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FISICA/ Quei tre secondi che segnalano la nostra percezione del tempo

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Un'apparecchiatura per la risonanza magnetica  Un'apparecchiatura per la risonanza magnetica

È collegato alla nostra comprensione profonda del tempo. La Meccanica Quantistica stabilisce che il tempo non è un osservabile bensì un parametro nelle equazioni dell’evoluzione. Ciò significa inoltre che evolve semplicemente tra un esperimento e l’altro ma che, nel preciso istante in cui viene fatta una osservazione, lo stato del sistema collassa. Così l’evoluzione del tempo è punteggiata da una forte riduzione delle nostre informazioni. Molti scienziati concordano nel ritenere che non siamo arrivati a una piena comprensione della natura della Meccanica Quantistica, sebbene questa ci fornisca la miglior spiegazione che l’uomo abbia mai raggiunto.

 

Qual è il legame tra il tempo e la causalità nel mondo della fisica quantistica?

La Meccanica Quantistica stabilisce che l’evoluzione tra gli esperimenti è deterministica, cioè che obbedisce pienamente al principio di causalità. Possiamo chiederci allora se c’è posto per il libero arbitrio nella Meccanica Quantistica. È certamente vero che il collasso delle informazioni prodotto al momento delle misure è casuale per definizione. Ciò sembra aprire una finestra sul non determinismo. In realtà, a ben guardare la Meccanica Quantistica è non deterministica. Ma dobbiamo essere consapevoli che la casualità non lascia spazio al libero arbitrio. Non c’è nessun arbitrio nel lancio di una moneta. Non c’è nessun arbitrio quantistico. In anni recenti alcuni importanti scienziati hanno avanzato l’idea che la Meccanica Quantistica fornisca solo una descrizione efficace della natura alle scale di energia che ora possiamo esplorare: alle altissime energie (la scala di Planck) potrebbe verificarsi che la Meccanica Quantistica sia sostituita da una teoria pienamente deterministica. Se ciò è vero, il libero arbitrio è una pura illusione: noi non avremmo alcuna possibilità di calcolare ogni dettaglio delle nostre azioni future ed esse resterebbero determinate da quella teoria fondamentale.

 

Nella Meccanica Quantistica il ruolo dell’osservatore è cruciale: lo è anche nel definire e misurare il tempo?

Nella Meccanica Quantistica il tempo viene misurato come accumulo di energia in qualche apparato che è controllato da un orologio classico. Tali accumuli sono soggetti alla natura casuale delle osservazioni così come sono descritte dalla Meccanica Quantistica. Ad esempio, il tempo di arrivo delle particelle in un dato esperimento non segue uno schema sempre uguale e obbedisce a qualche indeterminazione correlata alla misura delle energie. Ciò suggerisce l’idea che buoni orologi classici sono collegati a buone misure delle energie.

 

Fino a che punto il fluire del tempo e i collegamenti di causa-effetto che percepiamo sono nostre elaborazioni neurologiche della realtà?

Secondo me, la nostra percezione del fluire del tempo è legata alla biologia e al delicato problema della comprensione della coscienza. E ciò non è per nulla facile. è un tema di ricerca che dovrebbe essere affrontato senza pregiudizi e in una prospettiva umile e molto oggettiva. Vale la pena ricordare che recenti esperimenti hanno rivelato che le decisioni umane possono essere anticipate fino a tre secondi monitorando il flusso di ioni con un’apparecchiatura MRI (Risonanza Magnetica per Immagini). La causalità è un argomento molto diverso. Consideriamo l’analisi approfondita di tutti i risultati di una serie di esperimenti: un primo fatto legato alla causalità è la necessaria ripetizione di risultati identici quando uno stesso esperimento viene eseguito più volte nelle stesse identiche condizioni. Finora abbiamo ottenuto impressionanti riscontri che la causalità si conserva nel mondo microscopico. Riusciamo anche a capire quale parte della Meccanica Quantistica dovrebbe essere modificata per ottenere teorie che vadano oltre e che pure conservino la causalità. Il passo che dobbiamo ancora fare è quello di connettere la causalità microscopica con quella macroscopica. A questo punto entrano in gioco chimica e biologia: c’è tanta ricerca da fare in questo campo.

 

(Mario Gargantini)



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