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Il tuo futuro è già scritto? Cosa dice la Fisica

Scienza e Fisica Quantistica

Il tuo futuro è già scritto? Cosa dice la Fisica

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Il tuo futuro è già scritto? Cosa dice la Fisica

Determinismo, casualità e libero arbitrio: cosa può dirci la fisica sulle grandi domande dell’animo umano?


Luigi Maxmilian Caligiuri - 13/05/2019


Penso dunque esisto affermava il grande filosofo francese Cartesio, ritenendo di riassumere in questo modo l’essenza più profonda della condizione umana. Ma cosa significa “io penso”? Siamo soltanto delle “macchine” passive attraversate dai pensieri o agenti attivi capaci di determinare le nostre decisioni?
La possibilità stessa di porci tale domanda sembrerebbe richiedere quest’ultima interpretazione, sebbene la visione correntemente accettata del determinismo scientifico preferirebbe la prima.
In un universo totalmente deterministico, in cui ogni evento condiziona, inevitabilmente, il successivo, la possibilità di compiere libere scelte sembra apparire come una pura illusione.

Dio non gioca a dadi con l’universo: oppure sì?

A tal proposito Albert Einstein pare fosse solito affermare: «Dio non gioca a dadi con l’universo », sintetizzando così la sua difficoltà ad accettare uno degli aspetti fondamentali della meccanica quantistica (che, peraltro, aveva egli stesso contribuito a far nascere proponendo l’ipotesi dell’esistenza dei fotoni) la quale, al contrario, considera la casualità come una caratteristica intrinseca del mondo fisico.
Se pensiamo, ad esempio, al decadimento spontaneo del nucleo di una sostanza radioattiva, la meccanica quantistica non è in grado di prevedere quando questo evento si manifesterà e perché.
Analogamente, quando un fotone incide su uno specchio semiriflettente (che riflette il 50% della luce incidente e ne trasmette altrettanto), esso verrà o trasmesso o riflesso con uguale probabilità e tale possibilità si concretizzerà in un esito effettivo (trasmissione o riflessione) solo nel momento in cui il fotone verrà effettivamente rilevato. Tali eventi singoli, di natura quantistica, sono dunque intrinsecamente casuali e non prevedibili (non a caso tale proprietà viene utilizzata per la generazione di numeri casuali
usati nella crittografia, in statistica e nei giochi d’azzardo online).


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Einstein rifiutava di accettare l’esistenza fisica di fenomeni realmente non deterministici, ossia che avvengono senza una specifica ragione e imprevedibilmente, rimanendo dunque fedele all’immagine di un universo deterministico in cui ogni evento è, inevitabilmente, il risultato di uno o più eventi ad esso temporalmente precedenti e la causa eventuale di uno o più eventi
futuri rispetto ad esso. Egli riteneva infatti che la meccanica quantistica fosse semplicemente incompleta e quindi incapace di cogliere l’essenza ultima della realtà fisica, sollevando, in verità, uno dei problemi fondamentali della scienza, tuttora di fatto insoluto.
La questione se l’universo nella sua totalità sia un enorme meccanismo a orologeria, oppure un “tavolo da gioco” va dritta al cuore della Fisica e condiziona il suo obiettivo, ossia la ricerca di regole semplici che sottendano alla complessità della Natura, dal momento che la possibile esistenza di fenomeni a-casuali imporrebbe precise e profonde limitazioni al dominio stesso dell’indagine scientifica. D’altra parte è fondamentale osservare che, nel pensiero filosofico, l’indeterminismo è stato generalmente considerato come il presupposto per l’esistenza del libero arbitrio.

Determinismo verso indeterminismo

In un Universo puramente deterministico tutto ciò che si manifesta in un dato istante è inevitabilmente causato dagli eventi ad esso precedenti (stato iniziale) e tutto si svolge per pura necessità senza alcuno spazio per il caso. Tale stato iniziale (o finale essendo le leggi della fisica simmetriche nel tempo a livello fondamentale) dovrebbe dunque includere non solo lo stato dell’Universo “fisico” ma anche le qualità degli esseri viventi in esso presenti.
D’altra parte appare evidente che o esistiamo in un Universo in cui tutto è predeterminato a partire da un insieme di condizioni iniziali nel passato (ad esempio al momento del Big Bang) o nel futuro (dal momento che il tempo stesso, in un tale tipo di universo, sarebbe considerato come illusorio), oppure siamo noi gli artefici del nostro futuro nel quale caso, ovviamente, l’Universo
non può essere completamente deterministico. È interessante comunque notare che, da un punto di vista concettuale, l’esistenza del libero arbitrio è indispensabile per scegliere quali argomentazioni ritenere convincenti e quali invece irrilevanti dal punto di vista scientifico.
È ironico quindi constatare come alcune delle più importanti costruzioni teoriche della scienza moderna, basate sul determinismo, sembrino di fatto annullare la possibilità dell’esistenza del libero arbitrio.
La fisica classica newtoniana, infatti, descrive un universo assolutamente deterministico in cui nulla di “nuovo” (ovvero di non prevedibile a partire dalle condizioni iniziali e dalle equazioni del moto) accade. Ma la situazione diventa ancora più complessa considerando la Teoria della Relatività di Einstein, secondo la quale non esiste una definizione assoluta di simultaneità tra del cosiddetto “universo blocco” in cui passato, presente e futuro appaiono cristallizzati come in un blocco di ghiaccio e in cui il presente, in cui esistiamo e siamo liberi di pensare, è solo un’illusione, così come lo è il libero arbitrio e il fluire del stesso tempo.
Si potrebbe tuttavia considerare la dicotomia esistente tra determinismo e indeterminismo come apparente, assumendo i due concetti afferenti a due ordini differenti di realtà: un livello sub-quantistico deterministico e uno quantistico, meno profondo, di natura probabilistica e indeterministica.
Ma è possibile conciliare il concetto di libero arbitrio con quello di determinismo o, ancora più specificamente, con la casualità di natura quantistica? Per tentare di fornire una risposta a questa domanda è necessario indagare più da vicino il significato della casualità nel cosmo quantistico...


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Luigi Maxmilian Caligiuri
Nasce a Cosenza il 30 novembre del 1972. Nel 1995 riceve la Laurea Magna cum Laudein Fisica Teorica presso l’Università della Calabria, dove... Leggi la biografia
Nasce a Cosenza il 30 novembre del 1972. Nel 1995 riceve la Laurea Magna cum Laudein Fisica Teorica presso l’Università della Calabria, dove inizia la sua attività didattica e diricerca nelle Facoltà di Scienze ed Ingegneria, in diversi campi di natura teorica esperimentale, Dal 2001 è professore di Fisica e, dal 2013, anche Direttore... Leggi la biografia

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