Urne e camaleonti 8842804266, 9788842804260

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Luigi Accardi

URNE E CAMALEONTI Dialogo sulla realtà, le leggi del caso e l'interpretazione della teoria quantistica

il Saggiatore

© il Saggiatore, M il a n o 1997 La scheda bibliografica, a cura del Servizio Biblioteche Provil" iII .11 MII,II"', è riportata nell'ultima pagina del libro

URNE E CAMALEONTI

Indice

Prefazione Capitolo I 1. 1 I fondamenti? A chi interessano 1.2 La quadruplice radice dell'insoddisfazione 1.3 Che dicono i fisici? Capitolo II ILl Perché lo dicono: esperimenti e sovrapposizioni II.2 Onde o corpuscoli? 11.3 Misure, oggettificazioni, collassi Il processo di misura II.4 11.5 Linterpretazione statistica IL6 Paradossi? 11.7 I l gatto d i Schrodinger 11.8 Macrorealismo o microirrealismo? I I .9 Non località ILl O Il paradosso di Einstein-Podolsky-Rosen Capitolo III IILI Metafisica sperimentale III.2 1/J come psicologia IIL3 Scienza e senso comune III.4 Lo stato quantistico IIL5 Il principio d'indeterminazione IIL6 Le obiezioni di Einstein IIL7 Le origini fisiche del principio d'indeterminazione IIL8 Indeterminismo o indeterminazione? Capitolo IV Modelli matematici, realtà fisica e completezza IV. l

9 11 Il 27 45 63 63 71 87 94 1 00 1 05 108 114 119

1 32 145 14 5 15 8 1 66 1 77 184 199 202 205 211 21 1

8 Urne e camaLeonti

Capitolo V 223 223 Y.1 La radice probabilistica dei problemi 240 La soluzione ortodossa Y.2 248 Y.3 La soluzione delle logiche quantistiche 255 Capitolo VI 25 5 VI. 1 La probabilità quantistica 275 VI.2 Linvariante statistico della doppia fenditura 282 VI.3 Elettroni e palle da biliardo 294 VI.4 Il paradosso di Zenone quantistico 301 Capitolo VII 301 VILI Confronto tra le varie soluzioni VIL2 Critiche alla probabilità quantistica 308 324 VIL3 Ridateci le traiettorie VIL4 Le variabili nascoste come teorie parassi te 33 1 35 1 Capitolo VIII 35 1 VIII. 1 Bell e le variabili nascoste VIII.2 Varie nozioni di località 364 369 VIII.3 La località di Bell secondo Bell 381 VIII.4 La disuguaglianza di Bell 387 VII I . 5 L'ipotesi vitale VIIL6 Appendice: Dimostrazione della disuguaglianza di Bell 398 401 Capitolo IX IX. 1 Il realismo delle urne 401 409 IX. 2 Il realismo dei camaleonti 421 IX. 3 Natura facit saltus 424 IX. 4 La rivincita del determinismo 436 IX. 5 Intuitività della teoria quantistica 450 IX.6 Conclusioni 459 IX.7 Appendice: una teoria realisti ca della misura 479 Postfazione 489 Appendice: Il dibattito in nuce Indice dei nomi 501

PREFAZIONE

Il lettore che non voglia arrivare all'ultimo capitolo per capire cosa ab­ biano a che vedere le urne e i camaleonti con la realtà, le leggi del caso e la teoria quantistica può leggere la postfazione. L'Appendice alla fine del volume contiene una sintesi di tutti i punti essenziali del dibattito, con i riferimenti dei paragrafi in cui sono discussi, ed è stata inserita per aiutare il lettore a non perdere le fila di un ragiona­ mento che le esigenze contrapposte di chiarezza e di completezza hanno reso più lungo del previsto. Luigi Accardi

Capitolo

1.1

I

I FONDAMENTI?

A CH I INTERESSANO

CAN D I DO

Non sono soddisfatto della situazione nella fisica moderna. ACA D E M US

E perché mai ? CANDIDO Non riesce a diventare cultura in senso lato. Ignora completamente e si disinteressa del problema della traducibilità delle conoscenze della scienza contemporanea in una rappresentazione del mondo. ACA D E M U S Non sapevo che esistesse u n problema del genere. I n che consiste? SC H RÙDI NGER La scienza fisica, che mira non soltanto ad escogitare nuovi affascinan­ ti esperimenti, ma ad ottenere una comprensione razionale dei risultati delle osservazioni, incorre al momento, così mi sembra, nel grave peri­ colo di esser tagliata via dal suo retroterra storico . . . Una scienza teorica inconsapevole del fatto che quelli tra i suoi costrutti , che sono conside­ rati più rilevanti e influenti, sono alla fine destinati ad essere inseriti in concetti che hanno una presa sulla comunità delle persone colte e diven­ tano parte e patrimonio della generale visione del mondo - una scienza teorica, dico, in cui ciò viene dimenticato, e dove gli iniziati continuano

1 2 Urne e camaleonti

a rimuginare insieme in termini che sono, nel migliore dei casi, compre­ si da un piccolo gruppo di compagni viaggiatori, sarà necessariamente tagliata fuori dal resto dell'umanità culturale. ! MAG RIS

. . . Grosso modo fino alla fisica einsteiniana c'era stata una corrispon­ denza, sia pure approssimata, imperfetta e spesso imprecisa, fra le cono­ scenze scientifiche e la possibilità, da parte dell'uomo medio, di darsene una rappresentazione mentale; le conoscenze scientifiche influivano sulla percezione del mondo, sul modo di vederlo e di rappresentarlo, e dunque - per lo scrittore, per l'artista - di rappresentarlo . . . Dopo Einstein sembra essersi aperto un divario insormontabile tra la fisica contemporanea (sopratutto la meccanica quantistica, ma non solo essa) e la comprensione (e quindi pure la sensibilità e la fantasia) dell'uomo comune2.. . S C H RÙD I N G E R

Il modo in cui noi concepiamo il mondo in un dato periodo è ben lungi dall'essere una questione scientifica, puramente obiettiva: è inve­ ce grandemente influenzato dalla filosofia, ideologia, idee alla moda e, sopratutto dalle scuole dominanti che forniscono il termine di parago­ ne attraverso il quale la vox populi riconosce quale idea è giusta e quale sbagliata. POPPER

Perché si è risposto a Schrodinger solo con degli argomenti che non si potrebbero prendere sul serio neanche per un attimo? Credo che la ra­ gione stia semplicemente nel fatto che i suoi illustri critici non prendono più sul serio un'argomentazione. Se Schrodinger li avesse sorpresi ancora con un nuovo formalismo, lo sarebbero stati ad ascoltare ancora con la massima attenzione. Ma le pure e semplici parole non interessano più i lE. Schrodinger, Are There QuantumJumps? «The British Journal for the Philosophy ofScience» 3 (19'52), pp. 1 09- 1 2 3. 2Claudio Magris, Linguaggi Letterari e linguaggi scientifici, pro gramma provvisorio del Laboratorio Imerdisciplinare per le Scienze Naturali ed Umanisliche, Sellembre 1990.

/. 1 I Fondamenti? A chi interessano 1 3

nostri specialisti, neppure se provengono da un uomo che ha fatto per il loro argomento di studio almeno quanto qualsiasi altro. Se un fisico della statura di Schrodinger viene trattato in questo modo - e Einstein fu trattato altrettanto male - cosa può aspettarsi un dilettante par mio se osa divergere dai professionisti3 ? BAFICO

È solo al livello della riflessione epistemologica - quando l'uomo è messo di fronte ai limiti conoscitivi insiti nella condizione umana - che le conoscenze scientifiche divengono cultura scientifica e le due culture possono fondersi� ..

ACA D E M U S

Non capisco bene tutti questi accenni alla percezione del mondo, alla sua rappresentazione, al fondersi delle due culture .. . mi sembrano vaghi .

.

.

CANDI D O

È u n po' la differenza tra cultura e conoscenza tecnico-specialistica: una netta linea di demarcazione non esiste, però ci sono alcune idee o opere­ simbolo, che si inseriscono in una certa cultura, in una data epoca; altre che riescono a penetrare in più culture, più epoche; altre infine che di­ vengono patrimonio stabile di tutta l'umanità. C'è nella gente una certa sensibilità istintiva per queste idee, una capacità di avvertirle nell'aria, an­ che un desiderio, un'ansia di reperirle. Una delle più profonde radici d'in­ soddisfazione nei riguardi della teoria quantistica è che essa sembra aver scombussolato questa capacità delle persone colte, ma non specialiste, di fiutare l'idea profonda, il cambiamento storico, la gente non capisce se si trova di fronte a un cambiamento concettuale o a un successo tecnico, e si chiede . . . MAG RIS

. . . L'umanista digiuno di scienza contemporanea rinuncia a conoscenze importantissime ma settoriali, che mai comunque potrebbero influire sul p.

3K. Popper, Poscritto allLz fogica dellLz scoperta scientifica,

Il Saggiatore, Milano

1984,

1 63. 4R.

1 991 .

Bafìco, M . Parodi, La

rivoluzione probabilistica nellLz scienza moderna, Genova,

14 Urne e camaleonti

suo lavoro, intellettuale e artistico, oppure rinuncia a fondamentali cono­ scenze sul mondo che, se possedute, modificherebbero e arricchirebbero radicalmente la sua visione del mondo e il suo lavoro artistico?5 ACADEM US

Certo che cambia la nostra visione del mondo, pensa al principio d'in­ determinazione, alla nuova probabilità . . . CAND I D O

C i penso, m a penso anche a i paradossi, a certe affermazioni altamente implausibili, a certe polemiche molto lontane dalla sensibilità della gente comune . . . tutto ciò dovrebbe stimolare uno sforzo di chiarificazione che solo una riflessione sui problemi concettuali e i fondamenti della scienza possono dare. ACAD E M U S

Paradossi, implausibilità, polemiche . .. a cosa ti riferisci? CAN D I D O

Quasi mi vergogno a chiederlo perché mi sembra una contraddizione in termini. Ma non è forse vero che, ormai da decenni, i fisici vanno in giro dicendo che gli oggetti non guardati non esistono? ACAD E MUS

Oh no! Non dirmi che vuoi parlare dei problemi interpretativi della teoria dei quanti . CAN D I DO

Come ha fatto a indovinare? ACAD E M US

Ma Candido, chi ti ha messo in testa certe idee. Nessun fisico serio si occupa oggi di queste cose. Le lasciamo agli umanisti e li prendiamo pure in giro per questo. CAND I DO

Come sarebbe a dire prenderli in giro ? 'Claudio Magris, Linguaggi letterari e linguaggi scientifici, cit.

I. I I Fondamenti? A chi interessano 15

ACADEMUS

Pensa alla beffa giocata ai filosofi da un fisicoG che è riuscito a farsi ac­ cettare, da un giornale filosofico, un articolo pieno di discorsi privi di senso. Poi, in un altro articolo pubblicato su Lingua Franca, una rivi­ sta sul mondo accademico, ha svelato l'inganno coprendo di ridicolo gli mgenul umamstl. C AN D I D O Che tipo di discorsi privi di senso conteneva l'articolo? .

.

ACADEMUS

Cose assurde, del tipo che il mondo non esiste e roba del genere . . . Tal­ mente assurde da divertire perfino un giornale importante come l'In­ ternational Herald Tribune, che ha pubblicato in prima pagina7 un commento a questa vicenda. SOKAL

Ci sono scienziati che aderiscono al dogma, imposto dalla lunga egemo­ nia post-illuministica sulla prospettiva intellettuale occidentale, che può brevemente essere riassunto come segue: esiste un mondo esterno le cui proprietà sono indipendenti da ogni essere umano e invero dall'intera umanità. INTERNATI ONAL HERALD TRIBUNE

In altre parole degli scienziati un po' tonti credono davvero che il mondo esiste.8 CAN D I DO

Ma io questi discorsi sul mondo che non esiste se nessuno lo guarda, sul­ la creazione di infiniti universi con l'atto dell' osservazione, . . . Ii ho visti sulle riviste di fisica, Ii ho sentiti in conferenze di fisici, li vedo addirittura insegnare nei corsi universitari dedicati alla fisica quantiscica . . . Mi sem­ bra a dir poco imprudente che un fisico scelga proprio questo argomento per evidenziare una pretesa assurdità dei discorsi degli umanisti. 6 Alan

Sokal, Social Text, Duke Universiry Press, fascicolo primavera-estate 7 « I nternational Herald Tribune», 1 8- 1 9.5. 1 996. 8/bidem.

1 996.

16 Urne e camaleonti

ACA D E M U S

Che c'entra? Quelle sono cose tecniche, motivate da una solida teoria e da ancor più solidi risultati sperimentali. CAN D I D O

Separiamo, per i l momento, i fotti dalle motivazioni. Il farro sembra essere che davvero i fisici queste cose non solo le dicono, ma le insegnano. AC;\D E M US

Vuoi forse affiancarti a quell'irrazionalismo antiscientifico che oggi sta guadagnando tanto terreno? CAN D I D O

Non credo che i l modo migliore per arginare l'irrazionalismo antiscien­ tifico sia quello di contrapporgli un irrazionalismo scientifico. ACA D E M U S

Ma cosa dici? Parlare di irrazionalismo scientifico è una contraddizione in termini. La scienza è il dominio della ragione e quindi per definizione il mondo scientifico non può pr,odurre arreggiamenti irrazionali. CAN D I D O

Spero che t u abbia ragione, m a la cosa non m i sembra tanto sconta­ ta, soprattuto se distinguiamo tra una razionalità locale, che consiste nel collegare deduttivamente ogni passo al successivo e al precedente, e una razionalità globale, che riguarda la visione d'insieme. Nella prima mi sembra che gli scienziati siano diventati abbastanza bravi, nella seconda non mi sembra che abbiano fornito prove mediamente migliori di quel­ le che possono riscontrarsi in altre attività intellettuali. Il possesso di un linguaggio o di nozioni tecniche non è di per sé garanzia di razionalità. È ora che la scienza, pur conservando e rafforzando il dominio sulla razio­ nalità locale, cominci a prestare un po' più di attenzione alla razionalità globale.

ACA D E M U S

lo diffido di queste pretese di inquinare la scienza con discorsi filosofici! I risultari, le misure, le macchine, la capacità di influire sul mondo e di cambiarlo o almeno di dimostrarç qualche teorema non banale . .. questi sono i veri fondamenti della scienza, non le chiacchiere.

/.1 I Fondamenti: A chi interessano 17

Dobbiamo risolvere il problema di produrre energia economica e pu­ lita, capire il funzionamento del cervello, della trasmissione dell'informa­ zione genetica, del sistema immunitario, imparare a usare la matematica per gestire scientificamente l'economia . .. Queste sono le grandi sfide! Rubbia ne ha pure fatto un elenco. Se una sfida non è nell' elenco, allora non è grande. Anzi, forse non è neppure una sfida. Il problema di capire esattamente che cosa dicono e su quali basi empiriche e razionali poggiano questi modelli, che tutte le scienze usano con tanto successo, di separare fatti e giudizi da ipotesi e pregiudizi non è nell' elenco. Perciò chi vuoi che abbia tempo o voglia di occuparsi di fondamenti della scienza? CANDIDO Capisco, grande sfida per t e significa grande capitale investito. lo inve­ ce credo che sia davvero una grande sfida quella di individuare le colonne portanti delle singole scienze, di isolare quelle affermazioni a partire dalle quali è possibile costruire l'intero edificio di una disciplina scientifica, di definire esattamente il contenuto di una teoria, e chiarire la mutua com­ patibilità delle varie teorie, di partecipare alla costruzione della visione globale del mondo che caratterizzerà la nostra epoca e la nostra civiltà. L'edificio della scienza diventa sempre più mastodontico e essenziale alla nostra società. Ma gli inquilini di questo edificio sembrano sempre meno interessati a esplorarne le fondamenta e non porsi il problema di consolidarle. ACADEM US No, la maggioranza non si occupa di fondamenti. Con tutti i successi pratici conseguiti, la scienza non ha certo bisogno di legittimazioni teo­ riche. Qualche decennio fa ci fu un acceso dibattito sull' argomento, poi però queste indagini hanno cominciato a degenerare in un puro gioco formale, o addirittura verbale, totalmente distaccato tanto dai veri feno­ meni fisici quanto dalla vera comprensione filosofica. Il dibattito si è in qualche modo chiuso in se stesso, limitandosi a una parrocchietta di ini­ ziati che da anni ripetono a se stessi sempre le stesse cose. Così la gente ha cominciato a diffidare.

1 8 Urne e camaleonti

Però alcuni miei colleghi, arrivati a una certa età e con una fama tanto consolidata da renderli immuni dal sospetto che circonda chi si occupa di queste cose, hanno tentato di spiegare agli umanisti quante profonde idee essi possono trarre da una conoscenza della fisica o della matematica. CAN D I D O

E qualcuno h a mai suggerito che una educazione al pensiero umanisti­ co può essere di grande aiuto allo svolgimento quotidiano della ricerca scientifica? ACA D E M U S

Direi che negli ultimi quarant' anni la tendenza è stata nella direzione in­ versa. Oggi noi insegnamo ai giovani a star lontani dalle nebbiose paludi della filosofia e delle chiacchiere e a restare bene ancorati al concreto, cioè i numeri, le formule, le macchine. POPPER

Non dobbiamo lasciarci sopraffare dall'imposizione di formule: questa è la via della perdizione. Lammirazione per l'impenetrabile esperto pre­ mia la mera difficoltà d'espressione e ci induce a scambiare erroneamente l'oscurità per profondità. Dobbiamo insistere sul chiaro pensare, sulla semplicità e la responsabilità intellettuale nella discussione di argomenti che, dopotutto, doverebbero riguardare ognuno.9 CAN D I DO

C'è stato un periodo storico in cui si voleva ridurre la scienza ad ancilla theologiae, non c'è forse il rischio oggi, con atteggiamenti come il tuo, di ridurre la scienza ad ancilla technologiae? ACA D E M U S

Non vedo questo rischio. E perché poi il rifiuto di perdere tempo in chiacchiere filosofeggianti dovrebbe essere equiparato ad un asservimento della scienza alla tecnologia? CAN D I D O

È sbagliato separare nettamente la scienza dalla tecnologia: l a tecnologia è quel particolare aspetto della scienza che tenta di usare la conoscenza 9K.

Popper, Poscritto alla logica della scoperta scientifica, cir., p.

163.

/.1 I Fondamenti? A chi interessano 1 9

per cambiare il mondo. È un ramo affascinante e appassionante, e io non credo di saper distinguere, nella stessa attività di ricerca, tra scienza e applicazione, scienza e tecnologia: quante volte, tentando di costruire uno strumento, uno scienziato è stato condotto a porsi domande teoriche e viceversa, lo studio astratto di un problema ha suggerito la costruzione o il perfezionamento di strumenti. C'è però quella che chiamerei l'ideologia tecnologica che s'interessa alla conoscenza solo nei limiti in cui questa può condurre a realizzazio­ ni cosidette pratiche. Questa ideologia mi è antipatica e la considero pericolosa. ACA D E M U S

Devi pur confrontarti col problema che la parte di gran lunga maggiore dell'interesse suscitato dalla scienza riguarda l'utenza, o al più l'esecuzione di tecniche. La scienza in sè nessuno sa bene cosa sia né si interessa a saperlo. CAN DI D O

Forse ciò accade anche perché la gente comincia a chiedersi fino a che punto quelli che proclamano di agire in nome della ricerca pura di alta qualità poi, nella pratica concreta e quotidiana, rispettino davvero quei valori che affermano di rappresentare. ACADEM U S

Oggi la ricerca è la più importante forza produttiva dell'umanità. Trat­ tandosi di una industria di massa è naturale che una mentalità in certo qual modo aziendale finisca col prevalere. Dovrai farci l'abitudine. CAN D I DO

La tradizione più alta della ricerca scientifica si è spesso intrecciata con un interesse per la filosofia della natura. Chi persegue come fine la co­ noscenza è in genere uno spirito indipendente che mal si adatta a quella logica aziendale di cui tu parli e quindi non ha alcuna chance di venir selezionato a rappresentare quei ruoli di simbolo del gruppo che le poten­ ti lobby accademiche creano e disfano a loro piacimento e soprattutto a loro convenienza, spesso con disinvolta noncuranza della corrispondenza tra ruolo attribuito e scoperte realmente effettuate.

20 Urne e camaleonti ACADEMUS

Forse anche per questo oggi la filosofia della natura è considerata un' at­ tività degna al più della terza età, una specie di pensione dell'intelletto, pensione dorata, ma sempre pensione; un'attività da delegare e relegare a chi non è pitl nel cuore della ricerca attiva, oppure non lo è mai stato. POPPER

Ciò che vogliamo sono fatti e figure, si sente dire da tutte le parti, non discussioni filosofiche. Alcuni fisici insensibili dell'attuale generazione non sembrano avere alcun interesse per tali discussioni, oppure le lascia­ no a Niels Bohr. Ciò a cui essi sono interessati è (i) un formalismo, (ii) la sua applicazione, e nient' altro. Ma questo strumentalismo, questo atteggiamento alla moda di voler fare i duri e di non tollerare sciocchez­ ze - specialmente sciocchezze filosofiche è in sè una vecchia teoria filosofica, per quanto possa apparirci moderna. lO -

CAN D lDO

Eppure spesso, nel passato, ricerche puramente speculative, quali per esempio le indagini sui fondamenti della scienza, hanno avuto un ruolo importante nel progresso scientifico. ACA DEM US

E infatti oggi ci sono gli specialisti dei fondamenti. Questi non hanno molto a che fare con gli scienziati attivi: scrivono su riviste diverse, leg­ gono cose diverse . . . ma esistono, e producono una bella mole di carta ogm anno. CAN DIDO

lo pensavo che i problemi speculativi potessero aiutare i singoli scienziati, e più in generale qualunque essere umano a superare gli angusti limiti delle specializzazioni. La nostra società, invece ha creato gli specialisti di problemi speculativi in modo da togliere agli altri specialisti il disturbo di occuparsi di problemi concettuali . . ! E I N STEI N Lepistemologia senza contatti con la scienza diventa uno schema vuoto. .

IOK. Popper,

Poscritto alla logica della scoperta scientifica. ciI..

p. III.

/. 1 J Fondamenti? A chi interessano 21

La scienza senza epistemologia - se pure è concepibile - è primitiva e informe. " ACADEMUS

Te l'ho detto. Troverai forse qualcuno disposto a concederti verbalmente che si tratta di cose molto interessanti , ma è pura, distaccata, cortesia. Troverai qualche scienziato affermato disposto a intervenire di tanto in tanto nel dibattito, magari con un articolo divulgativo. Ma ciò non si­ gnifica che egli abbia dedicato al problema dei fondamenti un tempo, impegno, o fatica paragonabili a quelli impegnati nella cosidetta ricerca attiva. CAN DIDO

Ma se quest' argomento interessa loro così poco da non aver mai pubbli­ cato nessun articolo scientifico su di esso, perché scrivono articoli divul­ gativi su cose che non hanno approfondite? Non c'è il rischio, con questi interventi poco maturati, di confondere ulteriormente le acque? ACADEMUS

Probabilmente credono, ed io sono d'accordo con loro, che per parlare di fondamenti il buon senso e l'esperienza siano sufficienti. Qualunque buon fisico ha dovuto confrontarsi, prima o poi, con i problemi interpre­ tativi della teoria quantistica e ha dovuto trovare una sua soluzione, che gli permettesse di mettersi l'animo in pace. È chiaro che l'esposizione di queste soluzioni personali non può creare confusione, al contrario .

.

.

CAN DIDO

E come mai, nonostante questo atteggiamento ambiguo da parte dell' e­ stablishment accademico, il flusso di lavori sul problema dei fondamen­ ti sembra non accennare ad esaurirsi, anzi manifesta una tendenza ad aumentare col tempo? ACADE M U S

È chiaro che c'è una certa insoddisfazione, anche all'interno del mondo scientifico nei riguardi della situazione attuale della teoria quantistica, però non ho mai capito bene da dove essa nasca. Il

Citato in Gerald Holton. Gli scienziati hanno bisogno di una filosofia?

335. Maggio-Giugno 1993.

«II M u l i n o »

22 Urne e camaleonti

WEYL

Bisogna riconoscere che il significato della fisica quantistica nonostante i suoi successi non è ancora completamente chiaro. 12 ]AYN ES

Vorrei sottolineare la nostra motivazione: se la teoria quantistica non avesse successo dal punto di vista pragmatico, non avremmo interes­ se nella sua interpretazione. È precisamente a causa dell' enorme suc­ cesso del formalismo matematico della MQ che diventa di importanza cruciale imparare che cosa questa matematica significhi. Trovare una interpretazione fisica razionale del formalismo della MQ dovrebbe es­ sere considerato il problema di ricerca di priorità primaria nella fisica teorica. 13 . CAN D I DO

Mi piacerebbe capire le radici di queste oscurità, di queste insoddisfozioni ACA D E M U S

Ma se non sei un esperto nè di fisica, nè di matematica, come pensi di poter capire un dibattito che entra nel cuore stesso della filosofia della natura contemporanea? Non sei spaventato dagli ostacoli tecnici, dal gergo scientifico, dalle formule? CAN DIDO

Ho sempre pensato che le idee veramente importanti e profonde non possano essere troppo legate a gerghi tecnico-scientifici, o a nozioni troppo specializzate, o addirittura a formule. Si potrebbe dire che per definizione un'idea è tanto più importante e profonda quanto più vasto è il numero di persone che sono in grado di capirla partendo solo da un bagaglio culturale medio e senza esser co­ stretti ad acquisire nozioni tecniche o linguistiche specializzate. Natural12H. Weyl, Philosophy olMathematics and Natural Science, Prince[On Universiry Press, Prince[On 1949; u. il. Boringhieri, Torino 1967, p. 322. 13E.T. Jaynes, Probability in Quantum Theory, in WH. Zurek (a cura di), Complexity. Entropy and the Physics ol Information, Santa Fe InslilU[e VIII, Addison Wt:sley, I 'NO, p.385.

/. 1 l Fondamenti? A chi interessano 23

mente ciò non vuoI dire che non sia necessario impegno, concentrazione e, sopratutto, un vero desiderio di capire. Una volta date queste pre­ messe (cosa tutt'altro che facile), una qualsiasi persona di media cultura dovrebbe essere in grado di seguire un' analisi di tali idee. ACA D E M US

Tutto dipende da ciò che intendi per capire. CAN D I DO

Capire è come acquisire carta-moneta, cioè un qualcosa che puoi conver­ tire in qtialcos' altro. Non importa che un'idea scientifica sia convertita in un'altra idea scientifica, o in un brevetto, o in un investimento industria­ le. Potrebbe benissimo essere convertita in un racconto o una fantasia o anche un sogno . . . Nella teoria quantistica ho l'impressione di un patrimonio non ac­ quisibile nel senso di questa convertibilità. Stento a inserirla in quel pro­ cesso di commutazione e transfer in cui qualcosa diventa qualcos'altro. Perciò essa rimane esterna a me. ACA D E M U S

Non capisco questa tua insistenza sulla fisica quantistica. Credi forse di capire la fisica classica? CAN D I DO

Non puoi negare che la fisica classica sia di gran lunga più intuitiva di quella quantistica. ACA D E M U S

Dici cosÌ perché sei abituato alle idee della fisica classica, m a per convin­ certi del fatto che la fisica classica non è così intuitiva come sembra, ti consiglio di leggere un simpatico libro di Bozzi. 14 CAN D I D O

Andiamo! Se l a fisica classica fosse tanto lontana dall'intuito quanto l o è la fisica quantistica, come potresti spiegare il fatto che non c'è paragone tra l'immensa quantità di pubblicazioni che affrontano il problema del ­ l'interpretazione della teoria quantistica, rispetto a quelle che affrontano 14Paolo

Bozzi, Fisica ingenua, Garzanti, Milano

1 990.

24 Urne e camaleonti

lo stesso problema per la fisica classica? Non interpreti questo sforzo così grande come espressione di una insoddisfazione altrettanto grande? ACADE M US

Voglio solo dire che anche nella fisica classica esistono paradossi e cose che mal si conciliano con il senso comune. Per esempio, mi sai spiegare com'è compatibile l'irreversibilità del ciclo vitale degli esseri viventi con la reversibilità delle leggi del moto della meccanica classica? Mi sai dire cos'è la temperatura di 4 atomi ? CA NDIDO C'è una non comprensione che è solo mancanza di familiarità: vedo il quadro generale, mi sfuggono i dettagli , ma ho l'impressione che se mi applicassi, potrei gradualmente arricchire la mia visione qualitativa glo­ bale e renderla via via più precisa. Ciò per esempio accade quando il medico m i spiega perché, prima o poi, una persona è costretta a sceglie­ re tra grassi, vino e salute: pur senza seguirlo nei dettagli della chimica o della fisiologia, ho l'impressione di seguire il suo ragionamento e che, con un po' di applicazione potrei capire anche gli aspetti tecnici. Lo stes­ so potrei dire quando un fisico mi �piega gli aspetti qualitativi della legge di gravitazione. Però quando lo stesso fisico viene a dirmi che un elet­ trone passa contemporaneamente per due posti diversi, ho l'impressione di trovarml di fronte a qualcosa che rompe con tutte le categorie mentali nelle quali sono abituato a inquadrare le varie conoscenze. ACADEMUS

Se per te capire vuoI dire ridurre alle categorie della fisica classica, allora non c'è da stupirsi che la teoria quantistica, che con tali categorie rompe drasticamente, non ti risulti comprensibile. CAN DIDO

Non mi riferisco alle categorie della fisica classica, ma a quelle del pen­ siero. Il disagio cui si riferivano poc' anzi Schrodinger e Magris, nasce dall' impressione di trovarsi di fronte non a qualcosa che non so, ma a

qualcosa di incompatibile con il mio stesso modo di pensare. ACADE M U S

Sembrerebbe che per te capire una teoria fisica significhi confrontare la

1.1 1 Fondamenti? A chi

interessano

25

conoscibilità che nasce da essa con certe categorie della conoscenza uma­ na. Un punto di vista kantiano, direi . Ma non puoi certo imporre a una teoria fisica il vincolo di soggiacere agli schemi categoriali di Kant. CAN D I DO

Non puoi negare però che una teoria fisica che contravviene ad una legge elementare del pensiero, come la non contraddittorietà, è mol­ to più difficile da capirsi di altre, basate sulle tradizionali categorie del ragionamento. BROWNE

Alcuni aspetti della teoria [quantisticaJ, sfidando le regole non solo della fisica classica, ma della logica com une, sembrano affini alla magia. Nel mondo ordinario, per esempio, l'esistenza è uno stato definito; un ogget­ to o esiste o non esiste: l'uno o l'altro. Ma la teoria quantistica propone che qualcosa possa esistere e non esistere simultaneamente. 15 ACADEMUS

Non dirai mica che la teoria quantistica o la sua interpretazione sono contraddittorie! CAND I DO

Dico che pretendono di impormi una visione contraddittoria degli og­ getti naturali. ACADEMUS

Noi preferiamo dire complementare, invece che contraddittoria. Ma prima di i mbarcarci in un'analisi di questa nozione, sei sicuro che ne valga la pena? Perchè mai un non specialista dovrebbe dedicare il suo tempo ad una questione che, anche tra gli stessi fisici e matematici, interessa solo una esigua minoranza? CA N DI D O

Il fatto è che, per chiarire questo problema apparentemente cosÌ partico­ lare, sarà necessario affrontare una molteplicità di questioni di ben altra universalità: come le teorie s� ientifiche cambiano la nostra visione del mon­ do? È possibile che una intera professione, serbatoio di intelligenze e 15 Malcom

W

Browne, Quantum Theory: Disturbing Questions Remain Unsolved.

26 Urne e camaleonti

competenze raramente uguagliato nella storia dell'umanità, sbagli collet­ tivamente? Qual è il ruolo giocato dai pregiudizi storici nei modi in cui gli scienziati tentano di superare i problemi concettuali e le contraddi­ zioni che talvolta nascono dalle loro �icerche specialistiche? Se errori ci sono stati, ·quali prospettive si aprono alla scienza e alla filosofia dal loro superamento? Siamo davvero sicuri che, nei loro interventi divulgativi, gli scienziati mantengano quel rigore, non necessariamente legato alle formule e ai teoremi , che essi cercano di mantenere nei loro interventi specialistici ? È vero che la scienza contemporanea soffre di una congenita e pericolosa immaturità filosofica? Ed è vero che i filosofi della scienza, invece di intervenire energicamente in questo settore, sono confusi e pa­ ralizzati dal complesso delle formule come Renzo dal latinorum di Don Abbondio? Quale potrebbe essere un ruolo per la filosofia della natura oggi? Queste ed altre domande vorrei affrontare, ma non nella loro massi­ ma generalità, dove il rischio di confusioni e costruzioni puramente ver­ bali sarebbe grande. Imitando il metodo scientifico, nel quale il potere unificante delle idee generali emerge gradualmente dall' analisi di proble­ mi specifici, vorrei invitare chi avrà l'interesse e la pazienza di proseguire la lettura, a seguire il filo di queste domande generali attraverso l'anali­

si di un problema particolare: il problema dell'interpretazione della teoria quantistica. ACA D E M U S

Le tue domande sono troppo precise, quindi non filosofiche; gli scienziati ingenui, con la loro ansia di risolvere problemi finiscono con l'occuparsi solo di problemi che ammettono soluzione e perciò perdono il contatto con la filosofia, il cui compito è proprio quello di occuparsi dei problemi senza soluzione. CAN D I DO

È vero che nessun risultato scientifico può risolvere un problema filoso­ fico, ma è anche vero che un risultato scientifico male interpretato può creare molte confusioni filosofiche.

1.2 La quadruplice radice dell'insoddisjàzione 27

1.2

LA QUA D RUPLI CE RAD ICE D ELL'INSO D DIS FAZI O NE

C AND I DO lo credo che, oltre alla critica di fondo messa in luce da Magris al­ l'inizio del nostro dibattito, l'insoddisfazione nei riguardi della attuale interpretazione della teoria quantistica abbia una quadruplice radice: 1.

Insoddisfazione all'idea, che emerge dal principio d'indetermi­ nazione di Heisenberg, che il nostro più profondo livello di co­ noscenza dei fenomeni naturali debba essere di tipo statistico. Se il livello più profondo della descrizione umana della natura dev' essere, per motivi di principio, di tipo statistico, che conse­ guenze dobbiamo trame? Che le stesse leggi della natura sono di tipo statistico? Oppure che esse possono anche essere determi­ nistiche, ma di un determinismo inaccessibile all a conoscenza umana?

2.

Insoddisfazione per l'asserto che l a teoria quantistica c i obbli­ ghi ad abbandonare la nozione di realtà obiettiva, i ndipendente dall' osservatore. Quest' abbandono, oltre al fatto di essere psicologicamente gra­ voso, pone l'interpretazione della teoria quantistica in contrad­ dizione con la nostra percezione sperimentale del mondo ma­ croscopico e, ciò che è più grave, con certi postulati fondamen­ tali della teoria della relatività, quali la località e la causalità. Ci si chiede: queste contraddizioni sono solo una questione di interpretazione, oppure sono qualcosa di sperimentalmente osservabile, che riguarda il mondo reale?

3.

Insoddisfazione per la teoria quantistica della misura. L'idea che gli oggetti naturali abbiano solo un' esistenza virtuale, che viene portata alla realtà dall'intervento di un osservatore esterno, è dura da accettarsi.

4.

Insoddisfazione per il carattere non intuitivo del modello mate­ matico della teoria: perché gli stati di un sistema fisico devono

28 Urne e camaleonti

essere descritti da queste complicate funzioni d'onda, che rela­ zioni hanno questi complessi oggetti matematici con la realtà fisica? ACADEMUS In effetti è vero che stenta a decollare, tra gli stessi fisici professionisti, la formulazione di uno specifico intuito quantistico che rimpiazzi quello classico. Al contrario, una gran parte dei fisici attivi preferisce servi rsi del modello basato sul cosidetto integrale sui cammini di Feynman che, ancora oggi, resta un potentissimo strumento euristico poiché, essendo basato su nozioni familiari di meccanica classica, parla all'intuito, ma a causa di certe proprietà tecniche patologiche, 16 finora non è riuscito a diventare uno strumento matematico altrettanto potente quanto, per esempio l'integrale di Wiener, a cui esso era ispirato.

La fisica quantistica supera quella classica, ma l'intuito del fisico si appoggia ancora alla fisica classica. CAN DIDO Tutto ciò è naturale, ma occorre non dimenticare che anche la geometria moderna supera quella euclidea, eppure tendiamo a vedere questi spazi non euclidei come tanti pezzettini di spazi euclidei incollati insieme a formare qualcosa che, globalmente non è più euclideo. In questo sen­ so anche la formazione dell'intuito del geometra astratto si appoggia alla geometria euclidea classica. Quello che chiamiamo intuito è una catego­ ria storica, non logica o fisiologica. Superare i pregiudizi dell'intuito attra­ verso la ragione è l'essenza stessa della scienza. D'altra parte se c'è qualcosa di assolutamente indispensabile alla scoperta, questa è l'intuizione. ACADEM US Ciò che sembra intuitivo ai fisici o ai matematici di oggi sembrerebbe selvaggiamente astratto a un fisico o a un matematico del '700 . Compito della scienza non è confermare il vecchio intuito, ma creare il nuovo. Se 1 6 Comparsa di massa all'infinito, non validità del passaggio al limite d'in tegrale ...

SO((O

il segno

/.2 La quadruplice radice dell'insoddisfazione 2 9

una teoria funziona mirabilmente e ci fa fare delle scoperte profonde e utili, che senso ha parlare di anti-intuitività? Se la natura è fatta in un certo modo devi essere tu ad adattare il tuo intuito alle sue leggi e non ha senso recriminare poiché tali leggi mal si adattano al tuo intuito. CAN D I D O

Figutiamoci se ho voglia di contestare al Grande Vecchio la sua sottigliez­ za. Ma secondo me, se si continua a usare un modello che non si capisce la scienza finisce con inaridirsi. ACAD EMUS

Come fai a parlare di un modello che non si capisce? Migliaia di fisici e ingegneri lo usano ogni giorno e la messe di risultati che da esso con­ tinuano a trame è tale che parlare di non comprensione è veramente stupefacente. CAN D I DO

Non mi sembra di essere il solo a pensarla in questo modo

.

.

.

B ELL

nonostante la fondamentale oscurità della meccanica quantistica. nostri teorici passano indisturbati attraverso quest'oscurità . . . sonnam­ buli?l7 CAN DIDO

C'è una bella differenza tra l'uso (sia pur proficuo) di un modello e la sua comprensione. Puoi insegnare a uno a premere certi tasti del computer per azionare un programma e ciò può essere utile. Non è necessario che egli abbia una idea generale dell' archittetura del software che sta usando. Egli può trovarlo utile pur senza raggiungerne la comprensione. Si può parlare di comprensione quando il modello matematico discende ed è in qualche modo univocamente determinato dalle richieste fisiche soggiacenti. ACAD E M U S

Capisco, intendi parlare delle assiomatizzazioni. Gli assiomi sono gli enunciati dei principi fondamentali su cui la teoria si basa, e il processo 17 «Phys.

Rep.» 1 37 ( 1986), pp.

7-9.

30 Urne e camaLeonti

deduttivo mostra che da questi principi è possibile costruire il modello matematico. Ma di assiomatizzazioni della teoria quantistica ce ne sono moltissime, non hai che l'imbarazzo della scelta . . . Noi fisici le conside­ riamo con una certa sufficienza: cose magari eleganti, ma giochi formali privi di sostanziale interesse. Le lasciamo ai matematici, o a quelli di noi che vogliono cambiare mestiere. CAN D I D O Quasi tutte queste assiomatizzazioni (tranne una, d i cui parleremo in seguito) a un certo punto introducono dei postulati, tanto lontani dal­ l'avere un'interpretazione fisica da vanificare del tutto la pretesa di aver dedotto il modello da richieste fisiche. Quindi, se a tutt' oggi siete inca­ paci di dedurre la struttura del modello che usate quotidianamente da richieste fisiche cioè da ipotesi sulla natura, vuoi dire che non lo capite a sufficienza. ACA D E MUS Ti ripeto che questo tipo di comprensioneformale non interessa i fisici. CAN D I DO Non capisco cosa ci sia di formale nel tentativo di individuare e rendere esplicite quelle ipotesi sulla natura che sono responsabili dell' apparizione di un modello matematico che voi applicate continuamente e sulla cui utilità nessuno ha dubbi. ACADEMUS Questo tentativo riguarderà la filosofia, ma certo non la fisica. Ti ho già detto che i fisici seri non si occupano di queste cose. PAR I SI

Attualmente la ricerct'. in questa direzione non è molto attiva, sia per mancanza di idee nuove sia per il carattere epistemologico della que­ stione, dovuto anche all'impossibilità di fare un esperimento per veri­ ficare un'interpretazione e quindi di decidere quale sia l'interpretazione corretta. 18 18G.

Parisi, Fisica contemporanea, in Enciclopedia delle Scienze Fisiche, II (I 993), voce: Fisica.

ciclopedia Italiana, VoI.

Istituco dell'En­

1.2 La quadruplice radice dell'insoddisfozione 31

CANDIDO

Non capisco quest' affermazione: dopo che la maggioranza dei fisici, per anni, ha proclamato a tutto il mondo - e insegnato a generazio­ ni di studenti - che l'interpretazione ortodossa della teoria quantistica è l'unica compatibile con i dati sperimentali disponibili, adesso parla­ no dell' impossibilità di fare un esperimento per verificare un'interpretazio­ ne senza spiegare perché una tesi tanto autorevolmente diffusa, e per tanti anni, era sbagliata e perché ancora oggi si continui a finanziare esperimenti che riguardano l'interpretazione della teoria quantistica. ACADEMUS

Ne parli come se tu non li incoraggeresti, se dipendesse da te. CANDIDO

Al contrario, come è bene che i teoremi importanti abbiano molte dimo­ strazioni, così è bene che i risultati fisici importanti siano confermati da molti esperimenti. Vorrei solo che ci fossero meno declamazioni, meno sensazionalismo e più rigore nell'interpretazione di questi esperimenti. ACADEMUS

Molti fisici, negli ultimi anni, hanno dichiarato di aver fatto esperimenti per verificare l'interpretazione ortodossa della teoria quantistica. A sua volta, tale interpretazione è stata costruita inquadrando dati sperimen­ tali molte volte confermati. In questo senso diciamo che la validità di quest'interpretazione si può dimostrare. CAN DIDO E se qualcuno dimostrasse che la dimostrazione è sbagliata? ACADEMUS

Per far ciò occorrerebbero idee totalmente nuove rispetto a quelle che da anni sono in circolazione. Ma, come hai appena sentito, oggi alcuni lamentano una mancanza di idee nuove. CAN DIDO

Talvolta si confonde la mancanza di idee con la mancata conoscenza di queste idee. Ma supponi che qualcuno dimostri che tutto il comples­ so apparato della t"!oria quantistica è conseguenza di pochi presupposti fisicamente significativi e che tra questi non figuri in alcun modo l'affer-

32

Urne e camaleonti

mazione che gli oggetti non guardati non esistono. Non sarebbe sufficiente per smantellare quell ' alone di mistero e quelle sovrastrutture metafisiche che si sono costruite intorno a questa teoria? ACADEMUS Non so se questo sarebbe un vantaggio per noi . . . Comunque per far ciò occorrerebbe una ricerca estremamente attiva in questo campo, che né io né i miei colleghi vediamo . . . CANDIDO E non potrebbe essere che l'abitudine a insegnare che le cose non guarda­ te non esistono vi stia portando a considerare inesistenti quelle cose che non vedete? Non rischiate di essere cosÌ impegnati a dimostrare che ciò che fate è importante da non avere più il tempo e la mentalità per capire le cose importanti? Sarei proprio curioso di sapere se i fisici contemporanei abbiano smesso di occuparsi dell'interpretazione della teoria quantistica per­ ché hanno risolto il problema, o perché hanno chiuso lo scheletro nell'armadio e buttato via la chiave. ACADEMUS Che domande! È ben noto che il problema è stato da tempo risolto. Chiedi a un qualunque mio collega e vedrai che, in una breve chiacchie­ rata, ti spiegherà la soluzione. Se non hai voglia di chiacchierare, leggi un libro o un lavoro. Non hai che l'imbarazzo della scelta tra l'immensa letteratura sull ' argomento. ]AYN ES I difensori dell'interpretazione di Copenhagen hanno fatto sfoggio di una suprema sicurezza nella irreprensibilità delle loro posizioni, ma ciò non li ha messi in grado di dare a noi altri alcuna spiegazione razionale del perché non ci sono difficoltà. 19 CANDIDO Ho provato a leggere molti libri e a chiedere a moltissime persone. I mi­ gliori libri su questo tema sono stati scritti da non specialisti i quali nei 19E.T. Jaynes. Probability in Quantum Theory. ci!., p. 38 5.

/.2 La quadruplice radice dell'insoddisfazione 33

casi più fortunati hanno potuto descrivere con lucidità e completezza le varie posizioni senza però riuscire a discostarsi di molto da una cronaca neutrale che tende a mettere sullo stesso piano cose vere ma insignifican­ ti e osservazioni profonde, vuote speculazioni metafisiche e importanti scoperte sperimentali, analisi concettuali e aneddotica storiografica. In molti libri mi ha scotaggiato l'assenza di una via di mezzo tra una montagna di affermazioni non motivate, e una selva incomprensibi­ le di simboli, dinanzi ai quali continuavo a chiedermi: supponiamo che io foccia lo sforzo di districarmici, quanto ne saprò di più dopo? Per quanto ri­ guarda le conversazioni invece, è accaduto proprio come dici tu: ciascuno mi ha detto che il problema non esiste e mi ha spiegato dettagliatamente perché. ACA D E M U S E allora che altro vuoi? CAN D I D O I l fatto è che h o avuto quasi altrettante risposte i n contraddizione l'u­ na con l'altra quante sono state le persone da me interpellate. Tutti gli esperti sembrano d'accordo sul fatto che il problema è stato risolto. Ma le spiegazioni sembrano annullarsi e contraddirsi a vicenda. Il risultato è che sono più confuso di prima. Ho avuto l'impressione di una mol­ teplicità frastagliata di posizioni con scarsissimi tentativi di mediazione o anche solo di comunicazione. In molti casi, formalismi matematici astratti e complessi mi sono sembrati motivati da un' analisi concettua­ le frettolosa e talvolta decisamente superficiale, quasi che la ricerca sui fondamenti non sia che un pretesto per dimostrare teoremi matematici e non, viceversa, h matematica uno strumento per la chiarificazione delle idee. ACA D E M U S Chissà con chi hai parlato. L a maggioranza degli scienziati h a s u que­ sto problema un' opinione ben precisa e non è certo per caso che si è raggiunto un consenso su questa posizione. D ' ES PAGNAT ... alcuni enunciati mutuamente contradittori sono ancora oggi pubbli-

34 Urne e camaleonti

ca ti in questo campo dai fisici più competenti 2 ? .

] AYN E S

. . . in tutti questi anni mi è sembrato ovvib per le stesse ragioni - per cui era sembrato tale ad Einstein e Schrodinger - che l'interpretazione di Copenhagen è una massa di contraddizioni e irrazionalità e che, mentre la fisica teorica può naturalmente continuare a fare progressi nei detta­ gli matematici e nelle tecniche computazionali, non c'è alcuna speran­ za di ulteriori progressi nella nostra com pensione della Natura a livello fondamentale fino a che questo pasticcio concettuale non è chiarito. 2 l CANDI DO

Maggioranze, opinioni, consensi . . . non capisco questi riferimenti. Non sarà mica che ai tempi nostri le verità scientifiche si affermano per alzata di mano! Non sarebbe sufficiente produrre sensate esperienze e rigorosi ragionamenti per distinguere chi ha ragione e chi sbaglia? ACA D E M U S

L a tua visione della scienza è davvero ingenua, l a definirei una visione vetero-gafileiana. [epistemologia scientifica contemporanea è molto più sofisticata. C A N D IDO

Vuoi dire che non si insegna più ai giovani che, mediante sensate esperien­ ze e rigorosi ragionamenti è possibile distinguere tra una tesi giusta e una sbagliata? ACA D E M U S

Siamo solo diventati più prudenti e più sofisticati. Condividiamo, con molti filosofi, una simpatia per il pluralismo dei punti di vista e diffidia­ mo di quelli come te che manifestano posizioni intolleranti e assolutiste pretendendo di avere tutta la ragione per sé e di lasciare il torto agli altri. CAN D I DO

Che c'entrano l'intolleranza e l'assolutismo? Se la scienza rinuncia al ten­ tativo di distinguere le idee giuste da quelle sbagliate e si rifugia in un ac­ comodante relativismo, cosa resta del razionalismo scientifico? Del resto d' Espagnat, Conceptions de la physique contemporaine, Herma n n , 1 96 5 , p. E . T. Jaynes, Probability in Quantum Theory, cit., p. 385.

20B. 21

I l.

1.2 La quadruplice radice delf'insoddisjàzione 35

quando Galilei polemizzava con gli aristotelici e iloro seguaci nel mondo scientifico, gli era chiarissimo chi aveva ragione e chi torto. Riteneva che si fossero costruiti un mondo in cui la gestione del sapere era divenuta assolutamente predominante rispetto alla creazione del sapere, con ovvie conseguenze sui messaggi che i giovani recepivano sin dall'inizio del loro tirocinio scientifico. Si scagliava contro coloro che scambiavano l'oscurità e il gergo con la profondità; che avevano imparato ad applicare, anche con un certo successo, delle tecniche elaborate dalle generazioni precedenti, ma azio­ navano una macchina senza interesse ai suoi meccanismi e, con atteg­ giamento più da mercanti che da scienziati, raccoglievano le uova d'oro senza chiedersi com' era fatta la gallina che le produceva. Prevedevano e

usavano, ma non capivano . . . Insomma, lui se la prendeva con i gestori del sapere della sua epo­ ca, che accusava di utilizzare l'autonomia accademica per fare nel loro micromondo ciò che a gran voce rimproveravano ai politici di fare nel macromondo. ACADEMUS Hai proprio ragione! Il mondo scientifico, ai tempi di Galilei, aveva dav­ vero tutti questi difetti. È proprio una fortuna che oggi questi problemi non esistano più . . . Comunque ciò che è accaduto negli ultimi anni relativamente ai pro­ blemi interpretativi della teoria quantistica può essere spiegato anche al­ l'interno della tua primitiva visione epistemologica: nuovi risultati teorici hanno gettato una nuova luce sul problema suggerendo ulteriori esperi­ menti. Tali esperimenti sono stati eseguiti e le previsioni della teoria quantistica sono state confermate oltre ogni ragionevole dubbio. CAN D I D O Sono state confermate l e previsioni della teoria o l'interpretazione cor­ rentemente adottata per essa? ACADEMUS Non capisco come fai a scindere le due cose: è chiaro che le previsioni di una teoria vengono fatte sulla base dell'interpretazione di essa.

36 Urne e camaleonti

CAN D I DO È vero, ma in ogni scienza che studia la natura, ci sono due tipi di af­ fermazioni: uno che riguarda i risultati di possibili misure, un altro che riguarda la visione d'insieme di quella parte della natura che è oggetto di questa scienza. Nel caso della teoria quantistica, io sono abbastanza sod­ disfatto per quanto riguarda il primo tipo di risultati, molto insoddisfatto per quanto riguarda il secondo. ACADEMUS Insomma, tu riconosci la validità delle previsioni della teoria quantistica, la ricchezza e la profondità delle scoperte effettuate usando questa teoria, l'importanza applicativa e tecnologica di queste scoperte, eppure ti di­ chiari insoddisfatto della situazione della fisica contemporanea in nome di una non meglio precisata visione d'insieme che tu, in qualche modo che per ora mi resta oscuro, colleghi con l'interpretazione della teoria. Non ti pare di stare abbandonando quel sentiero di chiarezza cri­ stallina che contraddistingue, o dovrebbe contraddistinguere, i dibattiti scientifici, per addentrarti nelle paludi nebbiose della filosofia? CAN D I DO Ma è proprio l'ansia di chiarezza e di razionalità che motiva le mie rifles­ sioni. Sento una gabbia di rigide codificazioni imprigionare il corso di un pensiero che altrimenti potrebbe scorrere armonioso e fluente. ACADEMUS Ancora vaghezze! Sembra che tu stia girando intorno a un argomento, senz' avere il coraggio di arrivare al punto. È chiaro che tu ritieni che esi­ stano delle difficoltà nell' attuale interpretazione della teoria quantistica. Non potresti essere un po' più preciso sulla natura di queste difficoltà? CAN D I DO La parola difficoltà mi sembra un eufemismo. Diciamo che sarei con­ tento se qualcuno mi aiutasse a trovare una risposta chiara alle seguenti domande: DOMANDA (1) È vero che l'affermazione: le proprietà degli oggetti non hanno una esi-

1.2 La quadrup lice radice dell 'imoddisfozione 37

stenza obiettiva, indipendente dall'o sservatore, ma solo un eSistenza vir­ tuale che diventa attuale nel momento della misura è accettata dall'interpretazione dominante della fisica contemporanea? -

DOMAN DA (II) Supposto che la risposta alla DOMAN DA (I) sia affermativa, su quali evidenze sperimentali è basata tale affermazione? DOMAN DA (III) È vero che da quest'affermazione si possono dedurre conseguenze che mettono in mutua contraddizione alcuni dei principi fondamentali della fisica contemporanea? DOMAN DA (IV) Supposta la validità dei dati sperimentali menzionati alla DOMAN DA (II) , è sicuro che non esistano altri modi, meno dolorosi che l'abban­ dono della realtà obiettiva o di altre fondamentali proprietà fisiche, per interpretare queste evidenze sperimentali ? ACA D E M US Che tono perentorio! Non vorrai mica metterci sotto accusa? Non lo accetteremmo, sopratutto da uno come te, fuori dal nostro ambiente: se anche ci fosse qualche problemino, i panni sporchi si lavano in famiglia. POPPER vorrei spiegare i motivi per cui ho criticato alcuni fisici verso i quali nutro la massima ammirazione. Si è verificata una situazione molto seria. La generale atmosfera anti­ razionalista, che è diventata una delle maggiori minacce del nostro tem­ po e che è dovere di ogni pensatore che abbia a cuore le tradizioni della nostra civiltà combattere, ha portato a uno dei più preoccupanti deterio­ ramenti degli standard della discussione scientifica. Essa è interamente connessa con le difficoltà della teoria o, piuttosto, non tanto con le difficoltà della teoria in se stessa, quanto con quelle delle nuove tecniche che minacciano di inghiottire la teoria. Ha avuto inizio con i brillanti giovani fisici che si gloriavano della loro padronanza degli strumenti e �

Urne e camaleonti

38

guardavano dall' alto in basso noialtri dilettanti che dovevamo penare per capire ciò che essi andavano dicendo e facendo. È diventata una minaccia quando questo atteggiamento si è cristallizzato in una sorta di etichetta professionale. Ma i più grandi fra fisici contemporanei non adottarono mai un si­ mile atteggiamento. Questo vale per Einstein e per Schrodinger, ed an­ che per Bohr. Essi non si gloriarono mai del loro formalismo, ma ri­ masero sempre dei ricercatori, solo troppo consci della vastità della loro ignoranza. 22 ACA D E M U S È una provocazione attribuire affermazioni metafisiche proprio alla fisi­ ca, cioè alla scienza che più di ogni altra ha contribuito al superamento del dogmatismo e della cattiva metafisica nonché ad ancorare il pensiero scientifico ai dati sperimentali e al continuo confronto critico tra la teoria e il mondo esterno. CAN D I D O Non s i tratta di provocazione, m a d i storia del nostro secolo, dei nostri anni. ACA D E M US Mica male come presunzione! CAN D I D O Credo che Popper s i riferisca al fatto che non solo la molteplicità dei punti di vista all'interno dello stesso mondo scientifico, ma anche l'in­ capacità di separare gli aspetti concettuali del dibattito dall' arduo for­ malismo matematico o dalla conoscenza di fenomeni fisici molto al di là dell'esperienza quotidiana, abbiano contribuito non poco a tenere questa problematica lontana dal mondo dei non specialisti, impedendo con ciò una più profonda penetrazione della concezione quantistica della natura nel tessuto culturale della nostra epoca. ACADEMUS E come vorresti superare questa impasse? 22

K.

Popper, Poscritto alla logica della scoperta scientifica, ci t . ,

p. 1 62 .

1.2 La quadruplice radice dell'insoddisfazione 39

CAN D I DO Secondo me è necessario avviare un tentativo volto da una parte a ricucire up rapporto tra la ricerca attiva e l'indagine sui fondamenti, dall' altra a su­ perare le ostruzioni puramente linguistiche che scoraggiano chi, pur non essendo direttamente coinvolto nella ricerca scientifica, potrebbe essere interessato a comprendere almeno gli aspetti qualitativi della rivoluzione quantistica e disposto per questo al necessario impegno intellettuale. ACAD E M U S Molti c i hanno provato a realizzare questa impresa. In che cosa pensi che il tuo tentativo possa essere migliore o almeno diverso dai tanti che lo hanno preceduto? CAN D I D O Un primo passo i n questa direzione potrebbe essere una rivalutazione del rigore concettuale, che riguarda il modo di porsi di fronte ai concetti, di analizzarli nelle loro mutue relazioni e di criticarli (cioè di distinguere in essi gli aspetti di rappresentazione del mondo da quelli di pregiudizio) rispetto al rigore formale, che è legato al linguaggio della matematica o a conoscenze di specifici fatti sperimentali. Una tale rivalutazione non servirebbe solo a incrementare la comuni­ cabilità del discorso scientifico verso l'esterno, ma potrebbe avere un suo ruolo chiarificatore anche nel dibattito interno al mondo scientifico. Infatti l'analisi dei classici del pensiero scientifico ci mostra come, an­ che a livello tecnico, i momenti di maggiore rigoglio siano stati quelli in cui si è riusciti a stabilire un rapporto corretto tra problematica generale e particolare, tra attività speculativa e attività tecnica, e non quelli in cui questo rapporto è stato rotto a favore di una di queste attività (qualunque essa sia) . ACADEMUS Mi sembra molto improbabile che la stessa ricerca scientifica possa trarre benefici da un' analisi che tu stesso riconosci essere puramente concettuale e filosofica. E poi la teoria quantistica ha avuto una tale mole di successi che nessuno si aspetta che il quadro concettuale da essa proposto cambi radicalmente, almeno nel prossimo futuro.

40 Urne e camaLeonti CA N D I D O

l o certamente non m e l o aspetto. Sono convinto che sia uno delle più grandi conquiste dell'umanità. Eppure qualcosa deve cambiare nella sua interpretazione. ACA D E M U S

Posizione sterile la tua. Supponi, per puro amore d'ipotesi, che la mag­ gioranza dei padri fondatori della teoria fose stata d'accordo con te. Che cosa pensi che avrebbero dovuto fare? Smettere di tàre fisica fino a che i problemi interpretativi della teoria quantistica non fossero stati chiariti ? Dove sarebbe la fisica ora se aves­ simo fatto così oppure se, prima di noi, una cosa simile l'avessero fatta gli scienziati che si dovettero confrontare con le difficoltà concettuali le­ gate all'azione a distanza newroniana o al significato degli infinitesimi nell' allora nascente analisi matematica? CAN D I DO

Forse l'analogia tra la posizione assunta dalla maggioranza dei fisici con­ temporanei nei riguardi dei fondamenti della teoria quantistica e quel­ la assunta dalla maggioranza dei matematici del '700 nei riguardi della nascente analisi matematica, le cui fondamenta sembravano minate dai problemi sollevati dal concetto (allora) mal definito di infinitesimo, può davvero essere utile a chiarire cosa intendo. Tale posizione è sintetizzata dal famoso detto di D'Alembert: Calcu­ lez, calculez, la fai vous viendra, ed esprime molto chiaramente non solo l'idea che una teoria coronata da tanti successi - come allora l'analisi e oggi la teoria quantistica - non può essere infondata, ma anche la convizione che in alcuni casi, per la chiarificazione dei fondamenti di una teoria, uno sviluppo interno, un potenziamento e una diversificazio­ ne delle sue tecniche e delle sue applicazioni, può essere più utile di un attacco diretto al problema dei fondamenti. ACA D E M U S

E allora d i che t i lamenti? Come l a storia h a dato ragione a i matematici del '700, così darà ragione ai fisici del '900.

1.2 La quadruplice radice dell'insoddisfazione 4 1

CAN D I D O Sì, m a affinchè ciò avvenga occorre che i fisici d i oggi affrontino final­ mente il problema e liberino il campo dalle vaghezze, dalle confusioni, dalle contraddizioni e soprattutto dalle ideologie. Come hanno fatto i matematici dell'800 per l'analisi matematica. ACA D E M U S E quali benefici secondo t e potrebbero venire alla ricerca attiva d a una analisi filosofica come quella che tu proponi? CAN D I DO Mi attendo che, come il secondo periodo di rigoglioso sviluppo dell'ana­ lisi matematica si aprì all'insegna della chiarificazione razionale di quei concetti di limite, convergenza, infinitesimo, che D'Alembert aveva in­ citato ad usare senza soccombere a una critica paralizzante, così , anche nella teoria quantistica, il superamento della fase del puro uso giustifi­ cato a posteriori dai risultati, e l'avvento di una più profonda compren­ sione del rapporto tra modello matematico e realtà fisica, possa essere accompagnato da un nuovo, rigoglioso, sviluppo della teoria stessa. ACADEMUS Una lodevole speranza, ma pensi davvero che un tale processo di chia­ rificazione possa aver luogo al di fuori delle riviste specialistiche, dei convegni per iniziati? CAN D I D O Ne sono convinto poiché u n aspetto importante di questa chiarificazione dovrà necessariamente riguardare quella terra di nessuno in cui il linguag­ gio scientifico si raccorda con il linguaggio comune e contribuisce alla formazione di quei concetti e quei programmi che, pur non essendo pro­ priamente scientifici hanno, come ha dimostrato I. Lakatos, 23 una forte influenza sullo sviluppo della scienza. ACADEMUS Questa via non è percorribile, è un'utopia tanto nobile quanto astratta. 23Cfr. Critica e crescita della conoscenza, a cura di G. Giorello, Feltrinelli, Milano

1 976.

4 2 Urne e camaLeonti

CAN D I D O

Che cosa c'è di tanto utopico nella mia proposta? ACA D E M U S

L'utopia della possibilità di un raccordo con il linguaggio comune, tra­ scura uno dei dati più caratteristici dell' attuale situazione storica, cioè la cresc�!1te divaricazione dei linguaggi. Quella terra di nessuno di cui parli esiste soltanto nella tua fantasia, poiché questa divaricazione non dipende dai vezzi e dalle mode degli specialisti, ma dalla esigenza di rigo­ re e dall'ampliarsi del lessico proprio delle singole discipline (gergo). Il prezzo da pagare per uscire dalla ristretta cerchia degli specialisti è inac­ cettabile: occorrerebbe sacrificare il rigore del linguaggio formalizzato all'inevitabile vaghezza del linguaggio comune . . . CAN D I D O

L a vaghezza, d i cui diffidi, non appartiene soltanto a l linguaggio co­ mune ma anche al linguaggio formalizzato, la cui apparente scientifi­ cità in realtà è del tutto illusoria fino a quando le formule non vengono

interpretate. ACA D E M U S

Come fai a dire una cosa del genere quando, da Galilei in poi, tutti gli scienziati concordano sul fatto che il libro della Natura è scritto in linguaggio matematico? D'altra parte, se non vorrai limitare il dibattito ai soli specialisti, non potrai servirti del linguaggio matematico e quindi il tuo discorso non potrà avere il rigore un discorso scientifico. CAN D I D O

Anche se Galilei ha lasciato nel vago chi lo scrive questo libro (e su questo punto platonici e convenzionalisti litigano ancora) , non ho dubbi sul fatto che il libro della natura sia scritto in linguaggio matematico, ma gli uomini non pensano in linguaggio matematico e perciò nel momento in cui questo libro vogliamo leggerlo, cioè tradurlo nel lessico del linguaggio comune, di fatto introduciamo nel testo le ambiguità e gli idola fori dovuti alla dimensione storica di quest'ultimo.

/.2 La quadruplice radice dell'i nsoddisfozione 4 3 ACA D E M U S

Allora non resta che diffidare di tutti gli schemi interpretativi e limitarsi a considerare il solo schema matematico, se è vero che al di fuori di questo ci sono solo ambiguità e pregiudizi. CAN D I D O

Il rigore assicurato da un modello matematico è un rigore formale il cui scopo è di assicurare la coerenza interna (o, come si dice in gergo, la consistenza) del modello. Ma la consistenza di un modello non basta ad assicurarne l'applicabilità al mondo fisico; per es. , il modello newtoniano non è meno consistente di quello relativistico o di quello quantistico. Non si può decidere dell' applicabilità di un modello senza affrontare il problema della sua interpretazione. ACA D E M U S

Ma se per far ciò non potremo servirci del gergo tecnico, ci esporremo al rischio di essere sommersi in una valanga di inconcludenti chiacchiere: roba per umanisti, per critici d'arte . . . non per noi scienziati. CAN D I D O

Non è detto. I l rigore che auspico per la nostra discussione non può essere formalizzato completamente in uno schema matematico, proprio perché si riferisce al rapporto tra gli schemi matematici e il linguaggio in quanto significante, quindi in ultima analisi alla storia, e questi re­ ferenti non possono essere formalizzati nel senso delle teorie assiomati­ che. Si tratta insomma di un rigore nella trattazione di argomenti non

rigorosamente definiti. Il fatto che questa componente del rigore scientifico sia stata abba­ stanza sottovalutata è una delle radici di quello squilibrio tra gli aspetti tecnici da una parte e quelli storici o aneddotici dall' altra che si può ri­ scontrare nella massima parte delle esposizioni divulgative dei problemi relativi all'interpretazione della teoria quantistica. ACA D E M U S

Ma i problemi di questa teoria, relativi a quello che tu chiami il rigore formale cioè la costruzione del modello matematico e la dimostrazione della sua coerenza interna - sono stati risolti nella fase iniziale dello sviluppo della teoria, cioè fin dal 1 932. -

4 4 Urne e camaleonti CA N D I D O

Questo è vero solo in parte. Inoltre i problemi in cui il rigore concettuale avrebbe dovuto giocare un ruolo preminente - cioè l'interpretazione e i fondamenti della teoria - sono ancora oggi oggetto di dibattito. ACA D E M U S

Ma quale interesse possono avere questi problemi dato che essi non ri­ guardano nè l'uso della teoria quantistica in alcuna delle sue molteplici applicazioni, nè alcuno dei numerosi e fondamentali problemi aperti che costituiscono l'oggetto della più avanzata ricerca contemporanea? CAN D I D O

Essi non riguardano l a ricerca, bensÌ la relazione d i questa con l a nostra rappresentazione concettuale della natura. Qual è oggi lo stato di questi problemi? Quali progressi sono stati compiuti relativamente ad essi in più di cinquanta anni di sviluppo della teoria? È possibile parlare di una concezione quantistica della natura, così come si parla di concezioni meccanicistiche, energetistiche, vitalistiche, rdativistiche? E, se la risposta a quest'ultima domanda è affermativa, quali sono i caratteri distintivi di questa concezione rispetto alle altre? È in questo senso che ci chiediamo: come la teoria quantistica ha cambiato

la nostra visione del mondo? ACA D E M U S

Non mi riconosco nel tuo modo di formulare queste domande, non I � ritengo interessanti, e non mi sembra siano collegate con la letteratura che conosco sui fondamenti della teoria quantistica, che non è poca. CAN D I D O

Nessuna d i queste domande è nuova. Non m e l e sono inventate io. Esse sintetizzano i problemi emersi in molti anni di dibattito sul problema dell'interpretazione della teoria quantistica. Tutti i più noti protagonisti della scienza contemporanea, Einstein, Heisenberg, Bohr, Schrodinger, hanno affrontato a più riprese questi problemi. ACA D E M U S

Allora la cosa migliore è parlare direttamente con questi protagonisti. È l'unico modo di comprendere cosa ha spinto . . .

1.3 Che dicono i fisici? 4 5

PUTNAM . . . quasi tutti i fisici ad abbandonare la ricerca per una teoria di varia­ bili nascoste di successo 24 e ad abbracciare la estremamente antiintuitiva interpretazione di Copenhagen 2: •

1. 3

•

C H E D I C O N O I FIS I C I ?

CAN D I DO Cominciamo a sentire che pensano fisici dell' esistenza della realcà oggettiva. ACADEM US Sta attento che per convincermi che i fisici hanno rinnegato l'esistenza della realcà oggettiva non ti basterà citarmi qualche frase di singoli, sia pur famosi, scienziati. È ben noto che ogni individuo ha le sue idee e non è detto che, perché uno ha fatto una importante scoperta, non possa poi avere delle ·idee balzane (ti potrei citare ben più di un esempio . . . ) . Inoltre è anche ben noto che isolando certe frasi dai contesti i n cui sono state pronunciate o scritte, un abile manipolatore potrebbe far dire qualsiasi cosa a chiunque. Per convincermi dovrai esibirmi una panora­ mica ampia e completa, che spazi dalla letteratura divulgativa a quella filosofica, passando per le riviste specialistiche, le monografie, gli atti di congressi, i libri di testo e perfino i settimanali e i quotidiani. CAN D I D O l o spero che riusciremo a fare molto d i più, cioè a ricostrui re quei fili, spesso invisibili, che dai convegni e le pubblicazioni specialistiche arriva­ no fino ai quotidiani e ai settimanali. Spesso attraverso questi fili le idee 24 Per

molti oppositori dell'interpretazione ortodossa, il termine teoria di variabili sinonimo di ritorno al realismo. La tesi sostenuta nel presente saggio sarà, come vedremo, diversa. 25 H. Pumam, A Philosopher Looks at Quantum Mechanics, pubblicato per la prima vol­ ta in Robert G. Colodny (a cura di) , Beyond the Edge ofCertainty: Essays in Contemporary Science and Philosophy, 1 96 5 , item 1 1 . nascoste

è

46 Urne e camaleonti

della scienza arrivano a un pubblico non specialista. Talvolta dei colossa­ li fraintendimenti assurgono al ruolo di verità e i paladini della ragione diventano inconsci propagatori di irrazionalismo. ACA D E M U S

Si, l o s o bene, questi giornalisti, questi divulgatori di professione, travi­ sano il nostro pensiero. Per interessare il pubblico omettono cose essen­ ziali, inventano paragoni fuorvianti . . . Questa divulgazione scientifica secondo me è una velleità che non esiste. CAN D I D O

lo leggo molti libri di divulgazione scientifica. Trovo che non solo aiuti­ no a uscire dalla cella dello specialismo, ma siano di stimolo nelle stesse ricerche specialistiche. La mia impressione è che in media essi non tra­ visino, ma al contrario esprimano correttamente ciò che viene comune­ mente creduto in una data disciplina. Questo almeno ho potuto consta­ tare nelle cose di cui ho competenza diretta. Viceversa, più d'una volta ho avuto l'impressione che fossero proprio gli addetti ai lavori a travisa­ re il senso della comunicazione scientifica, tentando di trasformarla in un megafono o in un annuncio pubblicitario per ricerche settoriali o per punti di vista faziosi. ACA D E M U S

Non puoi attenderti che la gente accetti affermazioni del genere a meno che tu non sia in grado di documentare la posizione degli scienziati più citati e più quotati e di dimostrare che, in tale posizione, essi non rappre­ sentano solo loro stessi ma l'intera professione. Quanto ai giornali e alla stampa divulgativa, non sarà certo sufficiente prendere a caso due o tre citazioni, ma dovrai mostrare che praticamente la totalità dei professio­ nisti del giornalismo scientifico che si sono occupati del problema hanno fatto da cassa di risonanza a queste posizioni. CAN D I D O

E che altro avrebbero potuto fare? Un professionista della comunicazio­ ne scientifica non può certo sostituirsi agli esperti per quanto riguarda il contenuto. Al massimo potrà esporre punti di vista differenti ma, proprio per serietà professionale, quando si trova di fronte a una unità monoli-

13 Che dicono