Rendere comprensibile la fisica quantistica.
Per capire cos’è la fisica quantistica occorrerebbero anni. E’ un argomento molto complesso, ma vale comunque la pena di capirne i concetti fondamentali. Oltre ad aver reso possibili le più avanzate tecnologie odierne, infatti, la fisica quantistica ha rivoluzionato il modo in cui vediamo, comprendiamo e interpretiamo il reale.
Ai tempi di Aristotele, i filosofi erano anche scienziati: Democrito, per esempio, filosofo vissuto ancor prima di Aristotele, teorizzò una fisica degli atomi. Oggi, invece, sono i fisici a porsi domande filosofiche in relazione alle loro scoperte.
Vediamo allora di chiarire cos’è la fisica quantistica. In questo articolo, parleremo solo di un paio di rivelazioni base della fisica quantistica, ma che sono già sufficienti a farci ripensare a tutte le certezza che pensavamo di avere sulla natura del reale.
Un quanto è la quantità elementare di una certa grandezza; si tratta di una quantità discreta (non continua) e indivisible.
Nel 1900, il fisico Max Plank si accorse che lo scambio di energia che si propaga con le onde elettromagnetiche non avviene attraverso un flusso continuo, ma per multipli di una grandezza elementare detta quanto di energia. Le teoria di Plank confutava i principi fondamentali della fisica classica, eppure era esatta. Einstein la utilizzò, confermandola, per spiegare l’effetto foto-elettrico.
Anche la luce è quantizzata: come scoprì Einstein, la luce è formata da particelle di energia (quanti) che egli chiamò fotoni.
Negli anni 20 del ‘900, il fisico tedesco Werner Karl Heisenberg, studiando il comportamento delle particelle sub-atomiche, si accorse che non è possibile conoscere sia la posizione che la velocità di una particella in un dato momento.
Per prima cosa, la fisica quantistica ci ha mostrato la natura granulare della realtà. Lo spazio-tempo è composto da quantità unitarie di materia, unità minime al di sotto delle quali nient’altro esiste. L’infinitamente piccolo non esiste. Esistono quanti di tempo e quanti di spazio, e non esistono frazioni di spazio o tempo più piccole.
La seconda grande riflessione che la fisica quantistica ci spinge a fare è quella sul determinismo. Con la fisica classica, eravamo abituati a pensare al mondo in modo determinato: abbiamo leggi fisiche per predire il comportamento di fenomeni fisici, e quando non ci riusciamo, è solo perchè non siamo ancora a conoscenza della legge fisica che governa quel fenomeno.
Pensavamo di essere in grado di predire il comportamento di una particella a partire da determinate informazioni, e invece non lo siamo. Dobbiamo accontentarci di una stima della probabilità. Dobbiamo aprirci a una concezione del mondo in cui le cause non corrispondono a un effetto determinato. L’universo è molto più simile a un organismo vivente le cui parti agiscono in sintonia, piuttosto che a un grande orologio i cui ingranaggi, una volta messi in moto, portano a un solo esito predeterminato.
Il futuro non è pre-determinato, il destino non è scritto da nessuna parte, e la parvenza continua della realtà, dello spazio, e del tempo, non è che un’illusione.
