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La realtà è un gioco di specchi quantistici? Una nuova teoria suggerisce che potrebbe essere

Credito: Jurik Peter / Shutterstock

Immagina di sederti e prendere il tuo libro preferito. Guardi l’immagine sulla copertina, fai scorrere le dita sulla copertina liscia del libro e senti l’odore familiare del libro mentre sfogli le pagine. Per te, il libro è composto da una serie di apparizioni sensoriali.

Ma ti aspetti anche che il libro abbia una sua esistenza indipendente dietro quelle apparenze. Quindi quando metti giù il libro sul tavolino e entri in cucina, o esci di casa per andare al lavoro, ti aspetti che il libro abbia ancora l’aspetto, la sensazione e l’odore proprio come quando lo avevi in ​​mano.

Aspettarsi che gli oggetti abbiano una propria esistenza indipendente, indipendente da noi e da qualsiasi altro oggetto, è in realtà un’assunzione profondamente radicata che facciamo sul mondo. Questo presupposto ha la sua origine nella rivoluzione scientifica del XVII secolo e fa parte di ciò che chiamiamo il visione del mondo meccanicistica . Secondo questa visione, il mondo è come una gigantesca macchina a orologeria le cui parti sono governate da leggi fisse di movimento.

Questa visione del mondo è responsabile di gran parte del nostro progresso scientifico dal 17° secolo. Ma come sostiene il fisico italiano Carlo Rovelli nel suo nuovo libro Helgoland , teoria dei quanti — la teoria fisica che descrive l’universo alle scale più piccole — quasi certamente mostra che questa visione del mondo è falsa. Invece, Rovelli sostiene che dovremmo adottare una visione del mondo “relazionale”.

Cosa significa essere relazionale?

Durante la rivoluzione scientifica, il pioniere inglese della fisica Isaac Newton e il suo omologo tedesco Gottfried Leibniz non erano d’accordo sulla natura dello spazio e del tempo.

Newton sosteneva che lo spazio e il tempo agissero come un “contenitore” per il contenuto dell’universo. Cioè, se potessimo rimuovere il contenuto dell’universo, tutti i pianeti, le stelle e le galassie, rimarremmo con spazio e tempo vuoti. Questa è la visione “assoluta” dello spazio e del tempo.

Leibniz, invece, sosteneva che spazio e tempo non fossero altro che la somma totale delle distanze e delle durate tra tutti gli oggetti e gli eventi del mondo. Se rimuovessimo il contenuto dell’universo, rimuoveremmo anche lo spazio e il tempo. Questa è la visione “relazionale” dello spazio e del tempo: sono solo le relazioni spaziali e temporali tra oggetti ed eventi. La visione relazionale dello spazio e del tempo fu un’ispirazione chiave per Einstein quando sviluppò la relatività generale.

Rovelli utilizza questa idea per comprendere la meccanica quantistica . Afferma che gli oggetti della teoria quantistica, come un fotone, un elettrone o un’altra particella fondamentale, non sono altro che le proprietà che mostrano quando interagiscono con… in relazione ad – altri oggetti.

Queste proprietà di un oggetto quantistico sono determinate attraverso l’esperimento e includono cose come la posizione, la quantità di moto e l’energia dell’oggetto. Insieme formano lo stato di un oggetto.

Secondo l’interpretazione relazionale di Rovelli, queste proprietà sono tutto ciò che c’è nell’oggetto : non c’è sostanza individuale sottostante che “ha” le proprietà.

Quindi, in che modo questo ci aiuta a capire la teoria quantistica?

Consideriamo il noto puzzle quantistico del gatto di Schrödinger. Mettiamo un gatto in una scatola con un agente letale (come una fiala di gas velenoso) innescato da un processo quantistico (come il decadimento di un atomo radioattivo), e chiudiamo il coperchio.

Il processo quantistico è un evento casuale. Non c’è modo di prevederlo, ma possiamo descriverlo in un modo che ci dica le diverse possibilità che l’atomo decada o meno in un certo periodo di tempo. Poiché il decadimento innescherà l’apertura della fiala di gas velenoso e quindi la morte del gatto, anche la vita o la morte del gatto è un evento puramente casuale.

Secondo la teoria quantistica ortodossa, il gatto non è né morto né vivo finché non apriamo la scatola e osserviamo il sistema. Rimane un enigma su come sarebbe per il gatto, esattamente, non essere né morto né vivo.

Ma secondo l’interpretazione relazionale, lo stato di ogni sistema è sempre in relazione a qualche altro sistema. Quindi il processo quantistico nella scatola potrebbe avere un esito indefinito in relazione a noi , ma avere un esito definito per il gatto .

Quindi è perfettamente ragionevole che il gatto non sia né morto né vivo per noi, e allo stesso tempo tempo sia sicuramente morto o vivo. Un dato di fatto è reale per noi, e un dato di fatto è reale per il gatto. Quando apriamo la scatola, lo stato del gatto diventa definito per noi, ma il gatto non è mai stato in uno stato indefinito per se stesso.

Nell’interpretazione relazionale non c’è una visione globale, “dell’occhio di Dio” della realtà.

Cosa ci dice questo sulla realtà?

Rovelli sostiene che, poiché il nostro mondo è in definitiva quantistico, dovremmo prestare attenzione a queste lezioni. In particolare, oggetti come il tuo libro preferito possono avere le loro proprietà solo in relazione ad altri oggetti, incluso te.

Per fortuna, questo include anche tutti gli altri oggetti, come il tuo tavolino da caffè. Quindi, quando vai al lavoro, il tuo libro preferito continua ad apparire quando lo avevi in ​​mano. Anche così, questo è un drammatico ripensamento della natura della realtà.

Secondo questa visione, il mondo è un’intricata rete di interrelazioni, tale che gli oggetti non hanno più una propria esistenza individuale indipendente da altri oggetti, come un gioco infinito di specchi quantistici. Inoltre, potrebbe non esserci alcuna sostanza “metafisica” indipendente che costituisce la nostra realtà alla base di questa rete.

Come dice Rovelli: “Non siamo altro che immagini di immagini. La realtà, compresi noi stessi, non è altro che un velo sottile e fragile, oltre il quale… non c’è nulla”.

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