Confesso che ho sempre avuto qualche remora a scrivere di questi argomenti: troppo radicali, troppo strutturali. Si rischia di venir presi per pazzi.
Ma sono un paio d’anni che un dubbio si fa più insistente, ogni giorno: siamo sicuri che lo spazio e il tempo siano proprio lo sfondo su cui è costituito l’universo?
La risposta è: dipende dal punto di vista. Sicuramente spazio e tempo sono i costituenti di questo universo che il nostro cervello percepisce con i cinque sensi.
Fino alla fine dell’800 tutti i fenomeni venivano descritti in un mondo tridimensionale che ha un grande orologio al centro: il tempo.
Poi la relatività ristretta ci ha insegnato che lo spazio e il tempo non sono slegati tra loro, ma sono in qualche modo legati e appartengono ad un unicum che è stato chiamato spazio-tempo.
Quindi, dai primi del 900, lo sfondo in cui avvengono i fenomeni fisici è lo spazio-tempo. Ora lo diamo per scontato, anche se inizialmente si faceva un po’ fatica ad accettare che spazio e tempo non siano slegati, ma tutti gli esperimenti dicono esattamente questo.
Poi però è arrivata la meccanica quantistica. Inizialmente avevamo capito che non sappiamo esattamente dove si trova una particella, ma possiamo dire con quale probabilità la troveremo in un certo punto dello spazio e del tempo. Tale probabilità (o meglio la densità di probabilità) è descritta dalla funzione d’onda, soluzione dell’equazione di Schroedinger:
E secondo l’interpretazione di Copenhagen la probability density function è proprio il modulo quadro della funzione d’onda (psi).
E fin qui ancora niente di così strano: abbiamo una funzione che ci dice con quale probabilità troveremo una particella nel punto (x, y, z, t), in accordo alla regola di Born:
Ma ad una lettura più attenta, si scopre una cosa strana (weird), e questa sì è davvero sconvolgente: ossia che la particella non esiste proprio in alcun punto dello spazio-tempo, prima di venire misurata/osservata. E quindi non è che la particella esiste, ma noi non sappiamo esattamente dov’è: no, la particella non esiste affatto nello spazio e nel tempo!
Al momento della misura, la funzione d’onda collassa su uno degli autostati possibili |ai>, secondo la cosiddetta proiezione:
È esattamente in quel momento che la particella assume una posizione nello spazio-tempo.
E da qui nasce il dubbio: non è che la domanda (dove si trova una particella prima della misura) è una domanda sbagliata? E se lo spazio-tempo non esistesse proprio a livello di particelle elementari? Se lo spazio-tempo non esistesse per una particella non osservata, la domanda “dove si trova” sarebbe una domanda sbagliata: perché “dove” significa “spazio-tempo”, ma se lo “spazio-tempo” non esiste, non ha senso chiedersi “dove”!
Però quando la particella viene osservata, lo spazio-tempo esiste eccome. E quindi?
Ecco l’idea sconvolgente: lo spazio-tempo viene creato nel momento della misura, ossia nel momento in cui avviene il collasso della funzione d’onda.
E il mondo che osserviamo? Qui c’è lo spazio-tempo: eccome se c’è. E quindi è come se ci fosse “qualcosa” fuori dallo spazio-tempo (dico fuori perché ancora non esiste) che fa collassare le funzioni d’onda di tutte le particelle: e lo spazio tempo viene creato. E non intendono che l’atto di osservare umano faccia collassare le funzioni d’onda: dire questo sarebbe un’enorme sciocchezza. C’è qualcosa che fa collassare le funzioni d’onda: ma di sicuro questo qualcosa non può vivere nello spazio-tempo (nel nostro mondo) perché lo spazio tempo non esiste prima del collasso della funzione d’onda.
C’è qualcosa che “srotola” lo spazio tempo nel momento in cui viene osservata/misurata una proprietà di una particella. E la particella viene proiettata nello spazio-tempo. Spazio-tempo che noi consideriamo il fabric (tessuto) dell’universo, ma che non è lo sfondo dell’universo, e semmai è lo sfondo dell’universo dopo il collasso della funzione d’onda.
E prima? La particella esiste, ma non esiste nello spazio-tempo, ma in un altro mondo che non poggia sullo spazio e sul tempo. Ecco perché lo spazio il tempo non sono il fabric, il tessuto, lo sfondo dell’universo.
Cosa sia questo mondo non lo so, e non so nemmeno cosa causi il collasso della funzione d’onda: e non lo so descrivere con equazioni. E questo mi spiace molto. Mi verrebbe da dire che ciò che causa il collasso della funzione d’onda è la coscienza: ma non credo esista una rappresentazione matematica della coscienza o quanto meno non la conosco. Sebbene alcuni autori abbiano cercato di tradurre la coscienza in termini matematici. Alcuni esempi.
Von Neumann–Wigner: ipotizzavano che la coscienza fosse direttamente legata al collasso della funzione d’onda. Oggi questa interpretazione è vista con molta cautela, anche se resta affascinante.
Integrated Information Theory (IIT, Tononi): la coscienza viene definita come la quantità di informazione integrata, misurata da una grandezza chiamata Φ.
Formalmente:
dove I indica l’informazione. Non è un’equazione della fisica, ma è un tentativo di dare forma matematica all’esperienza cosciente.
Relazioni entropiche: c’è chi ipotizza che la coscienza sia legata alla capacità di un sistema di ridurre la propria incertezza. In forma grezza:
cioè un sistema cosciente sarebbe uno che riorganizza l’entropia interna ed esterna in modo ottimale.
Ho deciso di scrivere di questo articolo perché ho visto che non sono l’unico a pensarla in questo modo “strano”. Guardate un po’ qui:
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