Oltre la dualità: il messaggio quantistico

Oltre la dualità: il messaggio profondo della fisica quantistica

Scienza e Fisica Quantistica

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La fisica quantistica, sin dalla sua nascita all'inizio del XX secolo, ha rivoluzionato il nostro modo di comprendere l’universo, introducendo leggi che sfidano la nostra intuizione dando origine ad una vera e propria rivoluzione nella storia del pensiero scientifico.

Francesca Lanza - 25/07/2024

La ragione e il buon senso, sembrano vacillare davanti ai comportamenti bizzarri degli elettroni che compaiono e riappaiono istantaneamente in punti diversi dell’atomo di cui fanno parte, o a quello del fotoni che, a seconda dell’apparato sperimentale con cui interagiscono, manifestano caratteristiche e proprietà tra loro diverse e apparentemente incompatibili. Ma cosa significa tutto questo per ciascuno di noi, nel nostro quotidiano? Di fronte ad una teoria così potente e affascinante, viene spontaneo chiedersi quale sia il significato profondo, soprattutto rapportato al nostro mondo macroscopico e delle nostre vite personali.

Il problema del limite di applicabilità generale dei principi della fisica quantistica è stato dibattuto e a lungo e da molti fisici: Niels Bohr, Wolfgang Pauli, Erwin Schrödringer… Ma tale limite esiste davvero o ci troviamo di fronte piuttosto ad un limite del metodo scientifico stesso?

In un piccolo libro da titolo tanto illuminante quanto incisivo, Cambia la tua vita con la fisica quantistica, Chiara Zagonel, scrive:

“Potremmo anche pensare alla fisica come a una metafora dalla quale attingere degli insegnamenti per la nostra crescita personale, lasciandoci ispirare dai suoi fenomeni e dalle sue leggi. La potenza della metafora consiste nella sua capacità di andare ben oltre le parole e, in un certo senso, di parlare direttamente all’anima. Le metafore celano significati profondi che in effetti non sono veramente nascosti ma quasi espliciti, se ci mettiamo in un atteggiamento di ascolto sincero”.

Cosa significa allora passare dalla logica classica a quella quantistica? Iniziamo dall’origine, il seme da cui è nata la fisica quantistica: il misterioso dualismo onda-particella.

Il dualismo onda-particella

Thomas Young, nel 1801, attraverso il celebre esperimento della doppia fenditura, rivelò il bizzarro fenomeno del dualismo onda-particella. In questo esperimento, Young inviò un fascio di luce verso una barriera con due fenditure, osservando un pattern di interferenza sullo schermo retrostante, caratteristico delle onde. Successivi esperimenti con elettroni e fotoni hanno confermato che anche le particelle elementari mostrano comportamenti ondulatori, mutando il loro comportamento se osservate e formando due bande distinte. Le onde elettromagnetiche, quindi, devono possedere una doppia natura: ondulatoria e corpuscolare, aspetti che però non sono mai osservabili contemporaneamente.

Qual è il messaggio implicito che il dualismo onda-particella ci trasmette?

La contrapposizione tra il paradigma corpuscolare e quello ondulatorio evoca immediatamente la dualità che pervade la cultura occidentale fin dal platonismo (V secolo a.C.). Questo dualismo è presente ovunque, anche in biologia. Come scrive Zagonel: “il dualismo inizia con il concepimento e si completa con il primo respiro alla nascita, quando il movimento dei polmoni determina la divisione in due parti del cuore e l’inizio di due circolazioni. Da quel momento in poi ci separiamo fisicamente dalla madre, abbandonando definitivamente il mondo dell’unità per entrare completamente in quello della polarità, della dualità”.

A ben vedere la storia del mondo occidentale appare come lo scrigno di un dualismo radicale e radicato che ha diviso il mondo in due: buono- cattivo, bello-brutto, anima-corpo, spirito-materia, io-tu, il cui pensiero logico razionale si basa sull’aristotelico principio del terzo escluso: data una qualsiasi affermazione vale l’affermazione stessa, o la sua negazione, e non è ammissibile una terza possibilità. Tertium non datur.

La fisica quantistica, fin al suo principio sfida questa logica. La luce può essere interpretata come un’onda o come un insieme di particelle, e così non sono per i fotoni ma anche per gli elettroni. I due aspetti, corpuscolare e ondulatorio, anche se diversi, non sono contrapposti quanto piuttosto complementi.

Questo fenomeno, dunque, ci inviata ad attuare un cambio di prospettiva: aspetti diversi possono essere, ed effettivamente sono, espressione di uno stesso fenomeno.

La comprensione profonda del dualismo onda particella ci esorta allora a guardare oltre differenze e alterità. La dualità, la separazione, di fatto sono solo inganni della mente.

La fisica del Novecento ci avvicina al pensier metafisico orientale in cui tutto è uno, espresso più che tramite il concetto, tipicamente occidentale, attraverso simboli, ovvero attraverso ciò che syn ballo: ciò che tiene insieme. Tra tutti il più conosciuto è il simbolo del Tao.

Ciò che si manifesta all’esterno non è nient’altro che una manifestazione, opposta e complementare, di quello che manca all’interno. Non c’è più un giusto e uno sbagliato, ragione o torto, ma un sistema complesso in cui il vero e il reale non sono dati solo dalla somma delle parti.

La grande opportunità che ci viene dunque dalla fisica quantistica è quella di abbandonare ogni separazione, ogni dualismo fonti di un principio poco fecondo e limitato, per spostarsi  al livello superiore del processo in atto; un processo unitario che coinvolge entrambe le parti e il cui scopo non può essere che quello di una maggior consapevolezza, un processo in cui non è più possibile applicare il principio di causa- effetto, in cui domina invece l’indeterminazione e la possibilità, ma questo è il secondo capitolo di una fantastica storia che ti esorta a cambiare la tua vita con la fisica quantistica.

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In principio era la Consapevolezza

In principio era la Consapevolezza: intervista al fisico Amit Goswami

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Marianna Gualazzi - 20/03/2023

Nel suo film documentario The quantum activist lei parla di scienza materialistica e scienza della consapevolezza. Che cos’è per lei la “scienza materialistica” e quali sono i suoi limiti?

In realtà, ciò che critico è la metafisica. La scienza materialista, oggi come oggi, ci ha dato una tecnologia meravigliosa. Nessuno può negare i vantaggi che la scienza materialista ci ha dato, a partire dalla luce elettrica per arrivare a internet. Apprezzo molto tutte queste cose. Non ho alcun rimprovero da muovere a nessuno dei padri della scienza materialista: Newton, Einstein, Heisenberg, Schulsinger.

Questi sono nomi insigni che io venero, letteralmente. Il punto non è questo. Il punto è che la scienza materialista, a partire dagli anni Cinquanta, ha cominciato ad adottare un particolare tipo di metafisica dalla quale poi non si è più staccata. L’adozione di questa metafisica è inutile, perché la scienza non si deve fissare su una metafisica, fino a quando non è totalmente certa. La metafisica deve necessariamente essere priva di paradossi. La scienza che opera usando l’attuale concezione del mondo, la metafisica di cui sto parlando, la chiamo scienza materialista. Tale concezione del mondo, non necessaria, è la seguente: ogni cosa è composta di materia.

Sarebbe stato molto meglio definire questa scienza semplicemente come la scienza del mondo materiale, invece si è voluto a tutti i costi sostenere che non solo avevamo sviluppato la scienza del mondo materiale, ma che quest’ultimo era tutto ciò che esisteva, benché la fisica quantistica ci stesse già offrendo un grande paradosso: secondo la fisica quantica (che è la scienza del mondo materiale, la scienza estrema del mondo materiale) gli oggetti non sono altro che possibilità. E le interazioni materiali non possono mai trasformare queste possibilità in oggetti tangibili. Le interazioni materiali possono solo trasformare le possibilità in altre possibilità. Dunque, se abbiamo solo la materia e niente altro, è impossibile superare il paradosso quantico della misurazione: in che modo la nostra misurazione od osservazione crea le possibilità, trasforma alcune possibilità negli eventi concreti della nostra esperienza.

Questo paradosso era già noto.

Ma c’era un altro paradosso: quello della percezione. In tutte le percezioni, noi non percepiamo soltanto gli oggetti, ma anche il nostro essere dei soggetti. Il filosofo David Chalmers ha fatto notare – e in questo è stato bravissimo – che partendo dagli oggetti, possiamo sempre e solo spiegare altri oggetti. Non possiamo mai spiegare il soggetto. Dunque, questa scissione soggetto/oggetto, presente all’interno di tutte le percezioni ordinarie, resta un notevole paradosso del materialismo scientifico.

Esistono però molti altri paradossi del genere. Per esempio: come distinguere la vita dalla non-vita, l’inconscio dal conscio.

Signor Goswami, cos’è la scienza basata sulla consapevolezza? Quali ne sono le origini e cosa c’è di nuovo in essa?

Le origini, ovviamente, vanno ricercate nel mutamento, richiesto da tutto il mondo, nel nostro modo di fare scienza. Oggi come oggi, infatti, facciamo scienza partendo da una metafisica materialista secondo la quale la materia è il fondamento di tutto l’essere. Ciò non solo impedisce alla consapevolezza e alla spiritualità di essere forze trainanti della nostra società e della nostra vita, ma relega in secondo piano le arti e le discipline umanistiche.

Ciò non è ammissibile. Se davvero tutte le cause risalissero alle particelle elementari e alle loro interazioni, non avremmo il libero arbitrio, ma quest’ultimo è evidente in tutto ciò che facciamo, nella nostra creatività e nell’agire stesso degli scienziati. Einstein non avrebbe mai scoperto la Teoria della Relatività se fosse stato solo una macchina materiale. Quindi, la mia domanda è: “Perché non nutriamo un po’ di sano scetticismo verso questa filosofia?”. È incredibile, per me, che tutte quelle persone intelligenti capaci di costruire grandi acceleratori e condurre ricerche, diciamo così, avventurose, non nutrano poi il minimo dubbio sulla loro metafisica di base, secondo la quale tutto è solo e unicamente materia. La mente, la consapevolezza, non sono altro che epifenomeni del cervello. Se davvero fossimo fatti in questo modo, non esisterebbe il libero arbitrio, la libertà di dare un nuovo significato alle cose.

In alte parole, non avremmo alcuna creatività. La creatività è la scoperta di un significato nuovo, di un contesto inedito all’interno del quale assegnare nuovi significati. Ma se è impossibile elaborare significati, non esiste nulla di simile alla creatività.
Roger Penrose ha dimostrato che il processo del significato non può essere svolto dalla materia, dal computer. Per cui, l’attuale concezione del mondo esclude il significato, ma anche il sentimento, perché quest’ultimo non può essere computato. Essa permette solo il pensiero computabile, la materia e la percezione.

Quindi, delle nostre quattro possibili esperienze – percezione, sentimento, pensiero e intuizione – due sono tagliate fuori, e se escludiamo anche la possibilità di creare significati nuovi, ci restano soltanto un’esperienza e mezza: la percezione e la parte computabile del pensiero. Che genere di immagine di noi stessi ricaviamo da tale tipo di scienza? Per questo, io sono dell’opinione che dobbiamo cambiare. Dobbiamo porre la nuova concezione della consapevolezza mondiale alla base di tutto l’essere, perché la fisica quantistica ci insegna ad includere tutte e quattro queste esperienze. La fisica quantistica semplicemente afferma che se la materia consiste in possibilità di consapevolezza, allora anche la mente, le energie vitali che percepiamo e gli archetipi che intuiamo possono rientrare tra le possibilità della consapevolezza, e se qualcuno solleva l’obiezione del dualismo, la mia risposta è molto semplice: qual è il mediatore tra la mente e la materia?

La consapevolezza. E in che modo si attua questa mediazione? Tramite la comunicazione non-locale, una comunicazione che non richiede segnali, perché essi fanno tutti parte della consapevolezza stessa. La consapevolezza interagisce con se stessa. Non richiede segnali locali, per cui non viene violata nessuna legge fisica.

Perché la scienza basata sulla consapevolezza funziona? C’è qualche fenomeno che la scienza tradizionale non sa spiegare e che invece diventa chiaro alla luce della scienza basata sulla consapevolezza?

Ci sono dei fenomeni molto particolari che non potranno mai essere spiegati dalla scienza basata sulla materia. Si tratta di fenomeni che postulano la non-località, la comunicazione senza segnali, la discontinuità, il salto quantico che fa a meno delle fasi intermedie e la gerarchia complicata (un tipo di gerarchia di livelli così elaborata da rendere inevitabile una discontinuità).

Questo sistema va considerato un tutt’uno a cui non si può pervenire mediante il processo razionale, la sintesi dai substrati di base. Mi lasci fare degli esempi. La non-località è stata ormai oggetto di molti e diversi esperimenti, il migliore (e l’ultimo) dei quali è quello sul potenziale di trasferimento. L’attività elettrica viene trasferita da un cervello a un altro senza alcun contatto elettrico. Ebbene, questo esperimento è stato ripetuto da cinque gruppi diversi in altrettanti laboratori sparsi per il mondo. Dunque, le probabilità che sia corretto sono molto elevate. Ci troviamo di fronte, a livello materiale, a una connessione non-locale tra due persone. Poi c’è la discontinuità. Le dirò che è la nostra stessa creatività a essere caratterizzata da questo salto quantico discontinuo. Esso fa parte del processo creativo, come è stato accertato dalle ricerche sull’argomento che vengono condotte ormai da un centinaio di anni.

Non solo: disponiamo anche di dati oggettivi, perché esiste la guarigione quantica, la guarigione che ha luogo spontaneamente senza alcun intervento medico. È noto che ci sono stati casi di tumori spariti in una sola notte. Non esiste altra spiegazione di questo fenomeno che la guarigione quantica, ovvero un salto quantico, all’interno del processo di pensiero, che ha rimosso un blocco emotivo, liberando così profondamente il movimento dell’energia che l’intero sistema immunitario è tornato a funzionare correttamente. In tal modo, un tumore può sparire nell’arco di una sola notte.

Questi processi postulano, ancora una volta, l’idea della discontinuità in modo così convincente che non abbiamo altra scelta che accettare la nuova concezione, dal momento che quella vecchia (il materialismo) ha un grosso difetto: le interazioni materiali non possono mai simulare la discontinuità. Esse sono continue.

Veniamo infine alla gerarchia complicata. Qui desidero lanciare ai materialisti una sfida: due teoremi dell’impossibilità. Il primo teorema è che è impossibile costruire una cellula vivente partendo dalle componenti di base, le molecole. In altre parole, non si può costruire una cellula vivente perché è fondamentalmente un tutto organico. È impossibile scinderla nei suoi componenti, perché ha in sé una gerarchia complicata. Possiede al proprio interno una discontinuità.

È possibile costruire una cosa, passo dopo passo, solo se è un processo continuo. Se nella struttura c’è una discontinuità, non si può edificare passo dopo passo. E questo rende improbabile la creazione di una macchina conscia. Da qui il mio secondo teorema dell’impossibilità: è impossibile costruire un computer conscio in laboratorio. Vediamo se i materialisti riusciranno a risolvere questi due problemi: se sì, tanto di cappello. Accetterò il materialismo.

Consapevolezza e materia: secondo lei, c’è davvero una contrapposizione?

No: e il punto è proprio questo. La consapevolezza è il fondamento di tutto l’essere, inclusa la materia. La materia consiste di onde di possibilità tra cui la consapevolezza può scegliere. Considerando le cose in questo modo, si possono spiegare anomalie come l’effetto osservatore, paradossi come quello della misurazione quantica e molti altri ancora. Prima ho cominciato a spiegare il paradosso della percezione. Tutte queste cose possono essere spiegate benissimo dalla nuova scienza. Di fatto, stiamo assistendo alla nascita di una scienza libera da paradossi, a patto che cominciamo a lavorare con l’idea che la consapevolezza è il fondamento di tutto l’essere.

Esistono prove scientifiche del fatto che la consapevolezza è il fondamento della realtà?

Sì, disponiamo di un’enorme mole di dati scientifici che dimostrano come la consapevolezza sia il fondamento dell’essere: non mi riferisco solo ai paradossi, ma anche ai dati anomali. A tal proposito, uno dei fatti più notevoli è quello che i dati fossili, i ben noti dati fossili, presentano degli intervalli, chiamati intervalli fossili. Secondo la teoria di Darwin, che è una teoria materialista – essa postula solo la materia e le interazioni materiali – esiste un’evoluzione continua da una specie all’altra. In realtà, si tratta di una teoria dell’adattamento. Se l’ambiente muta costantemente, altrettanto costantemente mutano le specie.

Questa era l’idea di partenza: affrontare l’ambiente adattandosi a esso. Per cui, la teoria di Darwin richiede che l’evoluzione sia lenta e continua. Però si dà il caso che esistano ere prive di dati fossili.
Provo a spiegarmi meglio con un esempio: prendiamo il caso dell’occhio. Una trasformazione del genere richiede migliaia di migliaia di mutazioni genetiche. La singola mutazione genetica – diciamo un millesimo di un occhio – non è sufficiente. Non ha valore ai fini della sopravvivenza. Quindi, secondo la teoria della selezione naturale di Darwin, essa verrà eliminata automaticamente, perché la selezione naturale opera solo in base al criterio della sopravvivenza. Se un cambiamento non ha valore ai fini della sopravvivenza, non può affermarsi nell’organismo. È semplicissimo. Non si può pensare che migliaia di migliaia di mutazioni simili sfuggano alla selezione naturale e in qualche modo rendano possibile l’evoluzione di una specie in una specie nuova, dotata di un nuovo organo.

Non può succedere, se è vera la teoria di Darwin. Quindi, la nuova teoria (quella basata sulla consapevolezza) sostiene che qui ci troviamo di fronte a un caso di salto quantico. Ecco un esempio di transizione da una specie a un’altra, dotata di un nuovo organo, attraverso il processo della creatività. Il salto quantico è il processo nel quale non occorrono passi intermedi. È un balzo da uno stadio a un altro, senza fasi di transizione. E questo è esattamente ciò che accade nell’evoluzione biologica. Ecco un ottimo esempio delle prove che lei mi ha chiesto. La discontinuità non può mai essere simulata da interazioni materiali. E dinanzi a questi intervalli fossili, abbiamo una prova della discontinuità.

Questo è un esempio, ma ce ne sono molti altri. Prima ho accennato alla percezione quantica: essa rappresenta un altro caso.
La non-località, la parapsicologia che ho prima menzionato, sono tutti ottimi esempi che ci portano a ritenere giusta la nuova concezione e sbagliata la vecchia, perché la non-località fa parte della nuova concezione. La consapevolezza è non-locale, mentre l’interazione materiale non può mai essere non-locale.
Poi vi sono le prove dell’esistenza dei corpi sottili, non-materiali, a proposito dei quali disponiamo di dati concernenti la reincarnazione, ovvero il fatto che quando moriamo, una parte di noi, i nostri schemi abitudinari, sopravvive alla morte. Perché avviene questo? Perché tale ricordo degli schemi abitudinari non è locale, bensì non-locale.

Quando moriamo, i ricordi non-locali dell’apprendimento mentale e dell’apprendimento vitale sopravvivono, e poiché sono non-locali, possono venire ereditati, in futuro, da un neonato. Eccoci quindi di fronte a un’eccellente teoria della reincarnazione. Naturalmente, i dati sulla reincarnazione oggi sono molto solidi – i primi risalgono a una cinquantina di anni fa – e a essi bisogna aggiungere le esperienze di pre-morte, a loro volta assai ben documentate. Nell’insieme, questi elementi ci forniscono una prova convincente che la sopravvivenza alla morte è una realtà, non una fantasia.

In questo contesto, di cosa parliamo quando parliamo di Dio?

Sono contento che lei abbia posto questa domanda. Dio è una domanda scientifica, perché Egli è dove è: si tratta di una nuova fonte della causalità. Esiste la causalità materiale: non vi sono dubbi su di essa. La scienza materialista è certamente un lato della medaglia: questo è indiscutibile, perché le interazioni materiali tra particelle elementari producono possibilità. Poi, però, abbiamo bisogno della consapevolezza per scegliere tra queste possibilità.

Questo lato della medaglia viene ignorato dal materialismo. Quindi, deve esistere un altro tipo di causalità, una causalità che consista nello scegliere, tra le varie possibilità, l’evento concreto dell’esperienza: questa la chiamiamo “causalità discendente”. La sua fonte, però, potremmo anche chiamarla Dio. A questo proposito, le dico una cosa che potrebbe interessarla. Non mi importa se agli atei la parola Dio non piace e preferirebbero chiamare questa fonte in altro modo.

Questo Dio che stiamo scoprendo è un Dio oggettivo. Quindi, se vuole, può anche chiamarla “consapevolezza quantica”, eliminando tutta quell’emotività che gli scienziati materialisti associano alla parola “Dio”. Qualunque nome scegliamo, l’essenza è ciò che importa, e l’essenza è la causalità discendente. L’essenza è l’esistenza dei corpi sottili. Si tratta di due cose ormai riconosciute a livello sperimentale, per cui dico sempre che la prova scientifica di Dio già esiste. La sola domanda è: cosa vogliamo farci?

Chi è Amit Goswami

Amit Goswami ha conseguito il suo dottorato in Fisica teoretica e nucleare all’Università di Calcutta nel 1964 ed è stato professore di Fisica all’Università dell’Oregon dal 1968.

Ha insegnato fisica per trentadue anni nel suo Paese, in gran parte in Oregon, prima di ritirarsi completamente, nel 2003.

Il professor Goswami è stato anche uno studioso all’Istituto di Scienze Noetiche dal 1998 al 2000.
Amit Goswami è pioniere di un paradigma scientifico multidisciplinare fondato sul primato della coscienza. La sua ricerca è stata pubblicata nelle riviste scientifiche in tre diversi campi: fisica, biologia e psicologia.


 

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Ripensare la Scienza per cambiare il mondo

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La relatività generale spiegata in modo semplice

La relatività generale spiegata in modo semplice

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Fin dall’inizio dello studio della relatività non fu chiaro se e come fosse possibile introdurre l’attrazione gravitazionale nella relatività ristretta. Einstein si chiese allora se non si potesse ampliare il primo principio della relatività ristretta, secondo il quale le leggi fisiche hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento inerziali e sviluppò la relatività generale, che completa e supera la relatività ristretta.

Antonella Ravizza - 24/01/2023

Dalla relatività ristretta alla relatività generale

Nessun esperimento che si possa effettuare in un ambiente chiuso, in uno spazio ristretto e in un tempo breve (ad esempio su un ascensore), fa capire a chi sta al suo interno se si trova in un ascensore in caduta libera (in presenza di un campo gravitazionale) o in un’astronave soggetta a forza totale nulla (cioè all’interno di un mezzo di trasporto che sta accelerando in modo costante). È importante che il tempo di durata sia breve, perché se l’esperimento durasse abbastanza a lungo si registrerebbe l’impatto dell’ascensore con il terreno e si capirebbe che non ci si trovava su un’astronave. Lo stesso effetto può essere ottenuto in una stazione spaziale che ruoti attorno al proprio asse: le persone che vivono dentro la stazione spaziale sentono una forza-peso fittizia, dovuta alla forza centrifuga apparente e percepiscono come verticale la direzione che punta verso l’asse di rotazione.

Analizzando questi esperimenti ideali Einstein formulò il principio di equivalenza, uno dei principi fondamentali della teoria della relatività generale. In base a questo principio, in una zona limitata dello spazio-tempo è sempre possibile scegliere un sistema di riferimento in modo da simulare l’esistenza di un dato campo gravitazionale uniforme o, al contrario, in modo da eliminare l’effetto di una forza gravitazionale costante.

Secondo Einstein tutto quello che avviene in un sistema di riferimento inerziale accade anche in un sistema di riferimento accelerato; Einstein enunciò quindi il principio di relatività generale: le leggi della fisica hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento (non si riferisce più solo ai sistemi di riferimento inerziali come nella relatività ristretta). A questo punto anche l’assioma della costanza della velocità della luce deve essere abbandonato: se in un sistema di riferimento inerziale (ad esempio un’astronave non accelerata) la luce si propaga in linea retta, in un sistema di riferimento accelerato rispetto al primo (ad esempio un’astronave con i motori accesi) la traiettoria della luce risulta curva. Questo significa che la velocità vettoriale della luce cambia in ogni punto, perché è tangente alla curva.

Nuovi approcci allo spazio-tempo

Einstein introdusse anche altre idee fondamentali: la presenza di massa curva lo spazio-tempo e i corpi soggetti alla gravità sono come particelle libere che si muovono seguendo le geodetiche (curve di minima lunghezza) dello spazio-tempo. Per millenni l’unico spazio studiato è lo spazio euclideo, secondo cui esiste ed è unica la parallela condotta da un punto esterno ad una retta. Nei primi decenni dell’Ottocento si scoprì che è possibile costruire nuove teorie geometriche in uno spazio curvo non euclideo. Secondo Einstein la presenza di masse incurva lo spazio-tempo, ma la sua geometria varia da zona a zona: le parti più vicine alle masse si incurvano di più. Le masse si muovono e dicono allo spazio-tempo come incurvarsi, ma lo spazio-tempo dice alle masse come muoversi.

Questo ci fa capire quanto sia complesso e meraviglioso l’universo in cui viviamo, al punto che lo stesso Einstein diceva così: “Trovi sorprendente che io pensi alla comprensibilità del mondo (nella misura in cui ci sia lecito parlarne) come a un miracolo o a un eterno mistero. A priori, tutto sommato, ci si potrebbe aspettare un mondo caotico del tutto inafferrabile da parte del pensiero. Ci si potrebbe (forse addirittura si dovrebbe) attendere che il mondo si manifesti come soggetto alle leggi solo a condizione che noi operiamo un intervento ordinatore. Questo tipo di ordinamento sarebbe simile all'ordine alfabetico delle parole di una lingua. Al contrario, il tipo d'ordine che, per esempio, è stato creato dalla teoria della gravitazione di Newton è di carattere completamente diverso: anche se gli assiomi della teoria sono posti dall'uomo, il successo di una tale impresa presuppone un alto grado d'ordine nel mondo oggettivo, che non era affatto giustificato prevedere a priori. È qui che compare il sentimento del "miracoloso", che cresce sempre più con lo sviluppo della nostra conoscenza”.

Leggi altri articoli di Fisica quantistica spiegata in modo semplice

 

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Dai quanti all'universo a 26 dimensioni

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Perché ad Einstein non piaceva la fisica quantistica?

 

Perche' ad Einstein non piaceva la fisica quantistica? Il paradosso EPR

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Nel 1935 Einstein e due suoi colleghi, Podolsky e Rosen, descrissero un esperimento passato alla storia della fisica come paradosso EPR: di cosa si tratta?

Antonella Ravizza - 16/01/2023

Verso l’inizio del 1900 le teorie di Albert Einstein non si conciliavano molto con le implicazioni della nascente fisica quantistica, a tal punto che nella conferenza di Solvay del 1927, dedicata a importanti problemi aperti riguardanti elettroni e fotoni, Einstein propose alcuni esperimenti per rilevare alcune inesattezze nella teoria quantistica. Le sue obiezioni furono in seguito confutate da Bohr e il “povero” Einstein, pur accettando la delusione, continuò ad approfondire l’argomento.

Il paradosso EPR

Nel 1935 Einstein e due suoi colleghi, Podolsky e Rosen, descrissero un esperimento passato alla storia della fisica come paradosso EPR. Einstein rifiutava la teoria quantistica perché questa sostiene che solo dopo aver misurato il valore della proprietà di una particella, la particella stessa acquista realtà fisica, invece prima della misura va considerata come una sovrapposizione di stati. Sono note le frasi che ripeteva spesso: “Mi piace pensare che la luna stia lì anche se non la sto guardando” e “Dio non gioca a dadi” e ancora: “Se, senza disturbare in alcun modo un sistema, possiamo predire con certezza il valore di una quantità fisica, allora esiste un elemento di realtà fisica corrispondente a questa quantità fisica”.

Secondo Einstein, infatti, se una proprietà fisica di un oggetto può essere vista anche senza che l’oggetto sia osservato, allora la proprietà stessa non può essere stata creata dall’osservazione, ma deve essere una realtà fisica anche prima dell’osservazione.

Secondo Einstein l’entanglement poteva essere usato per trovare un'incoerenza nella teoria quantistica. Ricordiamo che cos’è l’entanglement: è un fenomeno quantistico in cui ogni stato quantico di un insieme di due o più sistemi fisici dipende dallo stato di ciascun sistema.

Chiariamo il concetto con un esempio: consideriamo un raggio di luce, composto da un flusso di fotoni. La direzione del campo elettrico della luce è detta la sua direzione di polarizzazione. La direzione di polarizzazione di un fotone può formare qualsiasi angolo, ad esempio “verticale” o “orizzontale”. È possibile generare una coppia di fotoni entangled se, per esempio, un cristallo viene irradiato da un laser. In questo caso un singolo fotone può dividersi per formarne due. Ciascun fotone prodotto in questa maniera avrà sempre una polarizzazione ortogonale a quella dell’altro: ad esempio, se un fotone ha polarizzazione verticale, allora l’altro dovrà avere polarizzazione orizzontale (questo per la conservazione del momento angolare: il momento angolare del sistema prima della divisione deve essere uguale al momento angolare del sistema dopo la divisione). Quindi, se due persone ricevono ciascuno uno dei due fotoni entangled e ne misurano la polarizzazione, scoprono che quella del fotone ricevuto dall’altra persona sarà ortogonale a quella del proprio. Sembrerebbe esserci un’apparente connessione fra le particelle, che prescinde dalla loro distanza. Questo vuol dire che la misura della proprietà è dipendente dal tipo di osservazione effettuata sull’altra particella entangled: c’è una connessione istantanea fra le particelle.

Consideriamo ora due fotoni entangled, uno dei quali inviato a un osservatore donna, e l’altro all’osservatore uomo. I due osservatori possono anche essere lontani fra loro, ma i due fotoni entangled devono avere polarizzazioni ortogonali. Quindi quando la donna misura la polarizzazione del suo fotone e la trova, diciamo, verticale, sappiamo istantaneamente che il fotone dell’uomo avrà polarizzazione orizzontale – anche se l’uomo non l’ha ancora misurata! La teoria quantistica però ci dice che prima che l’uomo misuri il suo fotone, questo non può avere valore preciso per la sua polarizzazione, ma si trova in una sovrapposizione di stati. Solo nel momento in cui l’uomo lo misura diventa fisicamente vero.

Come si può allora sapere il risultato prima della misura? Secondo la teoria quantistica, la misurazione della polarizzazione verticale della donna fa collassare istantaneamente entrambi i fotoni, così il fotone dell’uomo risulterà polarizzato orizzontalmente.

Einstein e la teoria di Bell

Tuttavia Einstein sosteneva che queste comunicazioni istantanee del valore della polarizzazione fra i due fotoni non potevano essere in accordo con la relatività, perché niente può viaggiare più veloce della luce. Einstein credeva quindi che l’unico modo per uscire da questo paradosso fosse di assumere che il fotone dell’uomo possedesse alcune proprietà fisse che sono nascoste alla nostra vista, chiamate variabili nascoste, e come lui tutte le particelle. In questo modo non sono richieste comunicazioni più veloci della velocità della luce, perché la proprietà della particella è fissata quando la particella stessa è creata. Nel 1964 John Bell sviluppò un teorema per dimostrare l’azione a distanza. Si arrivò alla seguente conclusione: ciò che succede a una particella influenza immediatamente le altre. Einstein, come al solito, aveva influenzato la fisica del futuro!

 

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Che cos'è la Non Località?

Che cos'è la Non Località?

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Scopriamo insieme una delle stranezze più affascinanti della fisica quantistica, la non località, in una rassegna critica: dal teorema di Bell all’esperimento di Aspect, agli approcci non-locali del tessuto quantistico

Davide Fiscaletti - 04/01/2023

La meccanica quantistica può essere considerata la teoria fondamentale della scienza moderna che più ha contribuito a modificare la nostra comprensione dell’universo. Per quanto riguarda la geometria del mondo fisico, si può dire che la teoria quantistica introduce prospettive molto più ampie di quelle offerte da ogni teoria fisica precedente. In particolare, l’elemento più sorprendente ed intrigante che emerge dal formalismo quantistico sta nel fatto che le particelle subatomiche sono in grado di comunicare tra di loro informazioni in modo istantaneo, in altri termini sono connesse in modo non-locale.

Riguardo al fenomeno della non-località, tutto è iniziato a partire dalla pubblicazione nel 1935 da parte di Einstein, Podolski e Rosen, di un famoso articolo dal titolo La descrizione quantistica della realtà può considerarsi completa? in cui è stato sviluppato quello che è poi stato chiamato il paradosso, o meglio, argomento EPR (dalle iniziali dei tre autori). Consideriamo due particelle A e B che hanno condiviso una particolare esperienza di accoppiamento alla loro nascita e che poi vengono allontanate e portate in estremi opposti dell’universo; allora, in base al formalismo della meccanica quantistica, se ad un certo istante effettuiamo una misura sulla particella A, è possibile conoscere istantaneamente lo stato della particella B, a prescindere dalla distanza che c’è tra di esse.

Il paradosso EPR era, in realtà, una critica di Einstein all’idea che la meccanica quantistica sia una teoria completa nel descrivere la natura. I fisici hanno cercato di spiegare questo fenomeno assumendo che ci sia una sorta di "messaggero" che parte dalla particella A per raggiungere la particella B e informarla di assumere un certo comportamento. Ma l’informazione arriva istantaneamente e quindi l’idea di un ipotetico messaggero non solo non funziona, ma sembra avere poco senso.

Le correlazioni non-locali tra particelle subatomiche che caratterizzano esperimenti di tipo EPR risultano essere inspiegabili e incomprensibili all’interno di uno schema classico. Fenomeni di questo tipo hanno tuttavia trovato una loro compiuta spiegazione e formalizzazione in un noto teorema dimostrato nel 1964 dal fisico irlandese John Stewart Bell (che è considerato da molti esperti nel campo dei fondamenti concettuali della meccanica quantistica come il più importante recente contributo alla scienza): “Quando due particelle sono emesse in direzioni opposte e le proprietà di una di esse sono attualizzate da una misurazione, le proprietà dell’altra particella – anche esse misurate – saranno correlate indipendentemente dalla distanza che le separa”. La dimostrazione del teorema di Bell implica che un’esperienza avvenuta nel passato tra due particelle subatomiche crea tra di esse una forma di "connessione" per cui il comportamento di ciascuna delle due condiziona in modo diretto ed istantaneo il comportamento dell’altra a prescindere dalla distanza che c’è tra di esse.

Ai giorni nostri, non è stata trovata ancora alcuna contro-argomentazione significativa in grado di mettere in discussione la validità del teorema di Bell. Tutti gli esperimenti effettuati finora – e particolarmente significativi sono, in questo senso, gli esperimenti di Alain Aspect (1981) al laboratorio di ottica di Orsay, di Yanhua Shih (2001) dell’Università del Maryland e di Nicolas Gisin (2003) dell’Università di Ginevra – hanno confermato il risultato ottenuto da Bell, vale a dire che la non località deve essere considerata una caratteristica fondamentale e irrinunciabile del mondo microscopico, che le particelle subatomiche sono capaci di comunicare istantaneamente a prescindere dalla loro distanza.

D’altra parte, nell’interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica la non-località emerge di fatto come un ospite inatteso nascosto dietro l’interpretazione puramente probabilistica della funzione d’onda e il meccanismo di "casualità" ad essa associato. Tuttavia, se si tiene conto dei risultati sperimentali sopra menzionati (nonché di risultati simili ottenuti da altri autori), bisogna ammettere che la non-località costituisce la carta di visita fondamentale della geometria del mondo quantistico e, di conseguenza, dovrebbe essere introdotta fin dall’inizio, come principio fondamentale, all’interno di ogni teoria volta a descrivere l’arena dei processi quantistici. I risultati sperimentali suggeriscono che la non-località deve essere considerata la proprietà essenziale che sta alla base del comportamento delle particelle subatomiche e della geometria del mondo quantistico. In questo articolo, ci proponiamo di sviluppare una rassegna critica degli approcci non-locali presenti nella letteratura volti a descrivere l’arena dei processi quantistici, il cosiddetto "tessuto spazio-temporale" della fisica quantistica.

La geometria non-locale nell’approccio del potenziale quantico di Bohm

L’idea del potenziale quantico, introdotta originariamente da David Bohm negli anni '50, può essere considerata la via più semplice e naturale per introdurre la non-località nel mondo quantistico. Nell’ambito dell’interpretazione di Bohm della meccanica quantistica, il potenziale quantico informa ogni particella dove andare, come se dietro alla realtà fenomenica spazio-temporale fatta di materia ed energia, esistesse un piano nascosto che la guida e la unisce a tutte le altre particelle in un’unica simbiosi cosmica. L’espressione matematica del potenziale quantico indica che l’azione di questo potenziale è di tipo spazio, vale a dire crea sulle particelle un’azione istantanea, proprio quella richiesta per comprendere i processi di tipo EPR.

Il potenziale quantico contiene un’informazione globale sui processi fisici, che può essere definita come "informazione attiva", contestuale al sistema sotto osservazione e al suo ambiente, la quale non è "esterna" allo spazio-tempo, ma piuttosto è un’informazione geometrica "intessuta" nello spazio-tempo. A questo proposito, possiamo dire che l’evoluzione dello stato di un sistema quantistico modifica l’informazione attiva globale e questa influisce a sua volta sullo stato del sistema quantistico ridisegnando la geometria non-locale dei processi. In questo quadro geometrodinamico possiamo anche dire che il potenziale quantico rappresenta le proprietà geometriche dello spazio dalle quali la forza quantistica, e quindi il comportamento delle particelle quantistiche, derivano.

La maggior parte delle interpretazioni della fisica quantistica tendono a derivare la non-località da situazioni locali usando concetti continui come spazio-tempo o ambiente, correndo il rischio di incorrere in paradossi simili, per così dire, a quelli che caratterizzano le avventure di Alice nel Paese delle Meraviglie.

Il linguaggio ondulatorio e l’interpretazione statistica possono funzionare soltanto quando si ha a che fare con un gran numero di processi virtuali di creazione/distruzione di particelle. Per esempio, lo stato fondamentale dell’atomo di idrogeno può essere visto come una sorta di media su molte interazioni virtuali tra il campo elettrico nucleare e l’elettrone orbitante. La teoria quantistica dei campi è la figlia più matura della meccanica quantistica e fornisce la sintassi più generale che conosciamo per descrivere le forze. La meccanica quantistica può essere considerata una buona approssimazione della teoria quantistica dei campi per sistemi a bassa energia quando il numero dei quanti in considerazione è conservato.

Vediamo allora di comprendere quale tipo di lettura della meccanica quantistica è fissata dalla teoria quantistica dei campi. Dalla teoria quantistica dei campi sappiamo che il mondo fisico è una rete di transizioni energetiche e che il nostro linguaggio basato su onde e particelle è un linguaggio approssimato. Seguendo la terminologia di Penrose, la struttura della meccanica quantistica è data dagli operatori di evoluzione e dai processi di creazione o distruzione di particelle. Alla luce della teoria quantistica dei campi, il mondo fisico è descritto da una rete di vertici di interazioni dove alcune proprietà (posizione spazio-temporale, impulso, spin, ecc…) sono create e distrutte. La misura di tali proprietà è tutto ciò che conosciamo del mondo fisico da un punto di vista operazionale. Ogni altra costruzione in fisica, come la nozione stessa di spazio-tempo continuo o gli operatori associati alle variabili fisiche che descrivono l’evoluzione, ha il ruolo di connettere in modo causale le proprietà misurate.

Come ha mostrato in modo preciso Licata nel suo recente articolo Transaction and non-locality and quantum field theory, l’interpretazione della meccanica quantistica che forse si addice di più al linguaggio della teoria quantistica dei campi è la teoria transazionale, rilettura geometrodinamica realistica dei processi quantistici originariamente proposta da Cramer in alcuni articoli degli anni ’80 e poi estesa recentemente in un approccio più fondamentale da Ruth Kastner (nonché da Chiatti e Licata in ambito cosmologico). In questo approccio, ciascuna particella risponde a tutte le sue future possibilità. A un livello fondamentale soltanto le transazioni tra opportuni "modi" del campo hanno luogo, e la funzione d’onda semplicemente contiene un’informazione statistica riguardo a un gran numero di transizioni elementari. Nell’ambito dell’interpretazione transazionale possibilista suggerita dalla Kastner, lo spazio-tempo non è una sostanza pre-esistente, ma piuttosto emerge come un insieme di attualizzate transazioni risultanti in trasferimenti di energia da un emettitore a un assorbitore. Le transazioni sono oggetti che in qualche maniera trascendono la struttura spazio-temporale, in altre parole in questo quadro sono l’espressione della natura non-locale dei processi quantistici.

Alla luce del linguaggio transazionale, il vuoto dei processi quantistici può essere immaginato non solo come lo stato di minima energia, ma anche come la rete di tutte le possibili transazioni dei modi di campo in una "totalità indivisa", e deve essere considerato come uno stato radicalmente non-locale. Nell’approccio transazionale sviluppato da Chiatti e Licata, l’arena fondamentale dell’universo è un vuoto quantistico arcaico, atemporale, non-locale in cui le uniche "cose" realmente esistenti nel mondo fisico sono gli eventi di creazione e distruzione (o, in altre parole, di manifestazione e de-manifestazione) di certe qualità. In questo approccio, il vuoto è la fabbrica da cui tutte le strutture fisiche emergono attraverso processi di riduzione e tali strutture influenzano a loro volta l’attività del vuoto, in un feedback quantistico. In questo approccio, il teorema di Bell non solo individua i limiti delle teorie a variabili nascoste, ma fornisce la porta di una teoria in grado di spiegare la non-località come un effetto residuale che emerge, in particolari condizioni, dalle manifestazioni del vuoto primordiale atemporale. La non-località dei processi quantistici di laboratorio appare in ultima analisi come un caso particolare della totalità atemporale associata al vuoto primordiale.

Gli approcci non-locali in gravità quantistica

L’idea di una struttura di relazioni sottesa alle forme osservabili di materia e di energia e allo spazio-tempo è stata definita da J. A. Wheeler "schiuma quantistica" dello spazio-tempo, proprio con l’intento di evocare l’erosione delle nozioni tradizionali lungo la discesa verso la scala di Planck tipica della gravità quantistica. A questo proposito, le varie versioni della teorie della stringhe che, pur non disponendo di un principio unificatore, hanno avuto un certo successo nel superare alcuni impasse della fisica delle particelle, comportano che la struttura spazio-temporale sia il risultato dell’interazione tra configurazioni vibrazionali in p dimensioni chiamati p-brane (dove p=10 nella versione più accreditata). In particolare, nella versione matriciale della cosiddetta teoria M le brane derivano da un background non-locale il quale permette di ottenere una meccanica quantistica analoga a quella di Bohm.

In realtà, la maggior parte delle versioni delle stringhe sono costruite su uno spazio-tempo piatto minkowskiano, mentre una corretta teoria autenticamente relativistica (nel senso della relatività generale), dovrebbe essere indipendente dal background, ossia non presupporre alcuna metrica. Ci sono diverse teorie che possiedono questi requisiti. Una di queste è, per esempio, la teoria dei twistors di Penrose. Per usare le stesse parole di Penrose, “un twistor è un oggetto simile a un giano bifronte, unitario ma con una faccia rivolta verso la meccanica quantistica e l’altra verso la relatività generale”. La struttura dei twistors permette di rendere conto in modo preciso della dinamica intrinsecamente non-locale dello spazio-tempo.

Inoltre, alla luce di alcuni importanti approcci introdotti per unificare relatività generale e meccanica quantistica, il background spazio-temporale dei fenomeni risulta essere soggetto a fluttuazioni quantistiche e, in particolare, emerge da una rete non-locale di celle elementari alla scala di Planck. A questo proposito, una teoria molto elegante che ha i giusti requisiti relativistici è la "loop quantum gravity" (gravità quantistica ad anelli) di Rovelli e Smolin. I loops sono linee di campo chiuse che non dipendono dal sistema di riferimento e forniscono quindi la base per una descrizione relazionale dello spazio-tempo nello spirito di Mach-Leibniz. La gravità quantistica ad anelli prevede che gli operatori associati ad area, angolo, lunghezza e volume risultano avere uno spettro discreto alla scala di Planck e, sulla base di alcuni risultati recenti ottenuti da Gambini dell’università di Montevideo e Pullin dell’università della Louisiana, introduce un quadro olografico nella forma di incertezza nella determinazione di volumi che cresce in modo radiale.

Inoltre, riguardo al carattere olografico del tessuto quantistico fondamentale alla scala di Planck, un modello recente molto rilevante è quello di Jack Ng dell’università della North Carolina, in cui la struttura del background dei processi, vale a dire della schiuma spazio-temporale è determinata dall’accuratezza con cui viene misurata la sua geometria. Nel modello di Ng, come conseguenza del carattere olografico, i gradi di libertà della schiuma spazio-temporale, alla scala di Planck, devono essere considerati infinitamente correlati, con il risultato che la localizzazione di un evento perde il suo significato invariante. In altre parole, la schiuma spazio-temporale dà luogo a una non-località fondamentale. In questo approccio, sono proprio le caratteristiche non-locali della schiuma spazio-temporale che consentono di includere la gravitazione nella teoria.

È infine importante menzionare che, nell’ambito di una teoria nota come Quantum Graphity, in cui la geometria e la gravità emergono da una rete di grafi di spin, Caravelli e Markopoulou del Perimeter Institute of Theoretical Physics di Waterloo hanno recentemente suggerito un modello esplicito di schiuma quantistica, uno spazio-tempo quantistico con legami spaziali non-locali. Gli stati quantistici che descrivono questo background non-locale dipendono da due parametri: la grandezza minima del legame e la loro densità rispetto a questa lunghezza.

Conclusioni

Alla luce dei risultati della fisica quantistica e, in particolare, di alcuni rilevanti approcci elaborati recentemente (sia in ambito non-relativistico sia di teoria quantistica dei campi sia di gravitazione quantistica), a un livello fondamentale i comportamenti delle interazioni possono essere visti come la conseguenza di una geometria ricca e complessa, la cui proprietà fondamentale sembra essere la non-località. Questa geometria permea le strutture profonde dello spazio-tempo, in modo tale che gli stessi fenomeni fisici sono per così dire immersi in una sorta di tessuto geometrico, ed è precisamente dalla dinamica non-locale inerente a esso che emergono le diverse forme di materia e le varie forze che le muovono come altrettanti effetti possibili delle fluttuazioni quantistiche, in parte effimere e aleatorie, e delle diverse entità che condizionano la geometria quantica del mondo fisico alla scala fondamentale. Sulla base degli approcci non-locali illustrati in questo articolo, emerge la prospettiva che, così come non possono esistere delle particelle materiali (i fermioni), né delle particelle messaggere (i bosoni) senza interazioni, nello stesso modo le interazioni non potrebbero aver luogo senza la geometria non-locale sottostante che "tesse" lo spazio-tempo (o le diverse forme dello spazio-tempo) e propaga l’azione delle forze fondamentali attraverso il mondo microscopico e l’intero universo.

I rapporti tra l’explicate order della struttura spazio-temporale e le teorie che indagano la struttura fine della schiuma quantistica ci offre così la possibilità di un’interessante riflessione di carattere epistemologico e cognitivo. L’intera storia della fisica può essere considerata come un progressivo raffinamento dei modelli di spazio-tempo, da quello assoluto di Newton alle geometrie che caratterizzano le varie geometrodinamiche quantistiche e relativistiche. L’analisi svolta in questo articolo mostra che la non-località può essere considerata la carta di visita fondamentale della fisica quantistica, sia in ambito non-relativistico di prima quantizzazione, sia in teoria quantistica dei campi per arrivare infine alla gravitazione quantistica. Emerge la prospettiva di una struttura fondamentalmente non-locale in cui la geometria e la dinamica coesistono e dalla quale si codeterminano continuamente.

Bibliografia

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Dalla non-località a una visione unificantedi spazio, materia, mente e vita

Davide Fiscaletti

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David Bohm. La fisica dell'infinito

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David Bohm nacque nel 1917 in Pensilvania, USA, da genitori ebrei, e morì nel 1992 a Londra. Dopo essersi brillantemente laureato in fisica con una specializzazione in meccanica quantistica, esercitò la sua attività come fisico teorico nelle più importanti università americane, come Berkeley e Princeton. Per via delle sue simpatie comuniste fu soggetto alla persecuzione del governo americano fino a essere indotto a emigrare, prima in Brasile, poi in Israele e infine in Gran Bretagna, dove rimase per tutto il resto della sua vita.

di Massimo Teodorani - 18/11/2022

Nella seconda parte della sua vita egli arriverà a ripudiare il comunismo per abbracciare, soprattutto dopo l'incontro con il pensatore indiano Jiddu Krishnamurti, una filosofia di vita e di studio tutta impregnata di misticismo.

La sua transizione dal comunismo al misticismo seguì di pari passo l'evoluzione delle sue ricerche in fisica, che passarono da un razionalismo spinto a un approccio molto più intuitivo di volta in volta che egli passava da uno studio di problemi circoscritti come la fisica dei plasmi e la teoria quantistica classica a uno studio dell'universo nella sua globalità.

David Bohm è stato sicuramente il più rivoluzionario tra i fisici teorici e anche il primo e forse l'unico tra i fisici ad aver sviscerato il massimo del suo sapere sull'intima struttura dell'universo usando soprattutto un modo intuitivo e filosofico di approccio ai problemi. Passò prima per i canali convenzionali della fisica, dove tutto il relativo sapere si esplica solo attraverso trattazioni matematiche.

Ben presto egli si accorse, avventurandosi nel regno della teoria quantistica, che quella realtà fisica che crediamo meccanicistica e funzionante a orologeria diventa un paradosso quando si passa dal mondo ordinario a quello del mondo subatomico.

Iniziò allora a cambiare metodologia di pensiero in maniera tale da trasformare la fisica in una filosofia dal sapore Platoniano e fortemente intrisa di misticismo, seppur mai svincolata da un suo proposito primario di derivarne una fisica completamente nuova.

David Bohm tra fisica, filosofia e spiritulità

Se nulla è scollegato, tutto è un continuum e la realtà è illusoria, che ne rimane della dimensione solida e oggettiva? Illusione, come sostengono le antiche dottrine orientali. Anche la meditazione sul significato della coscienza assume importanti modificazioni, per passare da una precedente condizione di prodotto del pensiero, a una più attuale posizione di creazione dell’illusione di solidità.

Anche sul fronte della medicina si annoverano influenze decisive: se il corpo è un “prodotto” olografico della coscienza, se ne deduce l’importanza di un approccio energo-vibrazionale a scopo preventivo-curativo, riducendo di conseguenza, ma non escludendo, la sfera d’azione della medicina allopatica.

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La fisica dell'infinito

Massimo Teodorani

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A cosa serve la fisica quantistica?

A cosa serve la fisica quantistica nel quotidiano?

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Bizzarro, illogico, surreale: sono questi alcuni degli aggettivi utilizzati dai fisici per descrivere ciò che accade nella dimensione subatomica. Dimensione che non smette mai di stupire e sorprendere, anche perché i metodi utilizzati per studiare la materia macroscopica qui risultano inutili

Gioacchino Pagliaro - 29/09/2022

Si resta effettivamente stupiti quando ci si avvicina per la prima volta alle descrizioni della materia subatomica, poi, pian piano, nonostante il susseguirsi di shock, la mente si apre a una modalità profondamente differente da quella a cui siamo abituati. Ma vediamo alcuni di questi aspetti sorprendenti di cui i fisici sono protagonisti mentre osservano i processi subatomici.

Le caratteristiche della materia subatomica

Il primo aspetto consiste nel fatto che i cosiddetti costituenti solidi dell’atomo sono al loro interno spazi privi di materia. La solidità svanisce e questi spazi vuoti sono in realtà contraddistinti da frequenze e informazioni che costituiscono campi energetici e mentali appartenenti a un campo sovraordinato. Ciò ha implicato la deduzione che ogni forma materiale nella sua essenza sia costituita da campi energetici e da informazioni.

Il secondo aspetto sorprendente è che a livello subatomico la materia si presenta come un fenomeno temporaneo, nel senso che esiste in un certo momento e poi scompare. Per essere più precisi, come hanno dimostrato gli esperimenti, la materia esiste come tendenza, possibilità o probabilità, questo perché nei quanti non vi sono entità materiali assolute.

Il terzo aspetto riguarda la nuova descrizione della dimensione subatomica nel suo complesso. I campi energetici dotati di informazione e intelligenza sono descritti come un grande campo energetico unificato fatto di intrecci, connessioni e interazioni caratterizzato dalla non località, in cui tutto è interrelato interdipendente e indivisibile. È la Mente Universale, è ciò che il fisico Amit Goswami chiama il livello Mentale Sovraordinato in cui tutto, visibile e invisibile, è parte di esso. È l’origine, la fine e la rinascita di ogni entità e di ogni forma. È ciò che in questo articolo chiamerò Mente.

Il quarto aspetto riguarda un dato ancora più sorprendente, poiché si è scoperto che quando si osservano le particelle queste osservazioni, rilevazioni, misurazioni influiscono sul loro comportamento e addirittura lo modificano. Accade infatti che quando un osservatore, cercando un elettrone, porta l’attenzione su un punto qualunque del campo quantistico dell’energia, questo compare realmente lì dove lo sta cercando. E se distoglie lo sguardo, la materia subatomica scompare per tornare energia. L’osservazione a livello subatomico svolge un'azione creatrice ancora più potente di quella evidenziata dal paradigma della complessità applicato nello studio dei fenomeni biologici, psichici e sociali.

Tale paradigma sostiene che non può esistere un osservatore neutrale in grado di descrivere fenomeni oggettivamente dati, preesistenti all’osservazione, e che ogni teoria usata dall’osservatore contribuisce alla creazione di una percezione/rappresentazione del fenomeno attraverso i suoi presupposti e la sua autoreferenzialità. Ma se le teorie producono rappresentazioni che percepiamo come realtà oggettive nel mondo macroscopico, ciò che emerge dagli studi sulla dimensione subatomica è ancora più inaspettato, sconvolgente e al tempo stesso affascinante: la capacità creativa della mente di agire sugli eventi e di influenzare la materia (A. Goswami, 2013).

La mente può dominare la materia?

Questi aspetti, derivanti da importanti esperimenti di laboratorio, dimostrati attraverso formule matematiche e studi, portano a sostenere che sia possibile un dominio della mente sulla materia, infatti nella dimensione subatomica la mente esercita un effetto creando anche realtà materiali. La mente non solo interagisce con la dimensione particellare, può anche diventare temporaneamente materia, poiché la materia è solo una forma più densa dell’energia della mente

Ma tutto questo è ascrivibile solo al livello sub atomico? Pare proprio di no, visto che a livello molecolare e perfino cellulare ci sono numerosi esperimenti e diverse teorie che sostengono l’esistenza di comunicazioni e azioni non locali (Pagliaro, 2008).

E a livello umano cosa accade? La mente umana è in grado di svolgere un'azione creatrice nella realtà macroscopica? La risposta che stordisce piacevolmente pare orientarsi verso un sì.

L’uomo è costituito da energia, corpo e mente. Dove la mente non è solo la mente biografica, la coscienza e il corpo (che esistono nella dimensione spazio temporale), ma pure il livello mentale sovraordinato (che esiste al di fuori della dimensione spazio temporale) che, in quanto eterna ed infinita, li sostiene. Corpo, mente individuale ed energia sono l’espressione di diversi livelli di densità della mente sovraordinata. La materia, pur essendo energia espressa nella forma grossolana, è energia molto densa, ed è dotata di un campo energetico. Attraverso questi campi vibrazionali tutte le entità sono interrelate in un grande campo energetico, caratterizzato da frequenze, il quale scambia in continuazione informazioni tra l’interno e l’esterno e viceversa, tra il naturale e lo spirituale. Nell’organismo umano le cellule, attraverso l’energia/informazione e la mente di cui sono dotate e di cui è dotato l’intero organismo, trasmettono informazione all’interno del corpo attraverso una rete elettromagnetica e veicolano informazioni verso l’esterno e dall’esterno.

Un ruolo molto importante in queste comunicazioni è svolto dai sistemi di credenze, dalle convinzioni, dagli atteggiamenti mentali, dai pensieri e dalle emozioni che, attraverso i campi elettromagnetici di cui dispongono, influenzano le cellule e comunicano con loro. Siamo un network di informazioni interconnesso e interdipendente con il campo di energia/intelligenza/informazione sovraordinato della Mente.

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L'influenza di mente e intenzioni sulla materia

L'influenza della mente e delle nostre intenzioni sulla materia

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 Per la maggior parte di noi quando si intraprende qualcosa di nuovo, così come quando si affronta un nuovo anno, si tirano le somme e si considera il nostro viaggio in tutta la sua complessità, ovvero dove siamo stati e dove stiamo andando. Questo processo dovrebbe cominciare dai nostri pensieri.

Lynne McTaggart

Quando la gente sostiene che i pensieri non sono così importanti, mi vengono in mente quei pazienti cosiddetti terminali i quali, nonostante i manuali di Medicina e le prognosi dei loro dottori, sconfiggono la malattia praticamente nottetempo, senza l’aiuto della Medicina contemporanea.

L’Institute of Noetic Sciences ha raccolto tutti i casi scientificamente documentati di guarigioni cosiddette miracolose. Benché l’opinione comune sia che tali casi siano rari, dare una scorsa alla letteratura medica in proposito è istruttivo.

Un caso su otto di tumore alla pelle guarisce spontaneamente, così come un caso su cinque di tumore genitourinario. Virtualmente tutti i tipi di malattia – inclusi il diabete, il morbo di Addison e l’arteriosclerosi, nei quali si suppone che restino irrimediabilmente danneggiati organi o parti vitali del corpo – sono guariti in modo spontaneo. Una piccola branca della ricerca riguarda i malati terminali di cancro, che con pochissimo o nessun intervento medico hanno sconfitto la malattia contro ogni previsione.

Benché tali casi siano etichettati come “remissioni spontanee” – come se improvvisamente la malattia avesse deciso di nascondersi, ma conservando la possibilità di presentarsi a ogni momento – in molti casi essi rappresentano un altro esempio della capacità del corpo di auto-correggersi, grazie al potere dell’intenzione.

Tutti proviamo meraviglia di fronte ai casi di remissioni spontanee (SR), perché anche i più illuminati tra noi sottoscrivono il paradigma del corpo-come-macchina. Secondo questo modello, ciò che è rotto resta tale fin quando un bravo meccanico non arrivi con la giusta chiave inglese o il pezzo di ricambio.

Il numero di SR, da solo, dimostra quanto l’autoriparazione e il rinnovamento siano naturali per il corpo umano. Casi su casi di remissioni spontanee riguardano persone che si sono trovate dinanzi a un blocco nella loro vita: stress continuo, traumi irrisolti, conflittualità prolungata, isolamento marcato, profonda insoddisfazione o muta disperazione (Am J Psychother, 1058; 12: 723). Spesso si tratta di persone che non sono più protagoniste della propria vita.

Molti casi di remissione spontanea sembrano verificarsi dopo un radicale mutamento psicologico che ripristina una vita piacevole e dotata di significato. Nella maggior parte dei casi, il paziente si libera della fonte di angoscia psicologica e si assume piena responsabilità della malattia e della cura. Ciò lascia pensare che alcune persone si ammalino perché perdono ogni speranza nella vita, ovvero perché hanno pensieri che non promuovono la salute.

Esse scoprono il significato perduto della vita. Suonano il pianoforte o fanno trekking in Tibet. Trovano un cammino che li riporta alla loro joie de vivre. Il fatto che la malattia sia curabile tramite un semplice cambiamento nel modello di pensiero ha implicazioni ancora più profonde: i pensieri casuali che tutti i giorni attraversano la nostra mente diventano, nell’insieme, l’intenzione della nostra vita. Se cambiare il nostro “nastro” interiore ci rende capaci di tenere sotto controllo malattie mortali, è probabile che il copione della nostra vita su noi stessi diventi la nostra realtà in molti altri modi, meno significativi.

Ma che dire del copione che scriviamo per i nostri cari? Quando pensiamo che nostro marito sia poco affettuoso o i bambini poco bravi in matematica, stiamo inconsciamente scrivendo il copione per loro? I nostri pensieri hanno lo stesso effetto sugli altri e su noi?

Lo psicologo William Braud è uno dei pochi scienziati ad aver affrontato questa domanda. Egli ha raccolto un gruppo di volontari e ha chiesto loro di fare biofeedback su se stessi. Dopo aver diviso per coppie il gruppo, ha collegato un membro di ciascuna coppia alla macchina per il biofeedback, ma ha chiesto all’altro partner di rispondere alle letture ed eseguire l’invio di istruzioni mentali.

Secondo i dati di Braud, i risultati erano equivalenti a quelli ottenuti quando il paziente collegato alla macchina faceva il biofeedback su se stesso. In altre parole, l’effetto “mente-sopra-materia” dei pensieri dava gli stessi risultati fisici, che si trattasse del corpo del pensatore o di quello di qualcun altro.

Ciò suggerisce che le intenzioni di un’altra persona su di te, e anche i suoi pensieri quotidiani su di te, le tue abitudini e le tue capacità, possono tradursi in una profezia auto-realizzantesi, rivelandosi tanto potenti quanto il tuo “copione” su te stesso. Anche il nostro pensiero casuale sugli altri, così come il “copione” che abbiamo scritto su di loro, può diventare un’intenzione, e quindi va gestito con cautela.

La prova più interessante del “pensiero-come-malattia” viene dal lavoro di un team composto da moglie e marito, la psichiatra Jan Kiecolt-Glaser e il professore di virologia all’Ohio State University Ronald Glaser. Recentemente, essi hanno condotto un esperimento su 42 coppie sposate, di età compresa tra i 22 e i 77 anni. Tramite un dispositivo di suzione, hanno creato otto piccole vesciche sulle braccia dei vari coniugi, monitorando poi la guarigione di tali ferite nelle successive 24 ore.

All’inizio, alle coppie veniva chiesto di parlare di ciò che avrebbero voluto cambiare nella propria relazione matrimoniale, sotto l’assistenza di uno psicologo che faceva sì che l’incontro fosse positivo e costruttivo. Alla seconda visita in studio, alle coppie veniva chiesto di rivivere, in un certo senso, un litigio che aveva provocato forti emozioni, ma senza l’assistenza di un professionista.

Studiando i risultati, i Glaser scoprirono che le ferite nella seconda visita impiegavano un giorno intero per guarire. Nelle coppie litigiose e conflittuali, la guarigione impiegava il 40 percento di tempo in più.

La produzione di citochina – l’elemento chiave nel sistema immunitario per provocare la guarigione – intorno alla ferita era molto inferiore quando i partecipanti litigavano con il coniuge che quando erano sostenuti da un professionista. Inoltre, l’ostilità cronica metteva in circolazione molte più citochine proinfiammatorie, che potevano condurre a patologie degenerative come malattie del cuore, diabete, artrite e cancro (Arch Gen Psychiatry, 2005; 62: 1337-84).

I Glaser offrono solide prove biologiche – se ancora ne abbiamo bisogno – del fatto che una persona circondata da un conflitto psicologico non è sana come una persona circondata da relazioni amorevoli e di sostegno.

Ciò che i casi di SR suggeriscono, è che i pensieri nostri e di coloro che ci circondano la maggior parte del tempo ci guariscono o ci uccidono.

Recentemente, ho letto di studi che dimostrano quanto profondamente e rapidamente il cervello altera le sue funzioni e persino la sua struttura fisica in seguito a certe forme di pensiero: mi riferisco nello specifico, alla meditazione (Psychosom Med, 2003; 65: 564-70; NeuroReport, 2000; 11:1581-5). In poche settimane, le persone che pensano determinati pensieri alterano aree precise del cervello.

Ciò che questa ricerca lascia supporre è che il nostro organismo sia una sorta di Play-Doh [pasta da modellare, NdT] che viene plasmata dai nostri pensieri consci. La consapevolezza forma il nostro io fisico, e non il contrario. Se nel corso di tutta la vita il cervello può essere fisicamente trasformato semplicemente grazie a pensieri migliori, altrettanto vale per il resto del corpo.

La remissione spontanea può originare solo dalla plasticità dinamica ed energetica del corpo in quanto servitore della consapevolezza. Il migliore proposito salutare da ora in poi è incredibilmente semplice: risolversi ad avere pensieri felici.

Molto è stato scritto riguardo la cosiddetta “personalità del cancro”: in realtà, forse il punto sarebbe arrivare al cuore del cancro nella tua anima.

Lynne McTaggart è giornalista e autrice del libro bestseller The Field. Il suo ultimo libro è The Intention Experiment. Inoltre, pubblica varie newsletter sulla medicina alternativa e la spiritualità. Per ulteriori informazioni: www.livingthefield.com, www.theintentionexperiment.com

L'articolo è stato tradotto per gentile concessione di Lynne McTaggart e Living the field - Traduzione di Gagan Daniele Pietrini

 

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Che cosa sono i quark?

Che cosa sono i quark?

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Per capire bene cosa sono, dobbiamo prima soffermarci sul significato dei quattro tipi di forze fondamentali che agiscono nell’Universo.

Antonella Ravizza - 19/04/2022

Nel 1964 il futuro nobel per la Fisica Murray Gell-Mann del “California Institute of Technology”  e George Zweig, allora al CERN di Ginevra, cercarono di spiegare l’esistenza di un piccolo numero di costituenti fondamentali, che Gell-Mann stesso chiamò “quark” (il nome è tratto da un passo del Finnegans Wake di James Joyce, e sarebbe la contrazione di question mark, ovvero punto interrogativo) e che erano i “mattoni” dei protoni e dei neutroni.

Le 4 forze fondamentali dell'Universo

Per capire bene cosa sono, dobbiamo prima soffermarci sul significato dei quattro tipi di forze fondamentali che agiscono nell’Universo:

1. la forza nucleare forte è la forza che permette ai protoni di rimanere uniti tra loro, la sua azione incollante è la più forte delle quattro;

2. la forza nucleare debole è responsabile del decadimento radioattivo di alcune particelle nucleari (non tutti gli atomi sono stabili al loro interno, alcuni perdono qualche particella, sprigionano energia e danno origine a nuove particelle);

3. la forza elettromagnetica tiene uniti gli elettroni al nucleo ed è più debole della prima forza;

4. la forza di gravità, è la più debole di tutte, in quanto per essere determinante necessita della presenza di grandi masse di materia.

Le particelle subnucleari soggette alla forza forte vengono classificate come adroni e fra di essi troviamo alcune particelle molto note, quali i protoni, i neutroni e i mesoni (una particella supposta avere una massa intermedia tra quelle dell'elettrone e del protone) e altre particelle meno conosciute, più instabili e ottenute come prodotto di collisioni ad alta energia.

Ma cosa sono gli adroni? Gli adroni non fanno parte delle particelle elementari, perché sono formati da una diversa combinazione di un numero piccolo di costituenti fondamentali: i quark, appunto.

Verso la fine degli anni Sessanta vennero sparati elettroni ad alta energia contro protoni e neutroni e si ebbe la conferma dell’esistenza dei quark. Infatti la distribuzione angolare degli elettroni diffusi mostrava che alcuni di essi urtavano contro qualcosa di puntiforme ed elettricamente carico, contenuto all’interno dei protoni e dei neutroni.

I tipi di quark

Oggi si sa molto di più. In effetti sono stati classificati sei tipi diversi di quark: su (u), giù (d), incanto (c), strano (s), basso (b) e alto (t), che si distinguono per massa e carica elettrica.

Vediamo le loro caratteristiche:

1. quark Up (quark su), detto anche quark-u. Ha massa di 9∗10^(−30) kg;

2. quark Down (quark giù), detto anche quark-d. Ha massa di 1,8∗10^(−29) kg;

3. quark Strange (quark strano), detto anche quark-s. Ha massa di 3,5 * 10^(−28) kg;

4. quark Charm (quark incanto), detto ache quark-c. Ha massa di 2,3 * 10^(−27) kg;

5. quark Bottom (quark sotto), detto anche quark-b. Ha massa di 7,7 * 10^(−27) kg;

6. quark Top (quark sopra), detto anche quark-t. Ha massa di 3,1 * 10^(−25) kg.

I quark hanno spin ½ e una carica elettrica che è una frazione della carica dell’elettrone: essa vale -1/3 per i quark s, d, b e + 2/3 per i quark u, c, t . Lo spin è una forma di momento angolare e richiama la rotazione della particella attorno al proprio asse.

I quark formano combinazioni in cui la somma delle cariche è un intero: protoni e i neutroni sono formati rispettivamente da due quark u e da un quark d, con carica totale +1 e da un quark u e due quark d con carica totale 0. Inoltre vengono tenuti insieme tra loro dalla forza forte, la stessa che lega tra loro protoni e neutroni e decadono, a causa della forza debole. Essi a volte si trasformano da up a down e viceversa, trasformando così i protoni in neutroni e viceversa.

Il loro decadimento produce altre particelle, tra le quali i bosoni (ciò è definito decadimento beta, comportamento radioattività scoperto da Fermi nel 1933).

Bosoni e fermioni

Nella fisica è importante la distinzione tra bosoni e fermioni: i bosoni sono le particelle costituenti le forze elementari mentre i fermioni costituiscono la materia. I fermioni obbediscono al Principio d'esclusione di Pauli, mentre i bosoni, tendono ad affollare gli stati quantici. Inoltre bosoni e fermioni si differenziano per il numero di spin: infatti i bosoni hanno sempre spin intero, mentre i fermioni frazionari, precisamente la metà di un numero dispari.

L'esistenza dei quark che non appartengono alla famiglia primaria degli up e dei down è stata dedotta da altri processi di decadimento. Sembra che i quark si possano osservare sempre accoppiati, ecco perché ad un quark up corrisponde sempre un quark down, ad un strange un charm, e ad un bottom un top.

Altre proprietà dei quark

In base alla teoria della cromodinamica quantistica (QCD), i quark possiedono un'altra proprietà chiamata "carica di colore" (che non ha niente a che vedere con i colori reali) e che è di tre tipi: "rosso", "verde" e "blu". Nella teoria, solo particelle con "colore neutro" possono esistere. Particelle composte da un quark rosso, uno verde e uno blu vengono dette barioni (un tipo di particella della famiglia degli adroni con massa da 1.800 a 3.400 volte quella dell' elettrone, come i protoni o i neutroni) che nell' ipotesi di Gell-Mann sono formate da tre quark.

Interessante è capire cosa riesce a scoprire la scienza! Un recente esperimento chiamato CMS al Cern di Ginevra ha fatto collidere protoni con nuclei di piombo; si sono formate coppie di frammenti le cui traiettorie restano per breve tempo correlate, come se fossero immerse in un fluido che le tiene unite. Il fenomeno è simile a quello già osservato in precedenza con collisioni di nuclei di piombo contro altri nuclei di piombo. Qual è la spiegazione? Dalla collisione si forma per breve tempo una minuscola gocciolina di plasma quark gluonico, che si raffredda rapidamente per poi dissolversi.

Ma siamo sicuri che i quark non siano composti da ulteriori mattoncini?

Lo scopriremo solo vivendo... e studiando!

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Dai quanti all'Universo a 26 dimensioni

Antonella Ravizza

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