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Dai buchi neri alle strutture della mente

“Forse la coscienza evolve da calcoli complessi nei neuroni del cervello, come afferma la maggior parte degli scienziati? O la coscienza, in un certo senso, è lì da sempre, come sostengono gli approcci spirituali? Questa riflessione apre un potenziale vaso di Pandora, ma la nostra teoria concilia entrambi questi punti di vista, suggerendo che la coscienza derivi da vibrazioni quantiche nei microtubuli, polimeri proteici all’interno dei neuroni cerebrali, che governano le funzioni neuronale e sinaptica, e collegano i processi cerebrali ai processi di auto-organizzazione nella struttura quantica fine ‘proto-cosciente’ della realtà.”

Un’affermazione sconvolgente – tratta dall’articolo “Consciousness in the Universe: A Review of the Orch OR Theory”, Physics of Life Reviews, 2014 e riportata nel decimo capitolo del saggio “Il mondo secondo la Fisica Quantistica” – firmata da Roger Penrose e da Stuart Hameroff. Roger Penrose, in particolare, è un matematico e fisico dell’Università di Cambridge insignito del titolo di “Sir” per le sue molte scoperte e per i lavori realizzati assieme a Stephen Hawking con cui, nel 1988, ha anche vinto il Premio Wolf per la fisica.

Com’è logico che sia, contro questa posizione si sono espressi altri scienziati come il fisico Max Erik Tegmark, autore a propria volta di un’argomentazione matematica a sostegno dell’ipotesi del Multiverso. L’importante, come sempre, non è l’affermazione di una “verità a prescindere” basata sulle nostre personali convinzioni quanto l’instaurarsi di un confronto serio, aperto e costruttivo fra tutti gli scienziati. Perché, come aveva già ben compreso Werner Karl Heisenberg: “la fisica innumerevoli volte non è una rappresentazione della realtà, ma del nostro modo di pensare ad essa”.

Fabio Fracas

Dadi e interpretazioni

“Prima dell’avvento della Fisica Quantistica, non c’era alcun dubbio in proposito: nella teoria di Newton la realtà era rappresentata da punti materiali nello spazio e nel tempo; nella teoria di Maxwell, dal campo nello spazio e nel tempo. Nella Meccanica Quantistica la rappresentazione della realtà non è così facile. Alla domanda se una funzione ψ della Teoria Quantistica rappresenti una situazione reale effettiva, nel senso valido per un sistema di punti materiali o per un campo elettromagnetico, si esita a rispondere con un semplice ‘sì’ o ‘no’. Perché?”

In questa riflessione di Albert Einstein, del 1949, c’è il senso profondo della rivoluzione quantistica, e contemporaneamente la presa d’atto del cambiamento di approccio, anche filosofico, necessario per affrontarla.

Einstein, dopo la presentazione dei due modelli della Meccanica Quantistica, nel 1926, aveva scritto a Bohr alcune frasi destinate a diventare celebri: “La Meccanica Quantistica è degna di ogni rispetto, ma una voce interiore mi dice che non è ancora la soluzione giusta. È una teoria che ci dice molte cose, ma non ci fa penetrare più a fondo il segreto del Grande Vecchio. In ogni caso, sono convinto che questi non gioca a dadi col mondo”.

Com’è possibile che lo stesso scienziato che aveva individuato il quanto dell’energia elettromagnetica, il fotone, con queste parole si dimostri così riluttante ad accettare la nuova realtà della fisica? I motivi sono più d’uno, ed è proprio al loro approfondimento che è dedicato il Capitolo 3 de “Il mondo secondo la Fisica Quantistica”. Un capitolo fondamentale per comprendere la novità di quella che sarebbe passata alla storia come l’Interpretazione di Copenaghen della Fisica Quantistica.

Fabio Fracas

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Altre dimensioni

“Non mi piace che non calcolino niente. Non mi piace che non verifichino le proprie idee. Non mi piace che si inventino una spiegazione raffazzonata per ogni cosa che non concorda con un esperimento, così da poter dire: ‘Beh, la teoria potrebbe ancora essere vera’”.

Può una teoria fisica avere sostenitori e avversari come se si trattasse di un evento sportivo o di una corrente politica? E può, quella stessa teoria, suscitare reazioni al limite dell’emotività quando le persone che se ne occupano – in un senso o nell’altro – sono illustri ricercatori e scienziati di fama mondiale?

A giudicare dalla dichiarazione riportata, che Richard Phillips Feynman rilasciò nel 1986 allo storico della scienza James Gleick, nel caso della Teoria delle Stringhe pare proprio di sì. E il motivo è che la teoria è complessa e ambiziosa al punto tale da dar luogo a un’enorme varietà di scenari per l’universo.

Senza entrare in sterili polemiche – che coinvolgono, più che altro, aspetti sociologici della comunità scientifica – è proprio la Teoria delle Stringhe la protagonista del sesto capitolo de “Il mondo secondo la Fisica Quantistica”. Grazie al confronto con Gabriele Veneziano, padre della teoria, e con Augusto Sagnotti, docente di Fisica Teorica presso la Scuola Normale Superiore di Pisa, in questo capitolo vengono infatti illustrati i presupposti su cui si basa la Teoria delle Stringhe e quali sono le sue possibili convergenze con la Meccanica Quantistica. Come sempre, solo affrontando con libertà di pensiero e senza alcun tipo di preconcetti questi fondamentali argomenti è possibile aggiungere un ulteriore punto di vista al nostro costante tentativo di comprendere la realtà.

Fabio Fracas

(Foto di Gabriele Veneziano)