28 January 2021

La "quantum physics" del nostro paradigma

  • Di Lorenzo Garbarino Necci

Ormai protagonista persino di telegiornali o quotidiani, la fisica quantistica sta diventando parte del lessico popolare. Basti vedere, tramite un motore di ricerca Google che traccia la frequenza delle parole, come l’uso dei termini “quantum physics” sia aumentato esponenzialmente dal 1919 al 2019 di circa settecento volte. In un precedente articolo ho fatto delle considerazioni sul perché questo sia successo.

Nonostante questa inattesa diffusione, chi conosce davvero la fisica quantistica? In sostanza, nessuno: lo stesso Richard Feynman, scherzosamente (fino a un certo punto), diceva: “Se credete di aver capito la teoria dei quanti, vuol dire che non l'avete capita.” Si può provare, però, a non capirla.

Innanzitutto, la fisica quantistica è la scienza di ciò che è estremamente piccolo; non piccolo inteso come cellula – o nemmeno virus di cui purtroppo tanto si parla – bensì piccolo al livello delle stesse particelle e di ciò che a loro volta le compone. Questa disciplina si occupa quindi di studiare l’esistenza e i comportamenti di quello che non vediamo direttamente (le particelle), ma che compone tutto quello che ci è visibile e non (materia).

La rivoluzione nasce dal fatto che indagando questo mondo prima ignoto, i grandi fisici del secolo scorso si sono resi conto di forti discrepanze con i modelli della fisica classica: solo per citare alcuni esempi, mentre nel mondo della fisica classica proprietà come i colori o la velocità esistono su uno spettro, nella fisica quantistica sembrano assumere valori determinati (non per questo certi), detti “quantizzati” (da qui il termine “quantistica”).

Statua in marmo di Sir Isaac Newton nell'anti-cappella del Trinity College dell'Università di Cambridge. Con la pubblicazione dei Principi matematici di filosofia naturale, Newton gettò le basi della meccanica classica con le leggi sulla dinamica e la legge di gravitazione universale

Statua in marmo di Sir Isaac Newton nell'anti-cappella del Trinity College dell'Università di Cambridge. Con la pubblicazione dei Principi matematici di filosofia naturale, Newton gettò le basi della meccanica classica con le leggi sulla dinamica e la legge di gravitazione universale

Ancora, nella meccanica classica gli oggetti esistono in un tempo e uno spazio determinati. Nella meccanica quantistica, per quanto contro-intuitivo possa sembrare, le particelle hanno invece una probabilità di essere in un luogo e tempo.

Le formulazioni numeriche di questi concetti ne facilitano la comprensione, ma richiedono una conoscenza estremamente avanzata della matematica; tuttavia, ciò che emerge anche semplicemente leggendo queste nozioni, senza bisogno di numeri, è un predominante senso di incertezza, indeterminazione, molto distante dal razionalismo del mondo pre-quantistico. Infatti, la fisica quantistica è ben più dello studio delle particelle: è un “cambiamento di paradigma”, come direbbe Thomas Kuhn, non solo nelle scienze naturali, ma nel modo in cui l’uomo conosce la realtà stessa.

L’essere umano si trova di fronte a una realtà tutt’altro che assoluta e prevedibile: una realtà probabilistica, che cambia quando viene osservata. Questo apre le porte a rivoluzioni in tutti gli altri campi del sapere, come nell’economia, dove inizia lo studio dell’economia quantistica, o anche nella letteratura, dove lo stile post-moderno è pervaso proprio da questo senso di incertezza.

La fisica quantistica è, dunque, la rivoluzione delle rivoluzioni.

Lorenzo Garbarino Necci

Lorenzo Garbarino Necci

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