Analogie tra quantistica e libero convivere

L’assegnazione ad Alain Aspect del Premio Nobel 2022 per la Fisica è il punto conclusivo del dibattito sulla meccanica quantistica tra due giganti della Scienza, Einstein e Bohr. Iniziato nel 1927,  non fu pura accademia ma toccò i meccanismi più profondi del come conoscere la realtà. Così profondi che, sviluppandosi nei decenni successivi, hanno già portato (e continuano ancora ) ad una mole di scoperte tecnologiche del massimo rilievo basate sugli studi nel campo quantistico, con importanti e continue applicazioni pratiche nella vita quotidiana di noi umani.

Non solo. La quantistica concerne le dimensioni microscopiche, ma tali dimensioni sottostanno anche al mondo attorno a noi. Dunque le scoperte quantistiche possono fornire indicazioni determinanti pure alla dimensione umana.  E perciò sui criteri utilizzabili nel convivere. Pertanto, farò un cenno essenziale ai contenuti del dibattito del 1927, agli avvenimenti successivi e al Nobel di Aspect (per farlo recensirò il recentissimo piccolo volume delle Edizioni Dedalo scritto nel 2019 dallo stesso Aspect),   e infine arriverò alle indicazioni analogiche circa i criteri nel costruire il nostro convivere.

Dal dibattito tra grandi scienziati al Premio Nobel. Il dibattito del 1927 al Congresso Solvay (o  più esattamente nel quinquennio 1925-1930) verteva sui fondamenti della meccanica quantistica. Da non molto era divenuta acquisita l’idea  del dualismo onda-particella, sia della luce (proposta da Einstein) che delle particelle materiali (proposta da De Broglie). E dopo era stata sviluppata un’equazione (da Schrodinger) che  esprimeva l’evolversi in termini matematici di un sistema quantistico, in particolare calcolando i livelli energetici di un elettrone entro l’atomo. E stabiliva che una particella ruotava (lo spin) in  un senso o nell’altro, ma anche insieme nei due sensi finché non veniva misurata (detta sovrapposizione quantistica). L’equazione funziona perfettamente. Ma come va interpretata dal punto di vista fisico? Sta qui il nodo e l’importanza del dibattito tra Einstein e Bohr.

Einstein sosteneva che siccome l’equazione non   fornisce un risultato univoco, bensì ogni volta due possibili valori alternativi, ciò indica che la teoria quantistica è incompleta. Doveva esserci una variabile nascosta. E, vista l’inesistenza all’epoca di tecniche sperimentali adatte, per provare l’incompletezza ipotizzava esperimenti ideali, convinto che una teoria fisica compiuta è per forza deterministica anche su scala atomica. Bohr replicava con il principio di complementarietà, per cui gli aspetti corpuscolare e ondulatorio di un fenomeno fisico coesistono ma sono mutuamente esclusivi (vale a dire sono entrambi indispensabili per  descrivere il fenomeno ed includono il principio di indeterminazione di Heisemberg,  secondo cui non è possibile misurare con cura velocità e posizione insieme). L’interpretazione di Bohr  esprimeva di fatto una descrizione probabilistica della natura. Bohr andava anche oltre e suppose che  fosse lo strumento di misura  a determinare la natura effettiva dall’oggetto, se onda o particella.

Negli anni successivi il dibattito Einstein Bohr proseguì vivace , pur suscitando interesse ridotto dati i grandi successi operativi indotti dall’equazione. Nel 1935  Einstein, insieme ai collaboratori Podosky e Rosen, illustrò una nuova confutazione in uno storico articolo (conosciuto come EPR). L’equazione della fisica quantistica porta ad individuare tra le coppie di particelle uno strano stato, consistente in correlazioni che, una volta nate,  permangono anche quando tra le due componenti ci sono  grandi distanze (stranezza denominata “intricazione”  da Schrodinger e oggi più nota come entanglement). Einstein  concludeva che  tale correlazione è spiegabile solo ammettendo che le particelle abbiano proprietà supplementari non contemplate nell’equazione ma che determinano l’uno o l’altro dei suoi due risultati equiprobabili (da qui la necessità di completare il formalismo quantistico). Bohr argomentò subito  l’impossibilità di una simile conclusione (seppure con minore efficacia rispetto al ’27), e al momento il confronto rimase congelato. Anche viste le strabilianti conseguenze innovative dell’equazione quantistica e del dualismo onda particella.

A differenza della fisica classica, le conseguenze dell’equazione quantistica permisero di capire una serie di fatti fino ad allora inesplicabili.  Il perché l’elettrone non cade sul nucleo, vale a dire la stabilità della materia, o il perché gli isolanti non sono conduttori, oppure come la luce viene emessa e assorbita, oppure capire la superconduttività, oppure l’uso dei semiconduttori. Permise in seguito  di arrivare ai transistor ed infine alla luce  laser.

Un trentennio dopo , nel 1964, il fisico Bell si accorse che la conclusione dello scritto EPR , portava a stabilire, con un semplice ragionamento matematico, l’esistenza di un limite massimo per le correlazioni tra le particelle intricate (dette diseguaglianze di Bell). In seguito , nel 1982, Aspect e un suo dottorando riuscirono per la prima volta a produrre dei fotoni singoli. Con questi vennero avviate delle sperimentazioni che confermarono intanto la natura duale onda-particella di ciascun fotone e in seguito (altri 25 anni dopo, quando ci furono i mezzi necessari) pure il ruolo decisivo della strumentazione usata nella misura al fine di determinare il carattere dell’oggetto misurato (che era stata appunto la supposizione di Bohr).

Inoltre,  effettuando subito altri esperimenti, Aspect e il suo gruppo riuscirono presto ad osservare che le correlazioni tra le particelle intricate superavano le disuguaglianze di Bell. Smentendo perciò la tesi dello scritto EPR. Quindi non c’era bisogno di completare la teoria quantistica (come sostenuto da Einstein), la quale nel suo ambito risultava già completa. Insomma, il mondo quantistico microscopico  è probabilistico.  A questo punto, nel libro qui recensito, Aspect annota che “questo risultato è ancor più sorprendente del dualismo onda-particella. Sembra vi sia uno scambio istantaneo tra due particelle distanti…. Qualunque sia la  distanza fra le particelle, esse si comportano cme un tutto indivisibile, talmente inseparabile che il legame fra esse pare sfidare la relatività. Il fenomeno viene chiamato non località quantistica”.

Nel complesso,  il lavoro di Aspect ha soprattutto messo insieme il modo di produrre un singolo fotone, la prova definitiva  della dualità onda particella , la conferma sperimentale dell’intricazione, quando c’è, tra due particelle della medesima coppia, la capacità di produrre separatamente tali coppie misurandole una alla volta e in genere di manipolare singoli oggetti quantistici.  Tutto ciò ha prodotto grandi novità.  Quella fondamentale (per la quale Aspect ha avuto il premio Nobel, insieme a Clauser e Zeilinger) è che moltiplica lo sviluppo dell’informazione quantistica, mettendole a disposizione un sistema di calcolo provvisto di una dimensione superiore.

Dimensione superiore  che si fonda sul fatto che la memoria di una macchina  quantistica non è più basata sul bit ordinario (che ha due valori possibili, 1 oppure 0, alternativi tra loro) bensì sul bit quantistico, il qbit (che ha ancora due valori  possibili, 1 oppure 0,  ma possibili allo stesso tempo, vale a dire come un fotone intricato che sovrappone i suoi due stati di valore).

Di conseguenza, operando con il qbit   sono disponibili molte più combinazioni: ad esempio con due qbit, 0-0, 0-1, 1-0, 1-1, con tre qbit  otto possibilità 0-0-0, 0-0-1, 0-1-1, 0-1-0, 1-1-1, 1-0-1, 1-0-0, 1-1-0, con quattro qbit sedici possibilità, e così via aumentando le possibilità in base ai qbit disponibili. Intricando dieci qbit otteniamo mille024 possibilità, intricando venti qbit otteniamo 1milione48.576 possibilità, eccetra. Quindi   la memoria dell’informazione quantistica opera nel medesimo istante su un numero molto maggiore di casi  e così diviene capace di risolvere in tempi umani problemi di calcolo complicatissimi non risolvibili dai computer tradizionali negli stessi tempi. In conclusione, con l’informazione quantistica è essenziale il numero dei qbit intersecati. Da tener presente la difficoltà di raggiungere l’obiettivo, al punto che negli ultimi quarantanni tutti i maggiori laboratori del mondo sono riusciti ad intersecare solo una ventina di fotoni.

Non è un caso che  lo strumento operativo basato sull’informazione quantistica, cioè il computer quantistico, è un’invenzione che sta maturando solo da circa 25 anni, prima a livello teorico, e poi con macchine reali che iniziarono ad essere introdotte in ambito commerciale. La capacità operativa del computer quantistico  sta crescendo parecchio nell’ultimo quinquennio.

Le analogie con il costruire libere istituzioni. Fermiamoci qui nel recensire il libro della Dedalo e passiamo a riflettere sulle indicazioni analogiche ricavabili circa i criteri da adottare nel costruire il nostro libero convivere istituzionale. La cui dimensione è sì assai superiore a quella della quantistica ma ad essa è connessa nel profondo dell’universo materiale e nelle relazioni tra gli umani viventi . La circostanza che ad oggi la fisica ordinaria della terra e quella quantistica siano differenti sotto più aspetti, si motiva non soltanto per le diverse dimensioni di rispettiva validità, ma anche (e forse soprattutto) per essere nate  in due epoche storiche successive.

Durante i lunghi secoli in cui la prima fisica si è sviluppata – sostituendo progressivamente i libri sacri religiosi e le mitiche tradizioni imposte dai potenti di turno –  le osservazioni sperimentali hanno consentito di costruire un edificio di regole più volte rivisto dai ricercatori ed affinato secondo varie formule matematiche. Poi  quando all’inizio del ‘900 è iniziata la seconda fisica, essa è stata concepita ad una dimensione microscopica ed è subito apparsa avere una natura differente, fin dalle formule matematiche  descrittive, dalla fisica ordinaria esistente.  Molti grandi fisici dell’epoca giudicavano incompleta  la quantistica, a cominciare da Einstein,  secondo il quale il miglior modo di completarla era trovare una nuova formulazione matematica che portasse la quantistica ad unificarsi con la fisica ordinaria. Ebbene, il lavoro di Aspect ha posto fine alla convinzione di Einstein, provando che era nel giusto l’interpretazione di Bohr della quantistica.  E lo ha sancito il premio Nobel del 2022.

Ne consegue che il nesso tra fisica ordinaria e fisica quantistica  di certo non va cercato in una teoria unica. Va piuttosto studiato il tipo di nesso esistente tra le due fisiche nel profondo dell’universo materiale, che rimane lo stesso. Naturalmente questo studio spetta agli scienziati del ramo, i quali continuano a sperimentare nuove ipotesi, per raggiungere delle conoscenze ancora più ampie, che, se confermate, vedranno la luce nel tempo futuro. Peraltro,  le scoperte quantistiche acclarate finora, debbono indurre in tutti una grande riflessione sul come i meccanismi della quantistica a livello microscopico abbiano analogie nel definire le relazioni tra gli umani viventi. E’ assurdo confinare il brulicare della vita alla dimensione esteriore del mondo. Perché il brulicare ha radici che penetrano nella profondità delle piccolissime dimensioni.  E perciò diviene fisiologico impegnarsi a cogliere le analogie con la quantistica quando si lavora al costruire le istituzioni quadro della convivenza umana. Analogie da sottoporre di continuo alla verifica sperimentale, e di cui tenere il massimo conto.

La prima analogia ineludibile, è il riconoscere come, nel costruire il convivere,   sia indispensabile stare ai fatti reali , rifuggendo la pratica plurisecolare di costruirlo applicando le teorie dei libri sacri religiosi oppure le ideologie. Tutte culture  per natura propense a legare la vita umana a prospettive esterne alla realtà, illusorie e portatrici di schiavitù di vario tipo più o meno esplicite. A cominciare dal percepire la realtà come continua (radice del non aver colto per duemila anni l’esistenza dei quanti di energia), cosa che invero non sussiste e che è frutto della fisiologica impossibilità degli organi di senso umani di rilevare le microscopiche distanze, inclinando a vedere integralmente compatto qualsiasi sistema.

La seconda analogia, nel costruire gli istituti del convivere, è il riconoscere che la realtà è dominata dalla probabilità e non ricorre a forme di  determinismo automatico nei modi e nei tempi.  Ciò significa che il sistema della libertà tra i cittadini è il solo adatto a governare il convivere in termini fecondi (in quanto non deterministico). Purché si caratterizzi non nell’esibirne il nome ma nel fondarsi davvero sulle manifestazioni e sulle scelte individuali di cittadini autonomi. E dunque aborrendo  il mero conformismo  verso le tesi diffuse dai gestori del potere e non confondendo mai la libertà con idee di altra base,  quali il riferirsi a masse indistinte di cittadini.

La terza analogia verte sull’insegnamento della quantistica. Esso mostra che le onde esistono solo in quanto insieme di soggetti diversi uno dall’altro, che allo stesso tempo  , siano essi intricati o meno, manifestano traiettorie simili mantenendo la propria diversità.  Nella convivenza umana,  questa terza analogia conferma la seconda e porta alla scelta di abbandonare ogni progetto  politico fondato su masse indistinte piuttosto che sui cittadini individui.  Fa comprendere come l’esistenza di traiettorie simili  in un insieme di  soggetti diversi, non intacchi il dato che la propulsione all’agire risiede nelle scelte dei singoli soggetti diversi. Scelte nel complesso probabilistiche, non deterministiche.  E pertanto non dovute ad una inesistente completa uguaglianza dei soggetti  autori, bensì al fatto che i soggetti autori si esprimono disponendo ognuno di un uguale diritto legale nelle relazioni del convivere e per il resto manifestando scelte diverse in un ampio arco di possibilità.

La quarta analogia tra quantistica e convivere , visto che nella vicenda quantistica è provata la non esistenza della piena prevedibilità,  sta nel non ritenere il predisporre un progetto sufficiente a realizzarlo e perciò nella consapevolezza che ciascun progetto si realizza  a passo a passo. Ciò implica  per la libertà progettuale, che ogni  esecutore materiale abbia un  ruolo specifico. Nonché la necessità che l’esecutore resti autonomo pur mantenendo una rete di relazioni e che partecipi  alla convivenza esprimendo sé stesso in modo propositivo, senza limitarsi al dissenso.

La quinta analogia con la vicenda quantistica è non smettere, al passar del tempo, di ricercare il conoscere ciò che ci circonda (a cominciare dall’individuare le risorse ed i mezzi di sussistenza). Il modo per farlo è praticare la scienza sperimentale e utilizzare i suoi ritrovati tecnologici, senza cedere alla propaganda contro di loro dei clericali, basata sulla paura del nuovo e sul proseguire per forza la tradizione. Di fatti, l’aver incluso il probabilismo comporta l’ineluttabilità del cambiare e quindi impone l’adottare quale fattore chiave ineludibile il  tempo che scorre (oltretutto visto che l’intricazione, negando la stretta connessione spazio tempo supposta da Einstein, ha reso non sempre operativo il concetto di distanza nello spazio). E lo scorrere del tempo richiede di continuo nuove energie e risorse per alimentare i meccanismi vitali.

La sesta analogia con la vicenda quantistica sta nell’accettare che una traccia nel mondo ogni umano la lascia solo con i suoi comportamenti e il suo manifestarsi pubblico (condizione  equivalente alla necessità di misurazione per conoscere quale sia lo spin della particella). Ciò esclude il poter fare a meno di un’istituzione che raccolga le regole del convivere tra cittadini diversi. Vale a dire la ricorrente suggestione  di abbandonare quel fattore stato che ha preso piede nei secoli.

La settima analogia con la vicenda quantistica si applica all’espandersi  capillare dei collegamenti elettronici  a livello mondiale, colmando distanze enormi, connettendo sistemi politici opposti e ponendosi al di là delle condizioni socio economiche dei vari territori. E’ un espandersi che rimane distinto dall’intricazione del quantismo. Che peraltro  – a partire da metà anni 1970 con l’avvio del connettersi di terminali e computer mediante reti diverse e poi dall’inizio dell’ultimo decennio ‘900 con il World Wide Web, i cellulari e il GPS – si è differenziato sempre più dal modo di telecomunicare preesistente, con un’interconnessione assai diffusa capace di offrire servizi informativi e lavoro intellettuale a distanza, in tempi pressoché istantanei. Quindi aumentando ruolo e peso dei cittadini individui, con le conseguenti problematiche dell’integrare le  regole del convivere.

Il comportamento dei liberali. Delineate così  le sette analogie fondamentali tra la meccanica quantistica  (quale è ad oggi) e i criteri con cui va governata la convivenza umana, risalta evidente che in radice esse collimano con il metodo liberale nel rapportarsi all’andamento del mondo reale. Peraltro va fatto un richiamo  sostanziale. Sia l’analogia con la quantistica che l’anima del metodo liberale, rispettano i tre criteri della libertà, della singolarità individuale e della diversità di ciascuno. Ne consegue che il collimare con il metodo liberale non può essere mai disgiunto dalla diversità, e che per tale via (la riconosciuta esistenza di altri soggetti che non sono liberali né riescono ad avere comportamenti liberali) evita  nel convivere concentrazioni dominanti o addirittura monopolistiche. Pertanto  il fatto che l’organizzazione del convivere debba modellarsi sul metodo liberale, non può trasformarsi nel  prevalere di una forza politica specifica e non  da  alcun privilegio. La presenza di una formazione esplicitamente a favore del metodo liberale, anche se piccola, ha peraltro la funzione chiave di mantenere l’adozione di una coerente impostazione del sistema di convivenza nei confronti delle analogie con la quantistica prima elencate.

E’ ovvio che anche i sostenitori del metodo liberale siano  tenuti ad agire nel pieno rispetto   del metodo. Per cui non possono in alcun caso stravolgere il senso della libertà di scambio, dell’individualismo responsabile, della diversità aperta,  e farli divenire libertà imperiale, individualismo prevaricatore, diversità di un clan. Mantenersi coerenti al metodo della libertà nei suoi vari aspetti di tolleranza e di pacatezza, di spirito critico e di provvisorietà –  mai ricorrendo alle logiche dei libri sacri religiosi o ideologici e ad atteggiamenti  espressivi violenti e chiusi al dibattito – , è una via irta di sfide ardue, ma è l’unica in grado di far progredire a passo a passo le condizioni materiali della convivenza umana. Nella consapevolezza che , come per la quantistica, continueranno le scoperte innovative  nell’ambito del convivere istituzionale.

Oggi, per i liberali, gli argomenti o più urgenti in tema di definizione di regole di convivenza adeguate, sono l’Intelligenza Artificiale e il come affrontare la forte pressione contro il libero convivere prodotta da culture non solo antiliberali ma perfino antidemocratiche. L’Intelligenza Artificiale è una protesi delle facoltà umane sempre più efficace purché mantenuta sempre imperniata solo su tali facoltà e da esse dipendente. La forte pressione contro il libero convivere va contrastata con il fermo e continuo richiamare la pratica dei principi della libera convivenza e insieme con il blocco di forme esibite  nei luoghi educativi, che siano chiara propaganda contro l’aperto relazionarsi tra diversi.