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Tuffare lo sguardo nell'abisso

di Carlo Rovelli 10 mesi fa


Tuffare lo sguardo nell'abisso

Leggi un estratto da "Helgoland" di Carlo Rovelli e scopri la nascita della fisica quantistica

Caslav e io siamo seduti sulla sabbia a pochi passi dal mare. Abbiamo parlato fitto per ore. Siamo venuti sull'isola di Lamma, davanti a Hong Kong, nel pomeriggio di pausa della conferenza. Caslav è fra i più rinomati esperti di meccanica quantistica. Alla conferenza ha presentato un'analisi di un complesso esperimento ideale. L'abbiamo discusso e ridiscusso sul sentiero che costeggia la giungla fino alla spiaggia, poi qui, in riva al mare. Arriviamo a essere praticamente d'accordo. Sulla spiaggia c'è un lungo momento di silenzio fra noi. Guardiamo il mare. È davvero incredibile, sussurra Caslav, come si può crederci? È come se non esistesse... la realtà...

Siamo a questo punto con i quanti. Dopo un secolo di strepitosi risultati, dopo averci regalato la tecnologia contemporanea e la base per tutta la fisica del Novecento, a guardarla bene la teoria di maggior successo della scienza ci riempie di stupore, confusione, incredulità.

C'è stato un momento in cui la grammatica del mondo sembrava chiarita: alla radice di tutte le variegate forme della realtà sembravano esserci solo particelle di materia guidate da poche forze. L'umanità poteva pensare di aver sollevato il velo di Maya: aver visto il fondo della realtà. Ma non è durato a lungo: molti fatti non tornavano.

Fino a che nell'estate del 1925 un ragazzo tedesco di 23 anni è andato a trascorrere giorni di agitata solitudine in una ventosa isola del Mare del Nord: Helgoland, l'Isola Sacra. Lì, sull'isola, ha trovato un'idea che ha permesso di rendere conto di tutti i fatti recalcitranti e di costruire la struttura matematica della meccanica quantistica, la «teoria dei quanti». Forse la più grande rivoluzione scientifica di tutti i tempi.

Il nome del ragazzo era Werner Heisenberg. Il racconto di questo libro si apre con lui.

La teoria dei quanti ha chiarito le basi della chimica, il funzionamento degli atomi, dei solidi, dei plasmi, il colore del cielo, i neuroni del nostro cervello, la dinamica delle stelle, l'origine delle galassie... mille aspetti del mondo. È alla base delle tecnologie più recenti: dai computer alle centrali nucleari. Ingegneri, astrofisici, cosmologi, chimici e biologi la usano quotidianamente. Rudimenti della teoria sono nei programmi delle scuole superiori. Non ha mai sbagliato.

È il cuore pulsante della scienza odierna. Eppure resta profondamente misteriosa. Sottilmente inquietante.

Ha distrutto l'immagine della realtà fatta di particelle che si muovono lungo traiettorie definite, senza chiarire come dobbiamo invece pensare il mondo. La sua matematica non descrive la realtà, non ci dice «cosa c'è». Oggetti lontani sembrano connessi fra loro magicamente. La materia è rimpiazzata da fantasmatiche onde di probabilità.

Chiunque si fermi a chiedersi cosa ci dica la teoria dei quanti sul mondo reale resta perplesso. Einstein, che pure ne aveva anticipato le idee mettendo Heisenberg sulla strada, non l'ha mai digerita; Richard Feynman, il grande fisico teorico della seconda metà del XX secolo, ha scritto che nessuno capisce i quanti.

Ma questo è la scienza: un'esplorazione di nuovi modi per pensare il mondo. È la capacità che abbiamo di rimettere costantemente in discussione i nostri concetti. È la forza visionaria di un pensiero ribelle e critico capace di modificare le sue stesse basi concettuali, capace di ridisegnare il mondo da zero. 

Se la stranezza della teoria ci confonde, ci apre anche prospettive nuove per capire la realtà. Una realtà più sottile di quella del materialismo semplicistico delle particelle nello spazio. Una realtà fatta di relazioni, prima che di oggetti.

La teoria suggerisce strade nuove per ripensare grandi questioni, dalla struttura della realtà fino alla natura dell'esperienza, dalla metafisica fino, forse, alla natura della coscienza. Tutto questo è oggi materia di dibattito vivacissimo fra scienziati e fra filosofi, e di tutto questo parlo nelle pagine che seguono.

Sull'isola di Helgoland, spoglia, estrema, battuta dal vento del Nord, Werner Heisenberg ha sollevato un velo fra noi e la verità; oltre quel velo è apparso un abisso. Il racconto di questo libro parte dall'isola dove Heisenberg ha concepito il germe della sua idea, e si allarga progressivamente alle questioni via via più ampie aperte dalla scoperta della struttura quantistica della realtà.

Ho scritto queste pagine in primo luogo per chi non conosce la fisica quantistica ed è curioso di comprendere, per quanto riusciamo, cosa sia e cosa implichi. Ho cercato di essere più conciso possibile, trascurando ogni dettaglio che non sia essenziale per cogliere il cuore della questione. Ho cercato di essere più chiaro possibile, su una teoria che è al centro dell'oscurità della scienza. Più che spiegare come capire la meccanica quantistica, forse spiego solo perché è così difficile capirla.

Ma il libro è pensato anche per i colleghi, scienziati e filosofi, che più approfondiscono la teoria più ne restano perplessi; per proseguire il dialogo in corso sul significato di questa fisica stupefacente, e andare verso una prospettiva generale. Il libro ha numerose note destinate a chi conosca già bene la meccanica quantistica. Dicono con più precisione quanto cerco di dire nel testo in forma più leggibile.

L'obiettivo principale della mia ricerca in fisica teorica è stato comprendere la natura quantistica dello spazio e del tempo. Rendere la teoria dei quanti coerente con le scoperte di Einstein su spazio e tempo. Mi sono trovato a riflettere continuamente sui quanti.

Questo testo è il punto a cui sono arrivato oggi. Non ignora opinioni diverse, ma è risolutamente di parte: è centrato sulla prospettiva che considero efficace e ritengo apra le strade più interessanti, l'interpretazione «relazionale» della teoria.

Un avvertimento prima di iniziare. L'abisso di quello che non sappiamo è sempre magnetico e vertiginoso. Ma prendere sul serio la meccanica quantistica, riflettere sulle sue implicazioni, è un'esperienza quasi psichedelica: ci chiede di rinunciare, in un modo o nell'altro, a qualcosa di quanto ci sembrava solido e inattaccabile nella nostra comprensione del mondo. Ci chiede di accettare che la realtà sia profondamente diversa da quanto immaginavamo. Di tuffare lo sguardo in quell'abisso, senza temere di sprofondare nell'insondabile.

Helgoland

Carlo Rovelli

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La storia avventurosa della più radicale rivoluzione scientifica di ogni tempo e la sua proiezione nel futuro. Perché leggere questo libro: Per scoprire le leggi su cui si basano il nostro mondo e l'universo. Perché la fisica quantistica non è...

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Carlo Rovelli

Carlo Rovelli

Carlo Rovelli è nato a Verona nel 1956, fisico italiano. Ha frequentato il Liceo classico Maffei di Verona, si è laureato in fisica a Bologna e ha conseguito il dottorato di ricerca a Padova. Ha insegnato a Pittsburgh, Roma, L'Aquila, Syracuse (USA). Attualmente è...
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