L’inconsistenza della meccanica quantistica

Supponiamo di stare viaggiando in automobile verso Milano e di dover scegliere ad un certo punto se prendere l’autostrada oppure proseguire lungo la strada che stiamo già percorrendo.

Supponiamo anche che questo bivio definisca gli unici due percorsi a nostra disposizione, i quali pur conducendo in luoghi distinti di Milano, non risultino troppo distanti dalla casa verso cui siamo diretti.

Qualsiasi sia il criterio che ci indurrà a scegliere un percorso piuttosto che l’altro, se questo dovesse rivelarsi bloccato per qualche motivo, ad esempio a causa di un incidente, avremmo comunque la possibilità di tornare indietro e imboccare l’altro.

Lo scegliere, se così si può dire, il percorso sbagliato avrà come unica conseguenza quella di farci impiegare un tempo di viaggio ben maggiore di quello preventivato inizialmente. In un senso molto pratico e concreto solo conoscendo in anticipo quale percorso si sarebbe bloccato avremmo avuto la garanzia di arrivare a destinazione nel tempo previsto.

Quanto appena visto descrive delle limitazioni che ci sono ben familiari perché tipiche delle situazioni che ci troviamo ad affrontare durante la nostra quotidianità. Sorprendentemente tali limitazioni non valgono per il mondo microscopico, nel preciso senso che le particelle riescono a compiere quello che a noi sembrano dei veri e propri prodigi.

Per comprendere meglio questo discorso dobbiamo chiamare in causa la meccanica quantistica che è la disciplina della fisica che studia le caratteristiche del mondo microscopico. Si deve sapere a questo proposito che la meccanica quantistica ci permette di individuare le probabilità che hanno delle specifiche particelle di riuscire a soddisfare delle misurazioni compiute alla fine di un esperimento.

Questo significa che solo ripetendo più volte uno stesso esperimento potremo verificare se i risultati delle misurazioni collimano a livello statistico con quelli previsti dalla meccanica quantistica.

Siamo così pronti per discutere quello che in letteratura scientifica è conosciuto come l’esperimento “a scelta ritardata” suggerito da John Wheeler, che risulta essere in un senso molto pratico e concreto la versione microscopica del precedente viaggio in automobile.

Tale esperimento prevede di mandare una particella all’imbocco di due percorsi distinti, ciascuno con una propria uscita. Il tutto è predisposto in modo che le probabilità di trovare la particella ad un’uscita piuttosto che all’altra sia la medesima, tranne nel caso in cui si decida di “bloccare” in corso d’opera una delle due uscite, facendo dell’altra l’unica possibile.

La cosa stupefacente di questo esperimento è che la particella impiegata riesce sempre a raggiungere l’uscita non bloccata e nel tempo previsto, proprio come se potesse conoscere in anticipo quale uscita gli sperimentatori decideranno di bloccare.

Non potendo attribuire alle particelle la capacità di prevedere il futuro, quanto visto dimostra semplicemente che non siamo in grado di spiegare in che modo le particelle riescano a soddisfare le richieste della meccanica quantistica.

Ignorare cosa si verifichi veramente a livello del mondo microscopico non rappresenta comunque un problema per lo sviluppo della tecnologia per la quale conta solamente che certe cose avvengano o meno, e non necessariamente il come.

Il problema legato ad una siffatta mancanza si manifesta semmai ad un altro livello ugualmente importante. Il fatto è che ignorando cosa permetta alle particelle di fare ciò che fanno, la meccanica quantistica fallisce in quello che è il vero scopo della scienza: dare una spiegazione alla natura.

A sottolineare la gravità della situazione fu Einstein, uno dei fondatori della meccanica quantistica, che a seguito dei primi sconcertanti comportamenti evidenziati da questa nuova disciplina affermò quanto segue e senza mezzi termini:

La scoperta della teoria quantistica ha posto alla scienza un nuovo compito: quello di trovare una nuova base concettuale per tutta la fisica

Lo stesso termine “particelle” dovrebbe essere considerato del tutto privo di senso dal momento che non riusciamo ad attribuire loro alcuna esistenza reale al di fuori della nostra capacità di misurarle. E a poco giova sostenere, come fanno gli attuali scienziati, che ad esistere in modo oggettivo siano le equazioni matematiche che permettono di prevedere le loro misurazioni.

Infatti senza spiegare contestualmente e in modo concreto come delle equazioni matematiche possano esistere in natura, siamo in presenza di una posizione che oltre ad essere arbitraria e ingiustificata risulta anche troppo vaga.

Il fatto che gli scienziati degli ultimi secoli non abbiamo saputo affrontare nella maniera adeguata questa problematica, dimostra una volta di più come non si possa fare scienza in maniera seria ed efficace senza rapportarsi al contesto di fondo in cui ci si muove, ed esplorando tutte le implicazioni connesse ad ogni singola affermazione.

Per comprendere cosa siano davvero le particelle e come siano in grado di soddisfare le caratteristiche che attribuisce loro la meccanica quantistica, si può fare riferimento al mio libro: “Le leggi dell’esistenza”.

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