Il 2025 è stato dichiarato dall’Unesco l’anno internazionale della meccanica quantistica. Dopo i primi esperimenti di inizio Novecento e i primi modelli teorici che hanno introdotto una vera rivoluzione nei fondamenti della fisica, le sue prime formulazioni matematiche e concettuali all’interno di un edificio coerente risalgono infatti a circa un secolo fa. Nel 1925, in particolare, il fisico austriaco Erwin Schrödinger ideò la celebre funzione d’onda che porta il suo nome (e che descrive l’evoluzione nel tempo di una particella-onda), mentre i tedeschi Max Born e Pascual Jordan usarono per la prima volta la parola “meccanica quantistica” in un articolo scientifico (Zur Quantenmechanik).
Un nuovo viaggio, prima tappa
Da allora, l’importanza non solo concettuale, ma anche nelle applicazioni, della meccanica quantistica è diventata enorme. Eppure ci sono tanti punti ancora oscuri, difficili da capire e da spiegare, che hanno generato innumerevoli discussioni anche tra i padri fondatori della teoria (celebri i dialoghi tra Niels Bohr e Albert Einstein) sui fondamenti della realtà. Spesso mancano le parole adatte, manca un linguaggio, manca una narrazione adeguata. Ma, forse anche per questo, la fascinazione delle idee che si sono sviluppate negli anni della rivoluzione quantistica ha rapidamente contagiato la letteratura, il teatro, il cinema, l’arte. Generando altre idee e riflessioni che hanno indubbiamente arricchito il paesaggio dell’immaginario che Josway cerca di esplorare. In questo articolo e in quelli che seguiranno, affronteremo quindi uno alla volta alcuni dei tanti temi aperti da quella che è stata probabilmente la più grande rivoluzione del pensiero del Novecento. A cominciare da uno dei principi fondanti della nuova teoria, il principio di sovrapposizione degli stati quantistici.
Sovrapposizione di stati
In un sistema classico, ogni oggetto può essere solo in un determinato stato, che esclude tutti gli altri. Una mela, per esempio, può essere solo acerba o matura. Può essere anche in uno degli innumerevoli stati intermedi, certo, ma solo in uno di essi: non può essere acerba e matura al tempo stesso. Oppure non può essere appesa a un albero, ferma, e contemporaneamente cadere per terra. Allo stesso modo, un bit classico – l’unità di calcolo di tutti i computer – può valere solo 0 o 1. E un gatto, se è vivo, non è morto.
Terzo escluso
Nella meccanica quantistica, invece, una particella può essere in una sovrapposizione di due o più stati; e allo stesso modo un bit quantistico, o qubit, può essere in una sovrapposizione di 0 e 1, aprendo la possibilità a nuove forme di calcolo. Si esce dalla logica binaria, dal principio del terzo escluso.
Quando si effettua una misura su una particella, però, la si obbliga a essere in un determinato stato, anche se prima si trovava in una sovrapposizione. Questo fenomeno è chiamato “collasso della funzione d’onda” e la sua interpretazione è ancora dibattuta, anche se la sua efficacia nel descrivere le osservazioni sperimentali è al di là di ogni possibile dubbio. Prima di una misura, un sistema quantistico si trova in uno stato indefinito; possiamo solamente calcolare la probabilità dei risultati che l’osservazione potrà dare. Dopo la misura, il sistema deve trovarsi in uno stato specifico tra quelli osservabili. Per esempio, se è un gatto (come il celebre gatto di Schrödinger), dovrà essere vivo o morto. Se è un qubit, dovrà essere 1 o 0.
Interpretazioni soggettive
Negli Anni Venti del Novecento, mentre queste nuove idee si affermavano nella fisica, lo scrittore italiano Luigi Pirandello affrontò nei suoi romanzi e nei suoi racconti il tema della difficoltà di una conoscenza oggettiva della realtà. Nel dramma Così è (se vi pare), per esempio, Pirandello analizzò in modo estremamente chiaro e incisivo la problematica dell’inconoscibilità del reale, di cui ognuno può dare una propria interpretazione soggettiva; e quindi l’impossibilità di ottenere una visione unica e certa della realtà. La commedia fu rappresentata per la prima volta nel 1917; ma proprio nel 1925 Pirandello ne propose una nuova edizione, arricchita e quasi completamente modificata.
Verità contrastanti
In questa opera viene narrata la vicenda della signora Frola, alla quale il signor Ponza non permette di vedere la figlia, sua moglie. Una crudeltà, secondo la signora Frola, dovuta alla gelosia ossessiva del signor Ponza. Un atto di pietà verso la signora Frola, per il signor Ponza, poiché la figlia era la sua prima moglie, morta in seguito a un terremoto e di cui la signora Frola ignora la scomparsa. Lui vuol tenerle nascosta tale verità e per questo le tiene nascosta la sua seconda moglie, facendole così credere che si tratti ancora di sua figlia. Due versioni totalmente contrapposte, dunque. Questa l’opinione della gente:
Ma la verità sarà da una parte o dall’altra!… O pazza lei, o pazzo lui: da qui non si scappa! Quale dei due?
E questa l’osservazione di Lamberto Laudisi, un personaggio che incarna il punto di vista dell’autore:
Io sono realmente come mi vede lei. Ma ciò non toglie, cara signora mia, che io non sia anche realmente come mi vede suo marito, mia sorella, mia nipote e la signora qua… Vi vedo affannati a cercar di sapere chi sono gli altri e le cose come sono, quasi che gli altri e le cose per se stessi fossero così o così.
“Io sono colei che mi si crede”
Questa, infine, la chiusura della commedia, in cui la moglie del signor Ponza si rivolge agli altri personaggi che attendono di sapere direttamente da lei la soluzione del mistero:
Io sono sì la figlia della Signora Frola – e la seconda moglie del Signor Ponza – sì; e per me nessuna! Nessuna! Io sono colei che mi si crede.
Come una particella quantistica, dunque, la moglie del signor Ponza si trova in una sovrapposizione di stati, o se vogliamo in uno stato indeterminato (“Per me non sono nessuna delle due”). Finché non arriva un osservatore che, con il suo punto di vista e la sua azione di osservazione, che inevitabilmente perturba il sistema, ne rivela uno stato o l’altro tra i vari possibili (“Io sono colei che mi si crede”).
(Ha collaborato Andrea Parlangeli)
Link e approfondimenti
• L’opera teatrale Così è (se vi pare) (1917 e 1925) di Luigi Pirandello, tratta dalla novella La signora Frola e il signor Ponza, suo genero (1917). L’opera è incentrata sul tema, molto caro a Pirandello, dell’inconoscibilità del reale, di cui ognuno può dare una propria interpretazione.
• L’articolo Zur Quantenmechanik, in cui compare per la prima volta il termine “meccanica quantistica”. Fu scritto da Max Born e Pascual Jordan nel 1925. Fu seguito da Zur Quantenmechanik II, in cui tra gli autori si aggiunse Werner Heisenberg.
• Il libro di Frjtiof Capra The Tao of Physics: An Exploration of the Parallels Between Modern Physics and Eastern Mysticism (1975), tradotto in italiano da Adelphi (1982).
• L’articolo su Josway Olafur Eliasson come esperienza quantistica.
