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Effetto Osservatore

In questo breve articolo, vorrei stimolare la vostra curiosità circa un mio recente libretto, in cui esploro, in modo non tecnico, ma concettualmente accurato, alcuni aspetti dell’importante tema ((dell’osservazione in meccanica quantistica)).

Questo per fare luce su una questione chiave, ancora piuttosto controversa, che è quella della natura stessa del processo osservativo. In particolar modo rispondendo alla seguente domanda:

L’osservazione di un sistema fisico è sempre riconducibile a un processo di scoperta di una realtà che già esisteva, prima ancora che l’osservazione fosse compiuta, oppure, in talune circostanze, può essere ricondotta a un atto di pura creazione (o distruzione), cioè a un processo tramite il quale ciò che è osservato viene letteralmente posto in essere (o annichilito) dal processo osservativo in quanto tale? E in tal caso, cosa sarebbe all’origine di tale processo creativo (distruttivo)?

Si tratta ovviamente di una domanda fondamentale, sia per la ricerca nel campo della fisica, sia per quanto attiene a una comprensione più ampia del rapporto esistente tra la coscienza umana e la realtà che è oggetto della sua esperienza.

Qual è esattamente il nostro ruolo in qualità di osservatori-partecipatori della realtà in cui ci troviamo immersi? Siamo semplici scopritori di tale realtà oppure, a nostra insaputa, ne siamo anche i co-creatori?

Dal punto di vista della fisica, questo genere di domande sono emerse al nascere di una delle maggiori rivoluzioni scientifiche dei nostri tempi: la meccanica quantistica (oggi più generalmente definita fisica quantistica). È infatti in questo ambito che nei primi decenni del secolo scorso un’indagine più accurata e raffinata del ruolo centrale del soggetto osservatore, nella caratterizzazione delle proprietà di un sistema fisico, si è resa necessaria, a dire il vero in modo del tutto inaspettato.

Infatti, i padri fondatori della fisica quantistica si resero conto, nel corso dell’edificazione di questa sconcertante teoria, che la realtà dei sistemi fisici sembrava dipendere dal modo in cui gli sperimentatori operavano su di essi, nel senso che non era più possibile attribuire determinate proprietà a un sistema fisico, indipendentemente dagli atti osservativi che era possibile eseguire su di esso.

Da questa situazione, apparentemente nuova, emerse una questione di natura squisitamente metafisica, circa la natura della realtà in cui viviamo, e più esattamente circa la fondatezza dell’ipotesi del realismo, che fino a quel momento era stata ampiamente condivisa dalla maggioranza dei fisici e filosofi della scienza.

Grosso modo, possiamo definire la concezione del realismo come l’ipotesi che “esista una realtà là fuori,” la cui esistenza sarebbe del tutto indipendente dai soggetti osservatori, e che tale realtà, proprio perché autonomamente esistente, sarebbe conoscibile e descrivibile in modo oggettivo, ad esempio tramite la costruzione di appropriate teorie scientifiche. Per dirla in termini più suggestivi, secondo la visione realista sarebbe sempre possibile, se non altro in linea di principio, parlare della realtà indipendentemente dalla mente del soggetto osservatore che la studia e la contempla.

Prima dell’avvento della fisica quantistica, l’ipotesi del realismo, se non altro in fisica, s’imponeva da sé, e questo per una ragione molto semplice: il soggetto osservatore non appariva a nessun livello nelle teorie fisiche. In altre parole, tutto ciò che si sapeva a proposito dei sistemi fisici e della loro evoluzione poteva essere descritto indipendentemente dall’esistenza dei soggetti che li studiavano: che i sistemi venissero o meno osservati, questo non modificava in nessun modo le loro proprietà e il modo in cui queste proprietà si evolvevano nel tempo.

Moon-piccolaLe caratteristiche dell’orbita che la luna descrive attorno alla terra, ad esempio, rimangono tali a prescindere dal fatto che gli astronomi terrestri puntino su di essa i loro telescopi per osservarla. Ed è per questo che Giovanni Keplero, nelle sue famosi leggi che descrivono i moti dei pianeti, non ha fatto alcuna menzione di una possibile influenza su tali moti dell’attività degli astronomi.

I pianeti percorrono il freddo e silenzioso spazio siderale del tutto incuranti della brulicante attività umana sulla superficie del pianeta terra!

Ma con l’avvento della fisica quantistica, tutto questo di colpo cambiò. Infatti, nella descrizione dei sistemi microscopici i fisici si resero conto che non era più possibile descrivere tali enti senza menzionare nelle loro teorie il processo stesso di osservazione, vale a dire gli effetti che un tale processo era in grado di produrre sul sistema osservato (in fisica si fa uso più che altro del termine di misurazione, non di osservazione, ma il senso è in ultima analisi esattamente lo stesso: misurare una grandezza fisica significa, infatti, osservarne in pratica il valore).

Questa strana “invasione di campo,” che fece sì che lo scienziato indagatore si vide – come allo specchio – rappresentato nelle sue stesse teorie fisiche (non come autore, ma come elemento imprescindibile delle stesse), ha ovviamente messo in crisi l’ipotesi stessa del realismo, sulla quale si fondava l’intero edificio dell’indagine scientifica, volta alla ricerca di una visione oggettiva della realtà.

Infatti, senza la possibilità si separare lo scienziato, nel suo ruolo di soggetto indagatore e osservatore, dall’oggetto della sua indagine e osservazione, come si poteva continuare a dare un senso proprio al concetto stesso di realtà?

Com’era possibile parlare di realtà se quest’ultima non poteva essere descritta indipendentemente dall’attività pensante di chi la studiava?

Come cercherò di spiegare nel mio libricino, per quanto la fisica quantistica ci abbia rivelato aspetti davvero strani e inaspettati circa la natura profonda degli enti fisici, soprattutto a livello microscopico, e per quanto, indubbiamente, ci abbia mostrato che non sia possibile in generale descrivere un sistema fisico a prescindere dal ruolo attivo che svolge l’osservatore in tale descrizione, non per questo dobbiamo rinunciare alla concezione del realismo, ossia alla concezione di una realtà indipendente dall’attività mentale cosciente dell’osservatore.

Per fare questo è però necessario abbandonare quella forma di realismo naïf, di stampo classico, che si fonda sul pregiudizio che le entità fisiche che popolano la realtà dovrebbero necessariamente possedere, sempre in atto, tutte le proprietà che possibilmente le caratterizzano. Ossia, che il risultato di un qualsivoglia processo di osservazione debba per forza di cose essere sempre, in linea di principio, predeterminabile e predeterminato.

Questa forma di realismo ingenuo necessita di essere riformato in una concezione realista più articolata e matura, che vede nel binomio scoperta-creazione la chiave di una corretta comprensione del ruolo dell’osservatore.

Spero di avervi incuriositi!

 

Copertina Effetto OsservatoreEffetto Osservatore
Il mistero quantistico demistificato
Massimiliano Sassoli de Bianchi

Ma è proprio vero che la meccanica quantistica sarebbe giunta alle stesse conclusioni di alcune filosofie mistico-religiose, che affermano che l’universo altro non sarebbe che un prodotto della coscienza?

Adea edizioni

 

Book trailer:

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