5 maggio 2013

L’illusione della separatezza.

Alle volte nel leggere brani scritti dai mistici, sia cristiani che zen, mi sono imbattuto in affermazioni che per il nostro usuale modo di considerare l’esistente suonano un po’ strane, se non addirittura bizzarre. Una di queste è l’asserzione che pressappoco suona così: “la separazione tra le cose è una illusione”.
Riflettendoci bene però si può considerare che anche la Fisica moderna sembra avere scoperto fenomeni in cui questa realtà sconcertante apparirebbe come reale: sono quelli che portano a supporre il cosiddetto entanglement quantistico.

L’entanglement quantistico

Einstein era un grande fisico classico  e stentava ad accettare la Meccanica Quantistica  o almeno l’interpretazione probabilistica di essa fornita negli anni trenta del secolo scorso dai suoi scopritori, quelli della scuola di Copenaghen. E' rimasta famosa la sua frase ‘Dio non gioca a dadi’, che riassume in maniera semplice ed efficace questa sua repulsione. Egli, insieme ad altri due fisici, Podolsky e Rosen, enunciò nel 1935 quello che  in seguito venne chiamato il ‘paradosso di EPR’. In esso si metteva in evidenza una comportamento ‘assurdo’ che delle particelle avrebbero dovuto avere se la MQ fosse stata vera. In pratica dall' esperimento mentale proposto derivava che due particelle distanti avrebbero dovuto comunicare ‘istantaneamente’ rendendo così la Meccanica Quantistica una teoria ‘non locale’ e quindi avulsa dalla realtà (1). A questo articolo Niels Bohr replicò con due scritti, ma la discussione su questo problema andò avanti per anni. Il fisico Bell nel 1964 dimostrò che qualunque teoria ‘locale’, cioè una teoria che non permette l’azione a distanza con velocità infinita, è  in contraddizione con la Meccanica Quantistica. Il problema però è che la Meccanica Quantistica è una teoria che è confermata da una miriade di risultati sperimentali e quindi è da ritenersi ‘vera’. Bell inoltre propose un esperimento che poteva confutare o la Meccanica Quantistica o un qualsiasi modello ‘locale’ (quindi in contrapposizione con essa) mediante la sua ‘diseguaglianza’, detta di Bell (2).

In alcuni esperimenti ideati ed effettuati dopo l'articolo di Bell (3), la disuguaglianza viene violata ed il comportamento delle particelle ‘legate’ è quindi veramente ‘non locale’. Ciò dimostra che la visione ‘non locale’ della Meccanica Quantistica è quella corretta e che lentanglement è un effetto reale.
Ma cos’è l'entanglement quantistico? In pratica consiste in questo: se  due particelle elementari create nello stesso posto e che hanno avuto una interazione iniziale che le ha rese identiche in qualche loro caratteristica fisica,  indeterminata in senso quantistico, una volta separate anche a distanze considerevoli, mantengono una specie di ‘legame’ che permette loro  di 'comunicare istantaneamente’ e fare in modo così che una misura di quella grandezza fisica già indeterminata effettuata su una particella influenzi ‘immediatamente’ quello dell’altra (parlo del fenomeno in maniera più dettagliata nella nota 1 insieme al paradosso EPR). Ci sono solo due possibili spiegazioni di questo effetto: o che esiste  una comunicazione istantanea tra le due particelle a qualunque distanza si trovino, e che quindi esistano segnali di velocità infinita, ma ciò contraddirebbe la Relatività Ristretta di Einstein per la quale la massima velocità possibile dei segnali è quella della luce (4), o che quelle che sembrano essere particelle separate, anche distanti milioni di anni luce, in realtà sarebbero come ‘unite’ da una specie di cordone ombelicale, come se la separatezza fosse solo una ‘apparenza’. E questa sembra ormai l'interpretazione che va per la maggiore (5).

Considerazioni al limite della mistica

Che dire? Tutto ciò oltre che provocare meraviglia  mi spinge a pormi molte domande...
Che significato ha la ‘non separatezza’  tra enti distanti? Si potrebbe estendere questa ‘non separatezza’ a tutto ciò che esiste?
In effetti, se ci riflettiamo un po’, ‘tutte le cose’ che sono nel nostro Universo al momento del Big Bang erano unite, formavano infatti un puntino di massa/energia infinita…e ora? Quel legame iniziale si è veramente interrotto?

Estendendo il discorso agli esseri viventi viene da chiedersi, siamo poi così tanto lontani e separati dal nostro prossimo, dai fratelli umani, e dalle altre creature, gli animali e le piante, come invece crediamo di esserlo?

Forse siamo tutti collegati come da un filo invisibile, intrecciati, anche se appariamo disuniti?
A ben vedere quelle che nel mare sembrano isole sono in realtà collegate alle altre terre e alle penisole perché poggiano sul mantello terrestre. Tolto il mare le isole non esisterebbero. E allora forse appariamo separati dal resto del mondo perché il nostro modo di vedere è come appannato da una specie di  'mare' che ci fa vedere isolati? Forse nessun essere è veramente un’isola, perchè ogni suo comportamento non è indipendente da quello degli altri viventi. Perciò tutto ciò che esiste dipende e influenza il resto, non potendo essere staccato da esso.

Come si può quindi concludere?
Abbiamo  una grande responsabilità, perchè nessuno può considerarsi solo. Il bene fatto agli altri, e così il male, è come provocato a noi stessi e alla fine ricade  su ognuno. Molto probabilmente tutti gli esseri viventi sono legati tra loro tanto da costituire come un solo corpo (6).
Forse una volta capito ciò, la compassione e la comprensione verso l'esistente sorgeranno in noi in maniera spontanea e si trasformeranno  man mano che acquisteremo sempre più consapevolezza nel desiderio di  rispettare e amare tutte le creature.
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Note

(1) Il paradosso EPR si spiega così: supponiamo di creare due fotoni che vengono fatti viaggiare in versi opposti e che hanno stessa polarizzazione ma ‘indeterminata’. L’ultimo aggettivo ‘indeterminata’ è tipico della situazione ‘normale’ delle particelle in MQ, lo stato di esse infatti viene considerato usualmente come una ‘sovrapposizione’ di più stati, anche contrapposti e quindi incompatibili, ognuno con un certo peso probabilistico, e questa situazione viene descritta dalla ‘funzione d’onda’ della particella. E’ solo l’impatto con uno strumento di misura che fa ‘precipitare’ o ‘collassare’ la particella in uno solo di questi stati, e la probabilità dello stato in cui collassa è appunto dato dal peso che questo stato aveva nella funzione d’onda originaria. Famoso a tal proposito è l’esempio del ‘gatto di Schrödinger’, con una funzione d’onda composta per il 50% dallo stato ‘gatto vivo’ e per il rimanente 50% dallo stato ‘gatto morto’, in cui l’apertura della scatola fa precipitare il gatto nello stato ‘vivo’ o nello stato ‘morto’. Per un fisico classico il gatto non può che essere o nello stato ‘vivo’ o  nello stato ‘morto’ e non in uno stato intermedio tra essi, in quanto così come postulato dalla logica aristotelica, una cosa non può che essere o Vera o Falsa, senza una terza possibilità, cioè Vera e Falsa contemporaneamente, che nel nostro caso significherebbe 'vivo' e 'morto' contemporaneamente. Invece per il fisico quantistico questa terza possibilità è quella usuale nel mondo delle particelle e degli atomi, per cui, come nel nostro esempio iniziale, un fotone può essere considerato in uno stato ‘indeterminato’ costituito dalla ‘sovrapposizione’ di due stati contrapposti, ognuno con un loro peso: 50% in uno stato di polarizzazione verticale e 50% in uno stato di polarizzazione orizzontale. Se non sapete cosa è la polarizzazione pensate quella verticale come rappresentata da una vibrazione del fotone nella direzione Sud-Nord e la polarizzazione orizzontale come una vibrazione del fotone nella direzione Est-Ovest. Esistono i cosiddetti polarizzatori, che fanno passare la luce solo questa è polarizzata in una data direzione. Se faccio incidere la luce su un polarizzatore ‘verticale’ essa passerà solo se i fotoni corrispondenti hanno polarizzazione verticale, altrimenti viene assorbita e non passa. Tornando al  nostro esperimento, uno dei fotoni a grande distanza dall’altro viene fatto incidere in un polarizzatore verticale: se passa vuol dire che con l’impatto è collassato nello stato ‘verticale’, se non passa significa che è collassato nello stato ‘orizzontale’. Ma dato che l’altro fotone deve avere la stessa polarizzazione del primo, allora se rivelato non potrà che collassare nello stesso stato di polarizzazione del gemello ormai lontano, ma come fa a sapere quale stato di polarizzazione ha ‘scelto’ il suo simile? Almeno di non ammettere una comunicazione a distanza a velocità infinita, bisogna allora concludere, come faceva Einstein, che la sovrapposizione degli stati opposti postulata dalla MQ è solo una descrizione incompleta in quanto in realtà i fotoni nascerebbero in uno stato ben definito di polarizzazione,  ‘verticale’ oppure ‘orizzontale’  e non in uno stato ‘confuso’ intermedio. Lo stato confuso intermedio sarebbe così solo una descrizione (incompleta) che la MQ è costretta a fare del fenomeno a causa della sua conoscenza ‘offuscata’ della realtà, cioè in definitiva della sua incompletezza, mentre la realtà non avrebbe nessuna situazione ‘confusa’. In pratica per il fisico classico la MQ sarebbe una descrizione ‘incerta’ della realtà che invece nella sua essenza è ‘certa’ mentre per il fisico quantistico la MQ dà una descrizione ‘certa’ della realtà  che nella sua essenza sarebbe effettivamente ‘incerta’. La conclusione è che o il mondo è ‘non locale’, cioè azioni in un posto hanno ripercussione immediata in un posto lontanissimo così come afferma la MQ, oppure la Meccanica Quantistica non è completa. Einstein provò per tanti anni a creare una fisica che fosse locale e completa ma non vi riuscì. Nel corso degli ultimi anni sono stati fatti tanti esperimenti che hanno violato la disuguaglianza di Bell dimostrando così che la visione ‘non locale’ della MQ è quella corretta e che l’entanglement è un effetto reale.

(2) Una descrizione abbastanza semplice del paradosso EPR è fornita in questo Link  e in quest’altro mentre una discussione più matematica si può leggere in questo Link

(3) Ecco alcuni esperimenti che hanno provato l’entanglement quantistico:
1982 - Aspect, Dalibard e Roger: violazione della disuguaglianza di Bell. Qua l’orientazione dei  polarizzatori viene scelta dopo l’emissione delle particelle.
2000 - Weihs: violazione della disuguaglianza di Bell.
2001 - Wineland: viene superato il problema della scarsa affidabilità dei rivelatori.
2007 - Zeilinger crea coppie di fotoni gemelli sull’isola di La Palma e ne verifica la coerenza a Tenerife, 144   chilometri più in là.

(4) anche se è stato ipotizzato che questi segnali superluminali non trasportando vera informazione non contraddirebbero in fin dei conti tale teoria

(5) forse ne esiste un'altra, quella degli infiniti universi paralleli, la cosiddetta teoria del 'multiverso' a cui io credo molto poco, che ha seri problemi con il rasoio di Occam e che appare molto più difficile, complicata e strana rispetto allo stesso concetto di corpi che sembrano staccati e distanti e che invece sarebbero uniti.

(6) notevole questo passo di San Paolo: « Poiché, come in un solo corpo abbiamo molte membra e queste membra non hanno tutte la medesima funzione, così anche noi, pur essendo molti, siamo un solo corpo in Cristo e ciascuno per la sua parte siamo membra gli uni degli altri. » (Romani, 12, 4-5). Si veda fra l'altro questo Link su Wikipedia.

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