Che cos'e' una teoria scientifica?
Scienza e Fisica Quantistica
Dal riduzionismo, all’epistemologia biiettiva per
superare l’empasse del Modello Standard
Davide Fiscaletti - 17/06/2019
Come evidenzia il premio Nobel 1998 Robert Laughlin nel
suo brillante libro Un universo diverso, la natura è regolata sia da principi
essenziali, primari (che riguardano i costituenti elementari delle cose) sia da
principi organizzativi (che riguardano strutture stabili e complesse composte
da tali elementi). Nella storia della scienza esiste da sempre un conflitto tra
due concezioni, vale a dire se siano le leggi microscopiche a determinare
l’organizzazione, l’ordine che osserviamo nelle cose che ci circondano, oppure
se invece vale il viceversa.
Da un punto di vista generale, possiamo dire che per gran
parte dell’evoluzione del pensiero scientifico moderno ha prevalso un approccio
riduzionistico, secondo cui i vari fenomeni diventerebbero via via più nitidi
allorché vengono frazionati in parti e componenti sempre più piccole.
È fuori di dubbio il fatto che il riduzionismo abbia portato
notevoli successi, in particolare nella fisica (pensiamo, per esempio, agli
sviluppi della fisica atomica, della fisica nucleare, della fisica delle
particelle elementari).
Tuttavia, è lecito chiedersi: esiste veramente un livello
fondamentale dal quale si può spiegare tutto, usando il formalismo matematico a
partire dalle interazioni fondamentali tra i costituenti elementari?
Il reame dei sistemi complessi
Va sottolineato che esistono tutta una serie di sistemi
fisici – come i superfluidi e i superconduttori – i quali evidenziano
chiaramente come le simmetrie che caratterizzano i costituenti elementari si
possano rompere e la materia possa acquisire collettivamente e spontaneamente
delle nuove proprietà che non sono presenti nelle sue regole fondamentali. In
questi fenomeni il risultato è maggiore della somma degli addendi: nei
superconduttori, per esempio, gli elettroni del materiale tendono a muoversi
tutti assieme, sotto forma di coppie elettrone-elettrone, chiamate coppie di
Cooper, come se fossero un’unica macroentità.
I sistemi in cui si verificano questi fatti costituiscono
quella che viene anche chiamata la “terra di mezzo”, o reame, dei sistemi
complessi la quale comprende molteplici scale di grandezza. In questo dominio
rientrano in pratica tutti i fenomeni che stanno tra la fisica delle particelle
e la cosmologia, e quindi per esempio anche gli organismi viventi, i sistemi
cognitivi, i sistemi sociali.
Si tratta di un territorio caratterizzato dall’intreccio
dei livelli e dall’emergenza di nuove forme organizzative, dove a partire dalle
proprietà dei costituenti può essere impossibile dedurre i comportamenti
globali del sistema. Nel suo recente illuminante libro Complessità.
Un’introduzione semplice, Ignazio Licata sostiene che la terra di mezzo è il
posto dove succedono le cose più interessanti per noi, in riferimento alla
capacità di produrre conoscenza.
In questi fenomeni si osserva una pluralità di livelli e
di comportamenti e questo necessita di ricorrere a più modelli, ciascuno dei quali
ci permetterà di cogliere solo un aspetto parziale delle cose, di mettere a
fuoco quanto emerge dagli obiettivi che ci si pone, mentre cambiando obiettivi
cambiano i modelli.
I limiti riduzionisti del Modello Standard della fisica
delle particelle
La nuova fisica sviluppatasi nel XX secolo, e
segnatamente l’esplorazione del mondo atomico e subatomico, ha demolito le basi
della visione del mondo, mostrando come in ambito quantistico le particelle
subatomiche non hanno significato come entità isolate, ma possono essere
comprese solo come interconnessioni tra vari processi di osservazione e
misurazione.
Nonostante ciò, il Modello Standard della fisica delle
particelle – la teoria fondamentale che, usando il linguaggio della teoria
quantistica dei campi, descrive le proprietà delle particelle elementari della
fisica e specifica il modo in cui interagiscono – sembra essere affetta da
svariati limiti legati alla sua modalità “riduzionista” di approcciarsi alla
realtà.
Il Modello Standard non sembra aver imparato la lezione
riguardante l’esistenza e le proprietà del vuoto quantistico, quell’entità
dinamica capace di esibire delle fluttuazioni di energia (descritte in termini
di particelle virtuali) non direttamente osservabili, ma significative nello
studio dei comportamenti dei sistemi fisici in quanto in grado di produrre su
di essi effetti reali e osservabili...
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Scienza e Conoscenza n. 68 - Aprile/Giugno 2019 — Rivista
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Nuove scienze, Medicina Integrata
