Alice nel paese dei quanti: le avventure della fisica

Ebbene, nel libro di cui parliamo oggi di sicuro lo è.

Pubblicato in Italia per la prima volta nel 1996, Alice nel paese dei quanti è ancora oggi un testo coinvolgente e ben concepito.

Infatti, se fosse per noi il primo approccio alla fisica quantistica, la storia ci fa fluire attraverso vari argomenti che, se lo desiderassimo, possono essere approfonditi in modo più pertinente e prettamente scientifico in riquadri ben delimitati oppure in alcune note a fine capitolo.

Se, invece, il lettore fosse un esperto della materia, non potrà fare a meno di sorridere sorpreso dalla geniale inventiva dell’autore che riesce a esporre le teorie di fisica quantistica in modo veramente ingegnoso e d’effetto.

Il libro è un’allegoria della fisica quantistica, nell’accezione di “racconto che oltre al senso letterale ha anche un significato più profondo”.

Niels Bohr, il padre della fisica dei quanti ai suoi inizi, affermava che se uno non si sente venire il capogiro pensando alle teorie quantistiche, vuol dire che non le ha capite. Quale personaggio poteva essere più adatto di Alice ad accompagnarci in questo viaggio, quindi?

Lo Stregatto diventa anche il gatto di Schrödinger: Alice guardò nel cesto e vide un gatto tutto occupato a leccarsi il pelo, mentre le sembrava che contemporaneamente esso fosse disteso immobile. «A me sembra molto vivo!», osservò. Non aveva ancora finito di dirlo, che il Gatto divenne del tutto solido e la versione morta scomparve.

Il concetto di complementarità di Bohr viene introdotto attraverso una specie di cappellaio matto: «Complementarità per me significa che ci sono certe cose che non si possono conoscere, non tutte in una volta, almeno». «Ma la parola complementarità non significa questo!», protestò Alice. «Le parole significano quello che scelgo io. È solo questione di chi è il padrone, tutto qui. Complementarità, dico io!».

Per quanto insensata possa sembrarci a volte, la meccanica quantistica sembra essere la teoria che la Natura richiede: siamo costretti a giocare questo gioco.

E nel libro leggiamo dell’incontro con i rappresentanti delle due teorie, la Meccanica Classica e la Meccanica Quantistica che stanno giocando a biliardo: «A me piace che tutto sia fatto con attenzione, ordine e precisione, e che ogni dettaglio sia pianificato in anticipo. Mi piacciono le cose definite, quelle in cui l’effetto segue la causa in modo sensato, e tutto è chiaro e predicibile. A dir la verità sono un po’ pochine le cose che succedono qui che abbiano un senso. Io sono in visita qui. Vengo dal Mondo Classico, un posto splendido dove tutto accade con precisione matematica! E poi tutti i treni viaggiano in orario, e questa è la cosa più importante».

Proprio come nel famoso libro di Lewis Carroll, la narrazione è accompagnata da disegni in bianco e nero che illustrano il viaggio di questa Alice un po’ speciale.

Potremmo citare tanti altri personaggi e situazioni buffe o affascinanti, l’invito è quello di leggere il testo, divertendoci e permettendoci di attraversare con lui un altro po’ di logica per entrare nel mondo delle infinite possibilità della Vita!

Il Maestro, guardandola da sotto cespugliose sopracciglia, le chiese se fosse venuta a partecipare alla lezione.

“Beh, veramente, non so bene come ho fatto ad arrivare qui”, fece Alice. “Un attimo fa mi sembrava di essere in tanti altri posti, e non capisco perché sono finita qui, invece che in uno degli altri.”

“Ma perché ti abbiamo osservata qui! Ti trovavi in una sovrapposizione di stati quantistici, ma dal momento che sei stata osservata qui, beh, ti sei trovata naturalmente qui. È chiaro che non sei stata osservata in nessun altro posto.”

“E che sarebbe successo se lo fossi stata?”
“Beh, allora l’insieme dei tuoi stati sarebbe collassato in quell’altro. Non saresti qui, ma nel posto dove ti avessero osservata, è naturale.”

“Veramente non riesco a capire come possa essere”, ribatté Alice che si sentiva un’altra volta terribilmente confusa. “Che differenza può fare se io fossi osservata o no? Devo trovarmi per forza in un posto o in un altro, cosa importa che mi vedano o che non mi vedano?”

“Ma no! Non devi dire così. In fin dei conti non puoi dire cosa stia succedendo in un sistema se non lo osservi. Ci può essere tutto un complesso di cose che quello potrebbe star facendo e tu puoi assegnare una probabilità che stia facendo o meno questa o quella fintanto che non lo osservi. In effetti, il sistema si troverà in una mescolanza di stati che corrisponde a tutte le cose che potrebbe star facendo. E questa sarà la situazione fino al momento in cui tu lo guardi per vedere cosa sta facendo. In quel momento, è naturale, è una delle possibilità che viene scelta, e il sistema allora farà quella e solo quella.”

“E allora che succede delle altre cose che stava facendo?”, chiese Alice. “Svaniscono e basta?”
“Beh, ci sono più cose che poteva star facendo di quanto ne stesse effettivamente facendo, ma comunque sì, svaniscono”, rispose il Maestro guardandola con un sorriso radioso. “Hai proprio colto il punto esattamente. Tutti gli altri stati svaniscono. La terra del possibile diventa la terra del ciò che mai fu. In quel momento tutti gli altri stati cessano di essere reali da tutti i punti di vista. Diventano, se vuoi, solo sogni o fantasie, e lo stato osservato è l’unico e il solo reale. Questo è quello che si chiama riduzione degli stati quantici. Ci farai l’abitudine presto, non temere.”

“Vuol dire che quando guardi qualcosa puoi scegliere cosa vedere?”, fece Alice con una certa incredulità.
“Oh, no, non hai nessuna scelta in questo campo. Ciò che probabilmente vedrai è determinato dalle probabilità dei vari stati quantistici. Ciò che effettivamente vedi è completamente causale. Non si può scegliere cosa succederà; le ampiezze quantistiche danno solo la probabilità di diversi risultati, ma non fissano cosa succederà. Questo è mero caso, e diventa fissato solo quando viene effettuata un’osservazione.”

Il Maestro parlava con molta convinzione.
“Effettuare un’osservazione, dunque, è una cosa molto importante!“, commentò Alice quasi meditando a voce alta. “Ma allora, chi può fare un’osservazione? Ovviamente gli elettroni non sono in grado di osservare sé stessi quando passano attraverso le fessure durante un esperimento di interferenza, visto che sembra che le attraversino tutte e due. O dovrei dire che sono presenti le ampiezze per tutte e due le fessure?”, si corresse rapidamente, copiando il modo di parlare che aveva imparato così da poco.

“Evidentemente io non mi sono osservata per bene quando mi trovavo in una sovrapposizione di stati, poco fa.”

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