Negli ultimi anni, capita che a volte la fisica quantistica venga presa a pretesto per interpretare qualsiasi tipo di processo: dallo sviluppo personale, alla dimensione New Age. Tirata in ballo da filosofi, psicologi e artisti, questa affascinante disciplina viene chiamata in causa quando si tratta di investigare una dimensione, a noi sconosciuta, a cui si vuol ricondurre il significato di ogni nostro gesto o pensiero. E i riferimenti che vengono fatti sono sicuramente autorevoli: da Heisenberg a Planck, da Pauli a Schrödinger e naturalmente, Einstein. Il punto è, purtroppo, che quando ciò avviene spesso non viene fornita una versione della fisica quantistica realmente aderente ai modelli scientifici che questi immensi scienziati hanno studiato e ideato grazie a una lunga e faticosa attività di ricerca e di sperimentazione.

Per chiarire questi aspetti e per fornire le basi storiche e scientifiche di una branca della fisica che, troppo frequentemente, viene impropriamente citata (quando non travisata) ci viene in aiuto un testo divulgativo dedicato alla sua storia, alle sue applicazioni più attuali e ai suoi possibili sviluppi: Il mondo secondo la fisica quantistica. Segreti e meraviglie della scienza che sta cambiando la nostra vita di Fabio Fracas, edito da Sperling & Kupfer. Quasi trecento pagine che entrano nel mondo della fisica quantistica in modo divulgativo e, al contempo, profondo e preciso. Fracas ha presentato il suo libro lo scorso 22 marzo nella sede del prestigioso Cern di Ginevra nell’ambito dell’Italians Teachers Week, settimana dedicata agli insegnanti di fisica italiani per la loro formazione.

L’autore è docente di Fisica applicata alla Radioterapia e alla Radioprotezione presso il Dipartimento di Medicina dell’Università di Padova, e sta conducendo anche in America, presso la Florida Atlantic University, una serie di studi e di ricerche sul rapporto fra le vibrazioni meccaniche e il cervello. In questo saggio, diventa per noi una sorta di Virgilio che ci accompagna alla scoperta della fisica quantistica grazie al confronto con alcuni fra i protagonisti delle ricerche più attuali. Autorevoli scienziati che spiegano, ciascuno nel proprio campo e per le proprie competenze, lo stato dell’arte di una scienza complessa e per molti aspetti ancora misteriosa. Fra i tanti nomi, vi sono quelli di Federico Carminati, Marco Drago (il primo uomo al mondo che è riuscito a osservare un’onda gravitazionale), Enrico Facco, Augusto Sagnotti e Gabriele Veneziano (il padre della Teoria delle Stringhe). Di loro e di tutti gli altri ricercatori e scienziati coinvolti è possibile leggere l’intero profilo biografico al termine del saggio.

Incontro il professor Fracas, 50 anni e una vita perennemente in viaggio, nello stesso giorno in cui nacque Albert Einstein (il padre della Teoria della Relatività) e per una particolare coincidenza ci ha appena lasciato Stephen Hawking: colui che elaborò la teoria dei buchi neri. Fracas è uno scienziato aperto a ogni tipo di discussione e di riflessione e per questo motivo gli chiedo come mai, negli ultimi anni, la Fisica Quantistica sia diventata il terreno privilegiato di confronto per qualsiasi tentativo di decifrare la realtà. “Con il mio libro ho cercato di rispondere alle domande che mi vengono solitamente poste sulla fisica quantistica fornendo al lettore un insieme di nozioni corrette sia sulle origini di questa branca della scienza sia sugli ambiti nei quali può essere effettivamente applicata. A questi due aspetti, quello storico e quello dei rapporti con le altre teorie fisiche, sono dedicate rispettivamente la prima e la seconda parte del volume”. Ma come mai, chiedo ancora, una teoria scientifica è riuscita ad attirare così tanto interesse? “Forse perché affascina la sua contro intuitività: l’indeterminatezza stessa che ne caratterizza i suoi fondamenti”.

Appunto, l’indeterminatezza: un principio (quello di indeterminazione) che fu formulato nel 1927 da Werner Karl Heisenberg e che ha contribuito non poco a far crescere l’interesse sull’approccio quantistico alla visione del mondo. “In effetti, Heisenberg stesso – spiega ancora il professor Fracas – affermò che l’esistenza del principio di indeterminazione implicava la fine della validità del rapporto causa-effetto che caratterizza tutta la fisica classica. È scritto molto chiaramente in una sua riflessione del 1927: ‘poiché tutti gli esperimenti sono soggetti alla meccanica quantistica e quindi al principio di indeterminazione, ne consegue che la meccanica quantistica sancisce il venir meno della causalità’. Un’affermazione rivoluzionaria, per certi versi, perché va a minare le fondamenta di tutto quanto attiene alla nostra esperienza quotidiana e alla storia del pensiero occidentale”.

Non c’è dubbio che la fisica quantistica abbia la caratteristica di stravolgere le nozioni alla base della fisica che abbiamo imparato a conoscere sui banchi di scuola. Il famoso paradosso del gatto di Schrödinger, per fare un esempio, ha fatto passare tante notti insonni a tutti quelli che vi si sono imbattuti. “In realtà, il paradosso di Schrödinger nasce proprio per far capire i possibili errori a cui si va incontro quando si cerca di applicare le logiche della fisica quantistica al mondo macroscopico.” Interviene il professor Fracas. “Cerchiamo di fare ordine. Alla luce di un cambio di paradigma come quello del principio di indeterminazione introdotto da Heisenberg, e che ci trasporta in un nuovo mondo dove i vincoli della fisica classica hanno una validità limitata, diventa fondamentale capire che la fisica classica e la fisica quantistica sono due strumenti che hanno caratteristiche differenti e si occupano di due distinti piani della natura. La fisica classica descrive la realtà così come noi siamo in grado di percepirla attraverso i nostri sensi (quello che chiamiamo livello macroscopico), mentre la fisica quantistica fornisce modelli relativi al comportamento della materia quando la osserviamo su scale di grandezza e di energia atomica e subatomica. Questo il punto fondamentale”.

Ma allora, chiedo, perché si cerca di applicare la fisica quantistica anche al mondo macroscopico? “Diciamo che anche scienziati come Niels Bohr che si sono applicati moltissimo allo sviluppo della teoria quantistica, possono avere dato origine a questa tipologia di approccio. Proprio Bohr, infatti, scrisse una serie di saggi incentrati sulle possibili implicazioni della teoria quantistica nei diversi campi della conoscenza. Pensare di utilizzare la metodologia quantistica per ragionare sui grandi temi della vita può sembrare una forzatura, ma Bohr era convinto della correttezza del proprio ragionamento. È un Bohr che si può definire ‘metafisico’ quello che traspare dalla lettura dei suoi saggi. Stranamente vicino, almeno in apparenza, alla sensibilità di coloro che ritengono che la fisica quantistica possa essere applicata anche nei campi del puro pensiero e della pura conoscenza. Ma è realmente così? Bohr, oltre che un grande scienziato, era un uomo che sapeva vedere al di là delle apparenze e delle convenzioni. Eppure, alcune sue posizioni non erano condivise dai suoi contemporanei e anche oggi, non riscuotono unanimi consensi.”

E dal suo punto di vista? “Questo saggio, soprattutto nella terza e ultima parte, nasce anche per innescare nel lettore una riflessione più ampia sui vari temi trattati. Per questo motivo si può definire un libro che solleva dubbi e non un libro che fornisce risposte.” Infatti, riprendo, nella presentazione della terza parte, lei scrive che si sta muovendo su un terreno potenzialmente minato e che illustrerà i diversi punti di vista (sia quelli favorevoli, sia quelli critici e anche quelli totalmente contrari) sulle teorie presentate in modo imparziale per poter fornire al lettore un quadro il più possibile completo ed esauriente. “Esattamente. D’altronde il progresso scientifico, e non solo, nasce dal confronto fra posizioni diverse e dalle ricerche necessarie per sostenere le une e le altre”.

Continua il 2 Maggio...