Shutterstock

Immagina di aprire il giornale del fine settimana e di cercare il Sudoku tra le pagine del puzzle. Passi la mattinata a lavorare su questo puzzle logico, solo per rendersi conto che negli ultimi quadrati non c'è un modo coerente per finirlo.

"Devo aver commesso un errore", pensi. Quindi ci riprovi, questa volta partendo dalla curva non riuscivi a finire e tornando indietro. Ma la stessa cosa accade di nuovo. Sei arrivato agli ultimi quadrati e scopri che non esiste una soluzione coerente.

Elaborare la natura di base della realtà secondo la meccanica quantistica è un po 'come un Sudoku impossibile. Non importa da dove iniziamo con la teoria quantistica, finiamo sempre con un enigma che ci costringe a ripensare il modo in cui funziona fondamentalmente il mondo. (Questo è ciò che rende la meccanica quantistica così divertente.)

Lascia che ti accompagni in un breve tour, attraverso gli occhi di un filosofo, del mondo secondo la meccanica quantistica.

1. Spettrale azione a distanza

Per quanto ne sappiamo, la velocità della luce (circa 300 milioni di metri al secondo) è il limite massimo di velocità dell'universo. Albert Einstein notoriamente derise la prospettiva che i sistemi fisici si influenzassero a vicenda più velocemente di quanto un segnale luminoso potesse viaggiare tra di loro.

Negli anni Quaranta Einstein lo chiamava "spettrale azione a distanza". Quando la meccanica quantistica era apparsa in precedenza per prevedere tali eventi inquietanti, sostenne che la teoria non doveva ancora essere finita, e una teoria migliore avrebbe raccontato la vera storia.

Oggi sappiamo che è molto improbabile che esista una teoria così migliore. E se pensiamo che il mondo sia fatto di “cose” ben definite e indipendenti, allora il nostro mondo deve essere quello in cui è consentita l'azione spettrale a distanza tra queste cose.

2. Allentare la nostra presa sulla realtà

"E se il mondo non fosse fatto di" cose "ben definite e indipendenti?" Ti sento dire "Allora possiamo evitare questa azione spettrale?"

Sì possiamo. E anche molti nella comunità della fisica quantistica la pensano in questo modo. Ma questa non sarebbe stata una consolazione per Einstein.

Einstein ha avuto un lungo dibattito con il suo amico Niels Bohr, un fisico danese, proprio su questa questione. Bohr ha sostenuto che dovremmo davvero rinunciare all'idea che le cose del mondo siano ben definite, in modo da evitare azioni spettrali a distanza. Dal punto di vista di Bohr, il mondo non ha proprietà definite a meno che non lo stiamo guardando. Quando non stiamo guardando, pensò Bohr, il mondo come lo conosciamo non è realmente lì.

Ma Einstein ha insistito sul fatto che il mondo deve essere fatto qualcosa che lo guardiamo o no, altrimenti non potremmo parlarci del mondo, e così fa la scienza. Ma Einstein non poteva avere sia un mondo ben definito e indipendente che nessuna azione inquietante a distanza ... o poteva?

3. Ritorno al futuro

Il dibattito di Bohr-Einstein è ragionevolmente familiare nella storia della meccanica quantistica. Meno familiare è l'angolo nebbioso di questo puzzle di logica quantistica in cui possiamo salvare sia un mondo ben definito e indipendente che nessuna azione spettrale. Ma dovremo diventare strani in altri modi.

Se fare un esperimento per misurare un sistema quantistico in laboratorio potesse in qualche modo influenzare l'aspetto del sistema prima la misura, quindi Einstein potrebbe avere la sua torta e mangiarla anche lei. Questa ipotesi si chiama "retrocausalità", Perché gli effetti dell'esperimento dovrebbero viaggiare indietro nel tempo.

Se pensi che sia strano, non sei solo. Questa non è una visione molto comune nella comunità della fisica quantistica, ma ha i suoi sostenitori. Se ti trovi di fronte a dover accettare azioni spettrali a distanza o nessun mondo come lo conosciamo quando non guardiamo, la retrocausalità non sembra un'opzione così strana, dopotutto.

4. Nessuna vista dall'Olimpo

Immagina Zeus appollaiato in cima al Monte Olimpo, mentre osserva il mondo. Immagina di essere stato in grado di vedere tutto ciò che è accaduto e accadrà, ovunque e per sempre. Chiamatela la "vista di Dio" del mondo. È naturale pensare che in qualche modo debba esserci il mondo, anche se può essere conosciuto solo da un Dio onniveggente.

Ricerca recente nella meccanica quantistica suggerisce che una visione del mondo da parte di Dio è impossibile, anche in linea di principio. In alcuni strani scenari quantistici, diversi scienziati possono esaminare attentamente i sistemi nei loro laboratori e fare registrazioni approfondite di ciò che vedono, ma non saranno d'accordo su ciò che è accaduto quando vengono a confrontare le note. E potrebbe non esserci un fatto assoluto della questione su chi ha ragione - nemmeno Zeus potrebbe saperlo!

Quindi la prossima volta che incontri un Sudoku impossibile, stai certo di essere in buona compagnia. L'intera comunità della fisica quantistica, e forse anche lo stesso Zeus, sa esattamente come ti senti.

L'autore

Peter Evans, Borsista di ricerca sulla carriera iniziale di ARC Discovery, L'Università del Queensland

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

books_science