Una fonte di conforto nella nostra ricerca del significato quantistico

Questo saggio fa parte di una serie intitolata The Big Ideas, in cui gli scrittori rispondono a un’unica domanda: cos’è la realtà? Puoi leggere di più visitando The Big Ideas pagina della serie.

Forse a causa dei recenti commenti di miliardari della tecnologia, forse a causa di sviluppi intriganti nella meccanica quantistica o forse perché le persone sono così scontente dello stato del mondo in questi giorni, le domande sulla realtà e sul significato sembrano essere ovunque.

Domande del genere non sono mai state ignorate completamente, ma date le risposte sempre più fantastiche che le persone hanno ricevuto negli ultimi tempi, questo sembra un buon momento per riflettere su ciò che sappiamo, ciò che possiamo sapere e ciò che sappiamo essere impossibile.

Un modo per rispondere a queste domande in modo più sistematico è invocare il concetto di una teoria efficace, che è l’approccio alla realtà profondo ma semplice che i fisici hanno adottato per anni. Le teorie efficaci impiegano ciò che è misurabile per elaborare leggi fisiche le cui pretese di applicabilità si estendono solo al regime che è stato testato. Tali teorie fanno previsioni e descrivono misurazioni pur riconoscendo la possibilità di una descrizione più fondamentale della natura che potrebbe emergere quando i dispositivi di misurazione e le misurazioni migliorano.

Va bene, perché la descrizione più elementare non è sempre la più illuminante. La fisica delle particelle postula che le particelle elementari siano gli ingredienti fondamentali della natura. La teoria delle stringhe porta ulteriormente questo paradigma per dire che le particelle sorgono come stringhe fondamentali oscillanti. Entrambi sarebbero d’accordo sul fatto che senza la presenza sottostante di particelle elementari, la materia non esisterebbe.

Eppure anche il fisico teorico più investito direbbe che questo non significa che possiamo facilmente interpretare tutto in termini di quegli ingredienti di base. Sapere che la musica proviene da atomi oscillanti non ci dice cosa sia la musica. Un teorico musicale descriverebbe la musica in modo molto diverso da un fisico atomico. Sono entrambi corretti, ma rispondono a domande diverse che si applicano su scale diverse.

Trovo confortanti le teorie sul campo efficaci. Dicono che non devi conoscere tutte le risposte per trovare un significato e fare previsioni che puoi testare. Non devi conoscere quegli ingredienti più fondamentali alla base di ciò che vediamo se non riesci a rilevare alcuna conseguenza misurabile.

Questo è un modo per pensare a quasi tutto – dopotutto, non possiamo dire molto su cose che non sappiamo nemmeno ci siano. Ma la fisica fa un ulteriore passo avanti: ci dice che una teoria non è necessariamente completa quando le previsioni falliscono, anche di una piccola quantità. Una nuova teoria può prendere il sopravvento su una scala fondamentale; non nega la teoria esistente ma mostra come quella teoria sia un’approssimazione, anche se spesso molto buona per la gamma di interesse. Ad esempio, le leggi di Isaac Newton funzionano abbastanza bene da mandare un uomo sulla luna, ma la meccanica quantistica e la relatività sono leggi fondamentali della natura.

Dovremmo tenere a mente teorie efficaci perché le nuove idee saranno coerenti con quella struttura. Non devi abbandonare tutto ciò che pensavi di aver capito sul mondo. E i fisici possono ancora fidarsi delle loro previsioni. Potrebbero essere approssimazioni, ma sono abbastanza accurati da descrivere ciò che possiamo attualmente osservare.

Questo, tuttavia, porta a un’intuizione importante: che piccole incongruenze possono rivelare enormi idee di fondo. Queste incongruenze potrebbero essere misurazioni che non concordano con le previsioni, oppure potrebbero essere puramente teoriche.

La descrizione fondamentale della realtà non è necessariamente una cosa sola. Le teorie efficaci sono davvero una fonte di conforto in questo contesto nella nostra ricerca di significato. Anche senza conoscere tutte le componenti elementari, e anche se la vita, il nostro pianeta, il sistema solare e l’universo come lo conosciamo sono tutti effimeri, possiamo ancora pensare al mondo come a un sistema rilevante e trovare un significato.

Ricordiamo infatti che proprio come i fenomeni complessi richiedono particelle fondamentali per la loro esistenza, quasi otto miliardi di esseri umani hanno bisogno di un mondo, il nostro, per sopravvivere. Qualunque altra realtà possa essere possibile, il lavoro che facciamo per creare teorie efficaci ci ricorda di fare tesoro e preservare la bellezza della realtà che sta alla base della nostra esistenza odierna.

Lisa Randall è professoressa di fisica all’Università di Harvard e autrice, più recentemente, di “Dark Matter and the Dinosaurs”.

Leave a Comment