La realtà velata: verso il nuovo mondo della fisica quantistica
04 Mag 2022

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RIUNIONE DEL 4 MAGGIO 2022

 

La relazione del professor Giulio Casati e l'ammissione di un nuovo socio

 

Nell'immagine: Luca Pellegatta e Giulio Casati

 


In apertura la presentazione del nuovo socio Marco Votta, di cui apprezziamo il curriculum di grande spirito rotariano nel sostegno a numerose iniziative sociali e culturali in Turchia (in particolare per l’imprenditoria femminile, il diritto agli studi e iniziative per i disabili, oltre ad attività di carattere culturale).

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Abbiamo poi il piacere di ospitare il socio onorario professor Giulio Casati, Emerito di Fisica teorica presso l’Università degli Studi dell’Insubria.

Sin dall’Antichità, a partire almeno dalla filosofia greca con Talete, Anassimandro, Platone, Aristotele e Democrito, l’essere umano ha concepito un universo ordinato e potenzialmente determinabile. Per l’Età classica e per buona parte dell’Era moderna, il mondo è pensato come un insieme matematicamente strutturato ed è compito dei filosofi e degli scienziati scoprire le leggi che lo regolano. Tale approccio ha permesso di raggiungere magnifici risultati e ha innervato come fiume carsico lo sviluppo del genere umano: in questa visione, l’intero universo è come una grande macchina composta da numerose parti, le quali si muovono tutte in modo determinato e, secondo le parole di Pierre Simon Laplace, “ad un intelletto sufficientemente elevato nulla sarebbe incerto e il futuro così come il passato sarebbe presente ai suoi occhi”.

Tuttavia, due “scoperte” del secolo scorso hanno gettato ombre su questo quadro ottimistico e minato alle fondamenta un’illusione che durava da secoli: l’elaborazione delle teorie del “caos deterministico” e della “meccanica quantistica”. Entrambe le teorie ci costringono a rinunciare all’ideale laplaciano di poter conoscere con precisione il futuro dell’universo e all’illusione che la realtà si muova in accordo ad uno schema precisamente determinabile. Esse, in altre parole, introducono nella nostra capacità di conoscere un ineluttabile elemento di incertezza e di probabilità. L’esistenza del “caos deterministico” può sembrare una contraddizione in termini ma è un fatto che leggi deterministiche anche semplici possono dar luogo ad un comportamento talmente complesso da apparire indistinguibile da uno casuale: la macroeconomia, la salute, l’ambiente, il clima, per esempio, sono tutti sistemi complessi dove un impercettibile cambiamento può portare a risultati inattesi e sorprendenti.

Per quanto riguarda la “meccanica quantistica”, questa è in grado di spiegare ciò che accade nel mondo microscopico (atomi, molecole, ecc.) con stupefacente precisione: ha reso possibile la gran parte delle meravigliose applicazioni tecnologiche che fanno parte della nostra vita attuale, dai transistor ai laser, alla risonanza magnetica nucleare; ha radicalmente cambiato la nostra percezione del mondo, affascinando con i suoi aspetti paradossali scienziati e filosofi; ci costringe a rinunciare ad una descrizione deterministica dell’universo poiché non è possibile prevedere con certezza il verificarsi di un fenomeno, ma solo calcolare la probabilità che questo avvenga.

La “nuova” fisica (in realtà, già vecchia di un secolo, avendo mosso i primi passi proprio a Como in occasione delle celebrazioni voltiane del 1927) assume anche il carattere di una nuova filosofia, influenzando (ed essendo influenzata da) l’arte, la musica, la letteratura, la psicoanalisi e le scienze sociali. Casati ha ricordato a tal proposito che nel periodo in cui nacque la meccanica quantistica - non a caso - Picasso dipinse “Les demoiselles d’Avignon”, Freud scriveva “L’interpretazione dei sogni” e Schonberg componeva “Pelleas und Melisande”. Ha poi passato in rassegna alcuni elementi distintivi della “teoria dei quanti”: gli oggetti quantistici possono attraversare, “come fossero fantasmi”, barriere impenetrabili per la fisica classica; dopo che sono entrati in relazione tra loro, si trovano ‘intrecciati’ (“entangled”) per sempre e non sarà possibile toccare uno dei due senza che l’altro ne risenta; possiamo teletrasportare lo stato di una particella che si trova nella stanza A a quello di una particella che si trova nella stanza B lontana quanto si vuole da A. È come se una particella, che prima si trovava in A, dopo il teletrasporto si trovasse in B senza che nulla abbia viaggiato tra A e B. Questa rivoluzione non può non avere ripercussioni rilevanti nella nostra vita: per esempio, negli strumenti di calcolo che siamo abituati a chiamare computer. La spinta a produrre calcolatori sempre più potenti e veloci ha portato ad un processo di miniaturizzazione sempre più spinto, grazie al quale esistono ora computer in grado di eseguire cento milioni di miliardi di operazioni elementari al secondo. Le dimensioni dei transistor si stanno avvicinando a quelle atomiche penetrando così nel regno della meccanica quantistica dove gli oggetti non obbediscono più alle leggi della meccanica classica e tutto l’apparato di calcolo sul quale si basano i computer attuali cessa di funzionare. Ci troviamo quindi di fronte a un limite invalicabile imposto dalla fisica. L’unico modo per uscirne è un totale cambio di strategia: costruire un nuovo tipo di calcolatore che obbedisca alla logica quantistica. Ciò rappresenta una rivoluzione profonda sia nella logica con la quale funzionano i calcolatori sia nel modo in cui l’informazione viene oggi trasmessa da un punto all’altro della Terra.

L’essere umano si è abituato a pensare un universo indipendente da sé che può essere studiato in modo oggettivo senza alterazioni. La meccanica quantistica ci obbliga a ritenere questa credenza come priva di fondamento: non ci è più permesso pensare a un mondo indipendente dal processo di conoscenza, ma tutto al contrario, lo stato di questo mondo dipende da ciò che fa l’osservatore. A livello quantistico, la Natura non è una macchina che procede per la sua strada in modo inesorabile, ma dipende da ciò che decidiamo di osservare. Lo sviluppo delle tecnologie quantistiche sta aprendo nuovi scenari che avranno profonde ricadute sul piano filosofico, sociale ed economico. È anche per questo, che la meccanica quantistica appare più come un momento di autentica rottura che non di continuità rispetto al passato. Non sappiamo dove ci porteranno questi sviluppi che si intravedono all’orizzonte e che, progressivamente ma molto velocemente, stanno trasformando le nostre vite.

Casati ha concluso la sua relazione citando il Premio Nobel per la Fisica Isidor Rabi: "La scienza è una avventura dell’intera razza umana per imparare a vivere e, forse, ad amare l’Universo in cui essa vive. Propongo che la scienza sia insegnata, a qualunque livello, dal più basso al più alto, in modo umanistico. Dovrebbe essere insegnata con una certa comprensione storica, con una certa comprensione filosofica, con una certa comprensione sociale ed umana”. È ciò che ha egregiamente fatto Casati nel corso della sua relazione al nostro Club e di cui gli siamo profondamente grati.

Massimiliano Mondelli

 

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