetti ai lavori, i fisici. Gli stessi inventori non ne vennero a capo molto pulitamente. Viene spesso citata a questo proposito l’affermazione di uno di essi, Richard Feynman, secondo il quale “se credi di capire la meccanica quantistica, significa che non hai capito la meccanica quantistica”.
La difficoltà di comprenderla è così grande, che nel corso degli anni ne sono state date numerosissime interpretazioni, la più nota delle quali è la cosiddetta interpretazione di Copenhagen elaborata da Niels Bohr e Werner Heisenberg intorno al 1927, secondo la quale la stranezza deve essere ingoiata intera e non c’è niente da capire, ma solo da applicare formule matematiche che in qualche modo “funzionano”.
Per un non matematico, è sicuramente un’interpretazione poco appassionante. In opposizione completa a quella di Copenhagen, c’è un’altra interpretazione, la più fantasiosa e incredibile di tutte, detta teoria a Molti Mondi (Many Worlds), che nacque su proposta di Hugh Everett nel 1957, e fu ripresa da Bryce DeWitt negli anni ’60, trovando largo seguito solo negli ultimi tre decenni del XX secolo. (Non solo da parte di fricchettoni.)
Per introdurla, devo infilare un alluce nell’acqua gelida della teoria, facendo un accenno il più rapido possibile alla natura probabilistica della meccanica quantistica.
Ecco: la traiettoria di una palla di cannone lanciata per aria è descritta da una semplice parabola. È un disegno molto elementare che possono capire anche i bambini. Invece, l’evoluzione della posizione un atomo o di un fotone è descritta da un’equazione detta equazione di Schrödinger, che non descrive nulla di simile a una “traiettoria”, ma è interpretabile al più come un ondeggiare nello spazio e nel tempo di probabilità che la particella abbia certe posizioni.
Cosa significa “probabilità”? Significa che un atomo non è come una palla di cannone. La palla di cannone, come tutti gli oggetti, è sempre o “qui” o “lì”. Potrà essere magari complicato misurare la posizione della palla se è in volo e viaggia molto velocemente, ma non è (solo) la probabilità di errore legata all’imprecisione di ogni misurazione che affligge l’atomo (o meglio, che affligge il fisico alle prese con gli atomi). Infatti, un atomo non ha una posizione definita finché non viene disturbato da un oggetto macroscopico, che invece una posizione definita ce l’ha. Questo disturbo si chiama “misurazione”, anche se di solito non si intende che ci debba essere effettivamente una persona col camice bianco che legge la misura: qualsiasi impatto con oggetti macroscopici vale, perché ciò che conta è che il quanto ha lasciato una traccia e poi si è disperso. Ebbene, l’effettivo valore della misurazione è assolutamente casuale. Solo effettuando numerose misurazioni su particelle differenti si rivela una distribuzione non casuale dei risultati, che è appunto la distribuzione prevista dall’equazione di Schrödinger. Il singolo atomo non è “qui” o “lì”, ma è ovunque/da nessuna parte finché non lo andiamo a cercare, e quando lo troveremo, sarà con una certa probabilità che si troverà “qui”, o con una certa altra probabilità, “lì”.
Probabilità, dunque, significa che le cose sono come sono solo perché si accumulano all’interno di certi confini (che sono poi, i confini determinati dagli esperimenti). Osserviamo regolarità solo sui grandi numeri. Il singolo evento, il singolo fatto, è casuale. Il caso assoluto sembra allignare alle fondamenta stesse della materia.
Altro che sicurezza e affidabilità. La realtà macroscopica della nostra esperienza quotidiana è il risultato di un continuo ribollire: come le singole gocce di una sgocciolatura di Pollock atterrano casualmente, ma nell’insieme, qualcosa, una forma o una traccia o un’ipotesi della forma che può aver lasciato quella traccia, ne viene fuori. Solo che nel caso delle particelle elementari, non c’è nessuna mano a reggere il pennello – non c’è nemmeno il pennello.
Introducendo il tema della casualità, non ho nemmeno graffiato la superficie. Sotto di essa, alligna il terribile dualismo onda-particella, un altro dei numerosi altri aspetti della meccanica quantistica che prendono a picconate la solidità del reale. Ma quanto detto è sufficiente per introdurre la teoria dei Molti Mondi.
Secondo i Molti Mondi la casualità è solo apparente, perché tutte le possibilità sono realizzate, non solo quella effettivamente misurata. Ogni posizione del fotone esiste realmente da qualche parte. Da quale parte? Ma è ovvio: in un altro mondo. Ogni singola possibilità avviene in un universo alternativo nato nel momento della misurazione. Dunque la misurazione non definisce niente: è semplicemente il risultato del tale evento in un tale universo. Altri universi, in quell’istante, hanno dato altri risultati. O meglio: un intero mazzo di universi è nato, come i rami da un tronco, con quella misurazione. Se pensiamo alla quantità inconcepibile di interazioni che avvengono ogni secondo, per ogni particella, in tutto l’universo, si capisce che ci troviamo davanti a una gemmazione incontrollata, una grandezza di grandezze talmente vasta da far impallidire le pur rispettabilmente numerose braccia di Vishnu. I Molti Mondi potrebbero insomma tranquillamente chiamarsi Molti Molti Molti Davvero Molti Moltissimi Mondi.
La teoria dei Molti Mondi non è illogica né palesemente assurda. I suoi proponenti sono normali scienziati. Esistono argomenti contro, argomenti a favore, nessuno decisivo, e non c’è consenso. Non saprei, né vorrei, addentrarmi in tali argomenti. Noto solo una cosa: che ci sono scienziati, e sono molti, che pur di non accettare che certe cose avvengono per caso, preferiscono credere plausibile che un atomo, ogni secondo, generi più multiversi di quanti atomi vi sono in questo universo. Quali contorsioni, per ricucire lo strappo tra teoria ed esperienza!
Nei Molti Mondi, presi nel loro insieme, tutto quello che poteva accadere, è accaduto. Tutto quello che potrebbe accadere, accadrà. Ciò stuzzica l’immaginazione. Possiamo immaginare mondi più o meno simili al nostro, come se fossero reali. Possiamo generare mondi e divertirci a vedere dove vanno. Dovremmo aiutare i fisici a fare queste cose, perché a quanto pare non hanno fantasia sufficiente: in Beyond Weird (University of Chicago Press, 2018), bel volume divulgativo sulla fisica quantistica, l’autore Philip Ball si lamenta che la maggior parte dei fautori dei Molti Mondi si gingillano con ramificazioni banali di questo universo, che magari differiscono solo nel fatto che c’è un gatto viola in mezzo alla stanza.
Invece potremmo immaginare cose ben più pazzesche, non perché in quanto profani dobbiamo essere creduloni e cadere con tutte le braghe nei Molti Mondi (del resto Roberto Paura ci ha messo in guardia sul carattere sovente interessato della divulgazione, addirittura una “continuazione della ricerca scientifica con altri mezzi”), ma perché ci offrono lo spunto per una vera e propria grammatica scientifica della fantasia (la grammatica della fantascienza?), che offre possibilità, casistiche, combinazioni talmente estreme da lasciare nella polvere la sua rivale storica, la magia. Cose come il malocchio, volare sopra una scopa, dire “mellon”, come fa Gandalf, per aprire una porta, tramutare il piombo in oro, ecc., sono, per i Molti Mondi, imprese banalissime. Effettuate, questo è il bello, semplicemente seguendo alla lettera i dettami nascosti del possibile.
Propongo, solo a titolo di esempio, un paio di mostri dei Molti Mondi tratti dalla storia della letteratura fantastica. Rientrano entrambi nella categoria del “qualcosa che non è al suo posto” che disegna Mark Fisher in The weird and the eerie (minimum fax, 2018), ma non è detto che tutti i Mondi debbano per forza contenere mostri strani e inquietanti.
(In realtà, come riscaldamento, avevo pensato a un simpatico Stregatto di Schrödinger, ma esiste già e non è un mostro: sono particelle correlate tra di loro non per posizione come nel “banale” entanglement, ma per le loro stesse proprietà, come la polarizzazione di un elettrone o lo spin di un neutrone. Di Schrödinger esistono anche, naturalmente, i gattini.)
Un mostro dei Molti Mondi, nella fantascienza recente, si trova nella nota Trilogia dell’Area X di Jeff VanderMeer, e il film Annientamento tratto dall’omonimo primo volume della serie. Vi appare un’entità aliena dotata di spore quantistiche in grado di controllare l’entanglement. (Almeno, questa è la mia interpretazione.) Ma mentre i romanzi lasciano molto spazio all’indeterminazione, nel film è tutto piuttosto diretto: cerbiatti gemelli che saltellano in tandem, mutazioni incontrollate che attraversano i regni animali, vegetali e persino minerali, moltiplicazioni di persone e soprattutto la “cosa” frattale autotrasformante nel finale, sono tutte rappresentazioni di improbabilità controllate, una specie di biotecnologia che riporta su larga scala le assurdità del mondo microscopico (compresenza, casualità, azione a distanza, creazione ex nihilo e il suo inverso, la distruzione assoluta, appunto: l’annichilazione – letale, per questo livello interpretativo, la traduzione italiana del titolo originale Annihilation).
Un mostro forse meno conturbante, ma molto più grosso e cattivo, è una delle creature più memorabili immaginate da H.P. Lovecraft: Azathoth, “orrore primigenio, troppo orribile per essere descritto“ che risiede “al centro del Caos Definitivo” (I sogni della casa stregata). Di lui non sappiamo molto, e quel poco che sappiamo ci insegna che meno ne sappiamo meglio è. La descrizione più estesa appare in La ricerca onirica dello sconosciuto Kadath: “Al di fuori dell’universo governato da leggi, risiede nel caos più abietto quel bubbone amorfo che bestemmia e gorgoglia al centro dell’infinito: l’illimitato demone sultano Azathoth, – il cui nome nessun uomo osa pronunciare, – il quale digrigna affamato in oscuri inconcepibili saloni situati al di là del tempo e dello spazio, in mezzo al battito soffocato e furioso di abietti tamburi e il fievole monotono lamento di terribili flauti.”
Nessuna notizia sulle sue origini. Ma possiamo speculare: la fisica quantistica emergente ebbe un suo ruolo nel fomentare le paure cosmiche di Lovecraft, perciò non è del tutto campato in aria immaginare che Azathoth possa aver avuto una genesi “improbabilistica”. Immaginare che il mondo raccontato da Lovecraft sia uno dei peggiori possibili tra i Molti Mondi, uno in cui in qualche modo le ossimoriche leggi del caso hanno finito per generare il “Caos Definitivo, al cui centro si avvolge il dio cieco e idiota Azathoth, Signore del Tutto” (L’abitatore del buio). Come è potuto accadere?
Ho accennato in precedenza al mondo in cui appare un gatto viola in mezzo alla stanza. Ebbene, la storia della fisica ci regala un altro oggetto che appare all’improvviso destando sconcerto (soprattutto a se stesso): un cervello. Non appare in una stanza, ma nel buio dello spazio profondo: è il cosiddetto cervello di Boltzmann, che prende nome da Ludwig Boltzmann, lo scienziato che lo ideò. La sua origine è connessa ai paradossi della termodinamica e dell’entropia con cui ebbe a confrontarsi la fisica ottocentesca. In particolare, ragionò Boltzmann, le condizioni di partenza che hanno prodotto, col tempo, esattamente questo universo sono così incredibilmente, fantasticamente improbabili (cioè a bassa entropia) che fra le due ipotesi: (a) io in questo momento sono seduto in salotto a scrivere un articolo, ovvero tutta la storia dell’universo cospira a generare proprio questo esatto speciale momento; (b) io in questo momento sono un cervello che galleggia nello spazio, generatosi casualmente dal cozzare erratico di particelle che si creano nel ribollire del vuoto cosmico, e sto allucinando di essere seduto in salotto a scrivere un articolo; la seconda finisce per risultare più probabile – perché non c’è niente di speciale nell’essere un povero cervello allucinato alla deriva nello spazio interstellare.
Cosa accadrebbe se molti di questi cervelli apparissero d’un tratto nelle vicinanze gli uni degli altri? Molti miliardi di miliardi di cervelli. Si troverebbero a orbitare, uno sciame di cervelli ognuno perso nelle sue allucinazioni. Se i cervelli continuassero ad apparire ed ammassarsi, si troverebbero stretti gli uni agli altri dalla gravità, fondendosi tra di loro e finendo per collassare in un buco nero. In quel luogo inimmaginabile è possibile, perché no?, che comincerebbero a udire flauti striduli e tamburi incessanti. E se è possibile, e credi (o ti diverti a credere per qualche minuto) ai Molti Mondi, allora ce n’è uno, di mondi, in cui questa cosa accade, c’è un mondo in cui Azathoth è un buco nero fatto di cervelli di Boltzmann. Devi poi sperare che non sia proprio il tuo.
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