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Il pensiero orientale e  la meccanica quantistica cf .: Fritjof Capra "Il Tao della fisica"

Sebbene le tradizioni spirituali orientali differiscano in numerosi particolari, la loro concezione del mondo è sostanzialmente analoga. 
Essa si basa sull'esperienza mistica - un'esperienza diretta, non intellettuale della realtà - che possiede alcune caratteristiche fondamentali indipendenti dal contesto geografico, storico o culturale del mistico.

Un indù e un taoista possono sottolineare aspetti diversi dell'esperienza; un buddhista giapponese può interpretare la propria esperienza in termini molto diversi da quelli usati da un buddhista indiano: ma gli elementi basilari della concezione del mondo che sono stati elaborati in tutte queste tradizioni-sono gli stessi. Questi elementi sembrano essere anche gli aspetti fondamentali della concezione del mondo che scaturisce dalla fisica moderna.

La caratteristica più importante della concezione dei mondo orientale - si potrebbe quasi dire la sua essenza è la consapevolezza dell'unità e della mutua interrelazione di tutte le cose e di tutti gli eventi, la constatazione che tutti i f'enomeni nel mondo sono maniflestazioni di una fondamentale unicità.  Tutte le cose sono viste come parti interdipendenti e inseparabili di questo tutto cosmico, come differenti manifestazioni della stessa realtà ultima.

Le tradizioni orientali si riferiscono costantemente a questa realtà ultima, indivisibile, che si manifesta in tutte le cose e della quale tutte le cose sono parte. Essa è chiamata Brahman nell'Induismo, Dharmakaya nel Buddhismo, Tao nel Taoismo. Poiché trascende tutti i concetti e tutte le categorie, i Buddhisti la chiamano anche Tathata o Essenza assoluta. « Ciò che l'animo percepisce come essenza assoluta è l'unicità della totalità di tutte le cose, il grande tutto che tutto comprende »

Nella vita ordinaria, non siamo consapevoli di questa unità di tutte le cose, ma dividiamo il mondo in oggetti ed eventi separati. Naturalmente, questa divisione è utile e necessaria per muoverci nel nostro ambiente quotidiano, ma non è un aspetto fondamentale della realtà. E' un'astrazione ideata dal nostro intelletto che distingue e classifica. 

Credere che i nostri concetti astratti di « cose » e di « eventi » separati siano realtà della natura è un'illusione.  Gli Indù e i Buddhisti ci dicono che questa illusione si basa sull'avidyá, o ignoranza, prodotta da una mente che è sotto l'incantesimo della maya. 

Lo scopo principale delle tradizioni mistiche orientali è perciò di rimettere ordine nella mente guarendola e acquietandola attraverso la meditazione.  Il termine sanscrito per meditazione - samadhi - significa letteralmente « equilibrio mentale », che allude allo stato mentale equilibrato e tranquillo nel quale si sperimenta l'unità fondamentale dell'universo:« Entrando nel samadhi di purità [si ottiene] una visione che tutto penetra e permette di divenire coscienti dell'assoluta unicità dell'universo ».

La fondamentale unicità dell'universo non è solo la caratteristica principale dell'esperienza mistica, ma è anche una delle più importanti rivelazioni della fisica moderna.  Essa diviene evidente a livello atomico e si manifesta tanto più chiaramente quanto più si penetra in profondità nella materia, fino al mondo delle particelle subatomiche.I costituenti della materia e i fenomeni fondamentali ai quali essi prendono parte sono tutti in rapporto reciproco, interconnessi e interdipendenti; non possono essere compresi come entità isolate, ma solo come parti integrate del tutto.

Le unità subatomiche della materia sono entità molto astratte che presentano però un carattere duale. A seconda di come le osserviamo, ora esse sembrano particelle, ora onde; e questa natura duale è presente anche nella luce, che può assumere l'aspetto di onde elettromagnetiche o di particelle.
Questa proprietà della materia e della luce è assai strana. Sembra impossibile accettare che qualcosa possa essere, nello stesso tempo, una particella - cioè un'entità confinata in un volume molto piccolo - e un'onda, che si estende su un'ampia regione di spazio.

Questa contraddizione dette origine alla maggior parte dei paradossi che infine condussero alla formula pione della teoria dei quanti.  L'intero processo ebbe inizio quando Max Planck scopri che l'energia della radiazione termica non è emessa in maniera continua,ma si presenta sotto forma di «pacchetti di energia». Einstein chiamò « quanti » questi pacchetti di energia e riconobbe in essi un aspetto fondamentale della natura. Egli fu tanto ardito da postulare che la luce e tutte le altre forme di radiazione elettromagnetica possono presentarsi non solo come onde elettromagnetiche ma anche sotto forma di quanti. (=pacchetti di energia) .

I quanti di luce, che dettero il nome alla meccanica quantistica, sono stati in seguito accettati come particelle vere e proprie e ora vengono chiamati fotoni. Ma si tratta di particelle di tipo speciale, prive di massa e sempre in moto alla velocità della luce. L'apparente contraddizione tra la rappresentazione corpuscolare e quella ondulatoria fu risolta in un modo lei tutto inaspettato che mise in discussione il fondamento stesso della concezione meccanicistica del mondo: il concetto di realtà della materia. 
A livello subatomico, la materia non si trova con certezza in luoghi ben precisi, ma mostra piuttosto una « tendenza a trovarsi » in un determinato luogo, e gli eventi atomici non avvengono con certezza in determinati istanti e in determinati modi, ma mostrano una « tendenza ad avvenire ».

Nel formalismo della meccanica quantistica, queste tendenze sono espresse come probabilità e sono associate a quantità matematiche che prendono la forma di onde; ecco perché le particelle possono essere allo stesso tempo onde. Esse non sono onde tridimensionali « reali », come le onde sonore o le onde nell'acqua, ma sono « onde di probabilità », quantità matematiche astratte che hanno tutte le proprietà caratteristiche delle onde e sono legate alle probabilità di trovare le particelle in particolari punti dello spazio e in particolari istanti di tempo. 

Tutte le leggi della fisica atomica sono espresse in funzione di queste probabilità. Non possiamo mai prevedere con certezza un evento atomico: possiamo solo dire quanto è probabile che esso avvenga.
La meccanica quantistica ha quindi demolito i concetti classici di oggetti solidi e di leggi rigorosamente deterministiche della natura. 

Un'attenta analisi del processo di osservazione in fisica atomica ha mostrato che, le particelle subatomiche non hanno significato come entità isolate, ma possono essere comprese soltanto come interconnessioni tra la fase di preparazione di un esperimento e le successive misurazioni.
A livello subatomico, gli oggetti materiali solidi della fisica classica si dissolvono in configurazioni di onde di probabilità e queste configurazioni in definitiva non rappresentano probabilità di cose, ma piuttosto probabilità di interconnessioni  tra la fase di preparazione di un esperimento e le successive misurazioni.

La meccanica quantistica rivela quindi una fondamentale unit à dell'universo: mostra che non possiamo scomporre il mondo in unità minime dotate di esistenza indipendente. Per quanto ci addentriamo nella materia, la natura non ci rivela la presenza di nessun « mattone fondamentale » isolato, ma ci appare piuttosto come una complessa rete di relazioni tra le varie parti del tutto. Queste relazioni includono sempre  l'osservatore.

L'aspetto solido della materia è una conseguenza di un tipico  « effetto quantistico » collegato al comportamento duale onda-particella della materia, una caratteristica dei mondo subatomico che non trova l'analogo nel mondo macroscopico. Ogni volta che una particella è confinata in un piccolo spazio, essa reagisce a questa limitazione agitandosi dentro, e tanto più piccola è la regione in cui è confinata, tanto più velocemente la particella vi si muove.

Nell'atomo allora sono presenti due forze antagoniste. Da una parte, gli elettroni sono legati al nucleo da forze elettriche che cercano di trattenerli il più vicino possibile. Dall'altra, essi reagiscono a questa limitazione ruotando vorticosamente, e quanto più strettamente sono legati al nucleo, tanto più alta sarà là loro velocità; di fatto, il confinamento degli elettroni all'interno di un atomo porta a velocità enormi, di circa 900 chilometri al secondo! Queste alte velocità fanno si che l'atomo appaia come una sfera rigida, proprio come avviene per un'elica in rapida rotazione la quale appare come un disco. E' molto difficile comprimere ulteriormente gli atomi e ciò dà alla materia l'aspetto solido familiare.

Nell'atomo, dunque, gli elettroni si dispongono su orbite in modo tale che vi sia equilibrio tra la forza attrattiva dei nucleo e la loro riluttanza a essere confinati. Le orbite atomiche, tuttavia, sono molto diverse da quelle dei pianeti nel sistema solare, e la differenza deriva dalla natura ondulatoria degli elettroni. Un atomo non può essere rappresentato come un sistema planetario in miniatura. Più che a particelle in rotazione attorno al nucleo, dobbiamo pensare a onde di probabilità disposte in orbite differenti. Ogni volta che facciamo una misura, troviamo gli elettroni in qualche punto di queste orbite, ma non po ssiamo dire che essi « ruotano attorno al nucleo » nel senso della meccanica classica.

...La seguente analisi si basa sulla cosiddetta interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica, che fu elaborata da Bohr e da Heisenberg verso la fine degli anni 19 '20 e che ancor oggi è il modello più largamente accettato. Nella mia esposizione seguirò la presentazione fatta da Henry Stapp, dell'Università di Californial che si concentra su alcuni aspetti della teoria e su un certo tipo di situazione sperimentale che si incontra spesso nella fisica subatomica. La presentazione d Stapp mostra con la massima chiarezza come la meccanica quantistica implichi una essenziale interconnessione della natura e inoltre inserisce la teoria in uno schema che può facilmente essere esteso ai modelli relativistici delle particelle subatomiche che saranno analizzati più avanti.

Il punto di partenza dell'interpretazione di Copenaghen è la divisione del mondo fisico in un sistema osservato, « oggetto » e in un sistema osservatore. Il sistema osservato può essere un atomo, una particella subatomica, un processo atomico, ecc. Il sistema osservatore è costituito dall'apparato sperimentale e può comprende re uno o più osservatori umani. A questo punto nasce una seria difficoltà dal fatto che i due sistemi vengono trattati in modo diverso.

Il sistema osservatore è descritto nei termini della fisica classica, ma questi termini non possono essere usati in modo coerente nella descrizione dell'« oggetto » osservato. Noi sappiamo che i concetti classici sono inadeguati a livello atomico, tuttavia dobbiamo usarli per descrivere i nostri esperimenti e per esprimere i risultati. Non c'è modo di sfuggire a questo paradosso. Il linguaggio tecnico della fisica classica è soltanto un affinamento del nostro linguaggio quotidiano ed è l'unico che abbiamo per comunicare i nostri risultati sperimentali.

I sistemi osservati sono descritti nella meccanica quantistica in termini di probabilità. Ciò significa che non possiamo mai prevedere con certezza dove si troverà una particella subatomica in un certo momento o come si svolgerà un processo atomico. Tutto ciò che possiamo fare è una previsione di probabilità. Per esempio, la maggior parte delle particelle subatomiche attualmente note sono instabili, cioè si disintegrano - o « decadono » - in altre particelle dopo un certo periodo di tempo.

Tuttavia, non è possibile prevedere il momento esatto in cui ciò avverrà. Possiamo solo valutare la probabilità di decadimento dopo un certo periodo di tempo ovvero, in altre parole, la vita media di un gran numero di particelle dello stesso tipo. Tutto ciò vale anche per la « modalità » del decadimento. In generale, una particella instabile può decadere in varie combinazioni di altre particelle, e di nuovo non possiamo prevedere quale particolare combinazione di particelle sarà favorita. Possiamo dire soltanto che, su un grande numero di particelle, per esempio, il 60 per cento decadrà in un certo modo, il 30 per cento in un altro e il 10 per cento in un terzo modo. E chiaro che tali previsioni statistiche richiedono numerose misurazioni per essere verificate. In effetti, negli esperimenti di urto della fisica delle alte energie vengono registrate e analizzate decine di migliaia di urti tra particelle per determinare la probabilità di un particolare processo.

E' importante capire che la formulazione statistica delle leggi della fisica atomica e subatomica non riflette la nostra ignoranza della situazione fisica, come nel caso dell'uso dei calcolo delle probabilità da parte delle società di assicurazione o dei giocatori d'azzardo. Nella meccanica quantistica siamo giunti a vedere nella probabilità un aspetto fondamentale della realtà atomica, che governa tutti i processi e persino l'esistenza della materia. Le particelle subatomiche non esistono con certezza in punti definiti, ma mostrano piuttosto « tendenze a esistere » e gli eventi atomici non avvengono con certezza in momenti precisi e in modi definiti, ma mostrano «tendenze ad avvenire»

Nel contesto della meccanica quantistica, le entità fisiche isolate sono quindi idealizzazioni che hanno significato solo nella misura in cui la parte più importante dell'interazione ha un raggio d'azione grande. Una situazione di questo tipo può essere definita matematicamente in modo preciso. Da un punto di vista fisico, ciò significa che i dispositivi di misura sono posti a distanza tale che la loro interazione principale avviene mediante lo scambio di una particella oppure, nei casi più complica ti, di un insieme di particelle. Saranno sempre presenti anche altri effetti, ma fino a quando la distanza a cui si trovano i dispositivi di misura è abbastanza grande, questi effetti possono essere trascurati.

Solo quando questi dispositivi non sono posti a distanza sufficiente, diventano prevalenti gli effetti a piccolo raggio. In tal caso l'intero sistema macroscopico forma un tutto unico il costrutto « oggetto osservato » non è più valido. La meccanica quantistica rivela quindi un'essenziale  interconnessione dell'universo e ci fa capire che non possiamo scomporre il mondo in unità elementari con esistenza indipendente. Quando studiamo la materia in profondità, scopriamo che essa è composta da particelle, ma queste non sono i « mattoni fondamentali » nel sen so di Democrito e di Newton. Sono soltanto idealizza zioni, utili da un punto di vista pratico, ma prive di significato fondamentale. Come dice Niels Bohr, « le particelle materiali isolate sono astrazioni, poiché le loro proprietà sono definibili ed osservabili solo mediante la loro interazione con altri sistemi ».

L'interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica non è accettata universalmente.
 Esistono molte proposte alternative e i problemi filosofici implicati in tali questioni sono ben lontani dall'essere risolti. Sembra tuttavia che l'interconnessione universale delle cose e degli eventi sia una caratteristica fondamentale della realtà atomica, che non dipende da una particolare  interpretazione della teoria matematica.

  Il seguente passo, tratto da un recente articolo di David Bolim, uno dei principali oppositori dell'interpretazione di Copenaghen, conferma questo fatto nel modo più eloquente:« Si è condotti a una nuova concezione di totalità ininterrotta che nega l'idea classica della possibilità di analizzare il mondo in parti esistenti in maniera separata e indipendente... Abbiamo rovesciato la consueta concezione classica secondo la quale le "parti elementari" indipendenti del mondo sono la realtà fondamentale e i vari sistemi sono solo forme e disposizioni particolari e contingenti di tali parti. Anzi, diciamo che la realtà fondamentale è l'inseparabile interconnessione quantistica di tutto l'universo e che le parti che hanno un comportamento relativamente indipendente sono solo forme particolari e contingenti dentro a questo tutto ».

A livello atomico, gli « oggetti » possono essere compresi solo in termini di interázione tra i processi di preparazione e di misurazione. L'ultimo anello di questa catena di processi si trova sempre nella coscienza dell'osservatore umano. Le misure sono interazioni che creano « sensazioni » nella nostra coscienza - per esempio, la sensazione visiva di un lampo di luce o di una macchia scura su una lastra fotografica - e le leggi della fisica atomica ci dicono con quale probabilità un oggetto atomico darà origine a una certa sensazione se lo mettiamo in condizione di interagire con noi.La scienza naturale » dice Heisenberg « non è semplicemente una descrizione e una spiegazione della natura; essa è parte dell'azione reciproca tra noi e la natura »

La caratteristica decisiva dei fisica atomica è che l'osservatore umano non è necessario solo per osservare le Proprietà di un oggetto ma è necessario anche per determinare queste propriétà. Nella fisica atomica non possiamo parlare delle proprietà di un oggetto in quanto tale: esse hanno un significato solo nel contesto dell'interazione dell'oggetto con l'osservatore. Come dice Heisenberg, « ciò che osserviamo non è la natura in se stessa ma la natura esposta ai nostri metodi di indagine ». L'osservatore decide come predisporre il dispositivo di misura e la soluzione adottata determina, almeno in parte, le proprietà dell'oggetto osservato. Se viene modificato il dispositivo sperimentale, le proprietá dell'oggetto osservato cambieranno a loro volta.

La cosa importante è che questa limitazione non ha nulla a che fare con l'imperfezione delle nostre tecniche di misura. E' una limitazione di principio inerente alla realtà atomica. Se decidiamo di misurarne con precisione la posizione semplicemente la particella non ha una quantità di moto ben definita e se decidiamo di misurarne la quantità di moto, la particella non ha una posizione ben definita.
Nella fisica atomica, quindi, lo scienziato non può separarsi dal sistema osservato: osservatore e osservato, soggetto e oggetto, non solo sono inseparabili ma diventano anche indistinguibili. 

I mistici orientali non si contentano di una situazione analoga a quella della fisica atomica, nella quale osservatore e osservato non possono essere separati, ma possono ancora essere distinti.  Nel misticismo orientale questo intreccio universale comprende sempre l'osservatore umano e la sua coscienza. Come dicono le Upanishad:« Laddove esiste dualità,  l'uno odora l'altro, l'uno vede l'altro, l'uno parla all'altro... ma, allorché tutto è diventato il sé di ognuno, l'odore di chi e mediante che cosa potrà percepire? chi si potrà vedere, e mediante che cosa? a chi e mediante che cosa si potrà parlare? ».

Questa è quindi la comprensione definitiva dell'unità di tutte le cose. Essa viene raggiunta - cosi ci dicono i mistici - in uno stato di coscienza nel quale la propria individualità si dissolve in un'unità indifferenziata, dove si trascende il mondo dei sensi e la nozione di « cosa » è dimenticata. Per usare le parole di_ Chuangtzu:  « Lascio inerte il corpo e bandisco l'intelletto. Abbandonando la forma e respingendo la conoscenza, faccio parte del gran Tutto. Questo intendo per sedere e dimenticare ».

A livello atomico, quindi, la meccanica quantistica ci costringe a vedere l'universo non come una collezione di oggetti fisici separati, bensi come una complicata rete di relazioni tra le varie parti di un tutto unificato. Questo, peraltro, è anche il tipo di esperienza che i mistici orientali hanno dei mondo, e alcuni di essi hanno espresso tale esperienza con parole che sono quasi identiche a quelle usate dai fisici atomici. 

Eccone due esempi: « .... L'oggetto materiale diventa qualcosa di diverso da ciò che attualmente vediamo, non più un oggetto separato sullo sfondo o nell'ambito del resto della Natura, bensi una parte indivisibile , in modo sottile, persino una espressione dell'unità di tutto ciò che vediamo ».
  « Le cose derivano il loro essere e la loro natura dalla mutua dipendenza e non sono nulla di per se stesse ».

Se queste asserzioni potrebbero essere scambiate per un resoconto di come appare la natura nella fisica atomica, le altre due che seguono, formulate da fisici atomici, potrebbero a loro volta essere lette come una descrizione dell'esperienza mistica della natura:

« Una particella elementare non è una entità non ulteriormente analizzabile, che esiste in maniera indipendente. Essa è, in sostanza, un insieme di relazioni che si protendono verso le altre cose ».
« Il mondo appare cosi come un complicato tessuto di eventi, in cui diverse specie di connessioni si alternano, si sovrappongono e si combinano, determinando la struttura del tutto ».

(consulta anche : spirito e materia )

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