La coscienza può spiegare la meccanica quantistica?

Una teoria suggerisce che la coscienza può spiegare la meccanica quantistica, costringendo le particelle subatomiche a scegliere un risultato concreto

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La coscienza spiega la meccanica quantistica?
La coscienza spiega la meccanica quantistica?

Una teoria suggerisce che la coscienza può spiegare la meccanica quantistica, costringendo le particelle subatomiche a scegliere un risultato concreto.

Uno degli aspetti più sconcertanti della meccanica quantistica è che minuscole particelle subatomiche non sembrano “scegliere” uno stato fino a quando un osservatore esterno non lo misura. L’atto della misurazione converte tutte le vaghe possibilità di ciò che potrebbe accadere in un risultato definito e concreto. Mentre la matematica della meccanica quantistica fornisce regole su come funziona quel processo, la stessa matematica non spiega realmente cosa significhi in termini pratici.

Un’idea è che la coscienza – una consapevolezza di noi stessi e dell’impatto che abbiamo su ciò che ci circonda – gioca un ruolo chiave nella misurazione e che è la nostra esperienza dell’universo che lo converte da semplicemente immaginato a veramente reale.

Ma se questo è il caso, allora è possibile che la coscienza umana possa spiegare alcune delle stranezze della meccanica quantistica?

Misura quantistica

La meccanica quantistica sono le regole che governano lo zoo di particelle subatomiche che compongono l’universo. La meccanica quantistica ci dice che viviamo in un mondo fondamentale non deterministico. In altre parole, almeno quando si tratta del mondo delle minuscole particelle, è impossibile, non importa quanto siano intelligenti gli scienziati nel loro progetto sperimentale o quanto perfettamente conoscano le condizioni iniziali di quell’esperimento, prevedere con certezza l’esito di qualsiasi esperimento. Conosci la forza che agisce su un protone? Non esiste un luogo prestabilito in cui è certo che sarà tra pochi secondi, solo un insieme di probabilità di dove potrebbe essere.

Per fortuna, questo indeterminismo affiora solo nel mondo subatomico; nel mondo macroscopico tutto funziona secondo le leggi deterministiche della fisica.



Quando i fisici eseguono un esperimento sui sistemi quantistici (ad esempio, cercando di misurare i livelli di energia di un elettrone in un atomo), non sono mai del tutto sicuri di quale risposta otterranno. Invece, le equazioni della meccanica quantistica prevedono le probabilità di questi livelli di energia. Una volta che gli scienziati conducono effettivamente l’esperimento, tuttavia, ottengono uno di quei risultati e all’improvviso l’universo diventa di nuovo deterministico; una volta che gli scienziati conoscono il livello di energia dell’elettrone, per esempio, sanno esattamente cosa farà, perché la sua “funzione d’onda” collassa e la particella sceglie un certo livello di energia.

Questo passaggio dall’indeterminismo al determinismo è assolutamente strano, e non c’è altra teoria in fisica che funzioni allo stesso modo. Cosa rende l’atto della misurazione così speciale? Miriadi di interazioni quantistiche avvengono continuamente nell’universo. Quindi quelle interazioni sperimentano lo stesso tipo di capovolgimento anche quando nessuno sta guardando?

Il ruolo della coscienza

L’interpretazione standard della meccanica quantistica, nota come interpretazione di Copenaghen, dice di ignorare tutto questo e concentrarsi solo sull’ottenere risultati. In quest’ottica, il mondo subatomico è fondamentalmente imperscrutabile e le persone non dovrebbero cercare di sviluppare immagini coerenti di ciò che sta accadendo. Invece, gli scienziati dovrebbero ritenersi fortunati di poter almeno fare previsioni utilizzando le equazioni della meccanica quantistica.

Ma per molte persone questo non è soddisfacente. Sembra che ci sia qualcosa di incredibilmente speciale nel processo di misurazione che compare solo nella teoria quantistica. Questa particolarità diventa ancora più sorprendente quando si confronta la misurazione con, diciamo, letteralmente qualsiasi altra interazione.

Ad esempio, in una nube di gas lontana, nel profondo della vastità dello spazio interstellare, non c’è nessuno in giro; nessuno sta guardando. Se, all’interno di quella nuvola di gas, due atomi si scontrano, questa è un’interazione quantistica, quindi dovrebbero applicarsi le regole della meccanica quantistica. Ma non c’è “misurazione” e nessun risultato: è solo una delle trilioni di interazioni casuali che avvengono ogni giorno, inosservate dagli umani. E così le regole della meccanica quantistica ci dicono che l’interazione rimane indeterministica.

Ma se quegli stessi due atomi si scontrano all’interno di un laboratorio, gli scienziati possono misurare e registrare ciò che è accaduto. Poiché si è verificata una misurazione, le stesse regole della meccanica quantistica ci dicono che l’indeterminismo si è ribaltato per diventare deterministico: questo è ciò che ha permesso di scrivere un risultato concreto.

Cosa c’è di così diverso tra questi due casi? Entrambi coinvolgono particelle subatomiche che interagiscono con altre particelle subatomiche. E ogni fase del processo di misurazione coinvolge particelle subatomiche a un certo livello, quindi non dovrebbe esserci una via di fuga dalle solite regole quantistiche che dicono che il risultato dovrebbe essere indeterminato.

Alcuni teorici, come il pionieristico fisico quantistico Eugene Wigner, sottolineano che l’unica differenza tra questi due scenari è che uno coinvolge un osservatore cosciente e pensante e l’altro no. Pertanto, quello che viene chiamato un “collasso” nella meccanica quantistica (la transizione da probabilità indeterministe a un risultato concreto) si basa sulla coscienza.

Sogni dell’universo

Poiché la coscienza è così importante per gli esseri umani, tendiamo a pensare che ci sia qualcosa di speciale in essa. Dopotutto, gli animali sono le uniche entità coscienti conosciute ad abitare l’universo. E un modo per interpretare le regole della meccanica quantistica è seguire la logica di cui sopra fino al suo estremo: ciò che chiamiamo misurazione è in realtà l’intervento di un agente cosciente in una catena di interazioni subatomiche altrimenti banali.

Questa linea di pensiero richiede che la coscienza sia diversa da tutta l’altra fisica dell’universo. Altrimenti, gli scienziati potrebbero sostenere che la coscienza stessa è solo la somma di varie interazioni subatomiche. Se è così, non c’è un punto finale nella catena di misurazione. E se è così, allora ciò che gli scienziati fanno in laboratorio non è davvero diverso da ciò che accade in nubi di gas casuali.

Sebbene non sia strettamente una teoria fisica, il concetto di coscienza come diversa e separata dall’universo materiale ha una lunga tradizione in filosofia e teologia.

Tuttavia, fino a quando qualcuno non riuscirà a trovare un modo per testare questo concetto di coscienza come separato dal resto delle leggi fisiche in un esperimento scientifico, dovrà rimanere nel regno della filosofia e della speculazione.

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