Molti mondi o un solo mondo?

Come dice il detto, esistono due categorie di persone: quelle che dividono le persone in due categorie, e quelle che non lo fanno.

Parafrasando questo detto, possiamo affermare che esistono due categorie di teorie quantistiche: quelle che dividono la realtà in un’infinità di mondi, e quelle che non lo fanno.

La prima categoria fa riferimento alle cosiddette interpretazioni a molti mondi (Many Worlds Interpretations), che videro la luce negli anni cinquanta del secolo scorso, con il lavoro del fisico americano Hugh Everett. Questi, ancora dottorando presso la Princeton University, riformulò la meccanica quantistica in quella che inizialmente definì “formulazione dello “stato relativo” della meccanica quantistica” (“Relative State” formulation of quantum mechanics).

Il suo direttore di tesi, John Wheeler, riconobbe subito l’originalità e l’importanza delle sue idee, senza però ritenere che tale approccio potesse rimettere in questione l’interpretazione ortodossa della meccanica quantistica, sostenuta da Niels Bohr e dalla famosa scuola di Copenhagen. Wheeler, che conosceva bene Bohr (avendo collaborato con lui) e nutriva nei suoi confronti un’immensa stima (quasi una venerazione), tentò in tutti i modi di ottenere la sua benedizione circa le idee di Everett, sperando anche che questi accettasse di pubblicarle negli annali dell’accademia danese di fisica. Accadde invece l’opposto: la teoria di Everett venne pesantemente criticata dal gruppo di Copenhagen, che la ritenne, sia dal punto di vista fisico che filosofico, del tutto inconcludente.

Malgrado ciò, nel 1957 Everett riuscì a pubblicare una versione abbreviata della sua tesi di dottorato, nella celebre Reviews of Modern Physics, sebbene nel frattempo, a causa soprattutto della forte opposizione di Bohr, Wheeler prese le distanze dalle sue idee, tanto che l’articolo cadde presto nel dimenticatoio (per grande dispiacere di Everett che nel frattempo abbandonò la fisica teorica e accettò un incarico presso il governo americano, come analista della Difesa).

Un nuovo interesse per la teoria di Everett si manifestò circa dieci anni dopo, grazie al cosmologo americano Bryce DeWitt, che in un articolo di gravità quantistica introdusse una particolare equazione che la funzione d’onda dell’intero universo doveva soddisfare, riconoscendo al contempo che per una corretta interpretazione di tale funzione d’onda universale fosse necessaria l’interpretazione a molti mondi di Everett.

DeWitt divenne presto uno strenuo difensore dell’interpretazione a molti mondi, ritenendo che la soluzione del dilemma dell’indeterminismo quantomeccanico si trovasse precisamente nell’accettazione del fatto che viviamo in una realtà dove ogni possibile esito di un esperimento si realizza, in uno specifico universo parallelo.

In altre parole, la nostra realtà altro non sarebbe che un multiverso (o multimondo), partizionato in un’infinità costantemente crescente di universi paralleli, nei quali ogni possibilità viene di fatto sempre attuata.

Ai nostri giorni l’interpretazione a molti mondi di Everett ha guadagnato un ragguardevole consenso, e non solo tra i registi di Hollywood. Infatti, non sono più così pochi i fisici, soprattutto in ambito cosmologico, che ritengono che quella degli universi paralleli non sia un’ipotesi poi così infondata, e che se solo abbiamo il coraggio di prendere il formalismo quantistico davvero seriamente, questa sarebbe in fin dei conti l’unica ontologia possibile.

Va detto che l’interpretazione di Everett fa parte di quegli approcci scientifici non strumentalistici che partendo dalla struttura di una teoria fisica cercano di comprendere la vera natura della nostra realtà. In altre parole, l’approccio dei sostenitori dell’interpretazione a molti mondi è decisamente di tipo realista, nel senso che si considera che vi sia una chiara corrispondenza tra il formalismo della teoria quantistica e la realtà fisica che esso descrive. E secondo gli everettiani, tale corrispondenza ci starebbe dicendo che la nostra realtà è un sorprendente multiverso, dove ogni cosa che può accadere di fatto accade, sempre e sistematicamente.

Ma è proprio così?

In una recente collaborazione con Diederik Aerts, abbiamo avuto modo di riflettere attentamente al contenuto dello scenario che l’interpretazione a molti mondi sottende; nel farlo, ci siamo resi conto che per quanto questo scenario possa apparire fantastico, lo è decisamente meno della visione che emerge dalla teoria quantistica se solo scegliamo di rimanere entro le specifiche di una visione a un solo mondo. Ma per fare questo, è necessario prendere il formalismo quantistico ancora più seriamente!

Tecnicamente parlando, prendere ancora più seriamente il formalismo quantistico di quanto già fanno gli everettiani, significa dare il giusto peso non solo alla famosa equazione di Schrödinger, ma anche al processo indeterministico di collasso della funzione d’onda. Così facendo, si ottiene la descrizione di una realtà ben più sorprendente di quella a molti mondi, nella quale non solo gli atti puramente creativi sarebbero possibili (e quindi non tutte le possibilità verrebbero sempre attuate), ma anche, e di conseguenza, nella quale la nostra “finestra spazio-temporale” si ridurrebbe alla mera punta di un immenso iceberg non-spaziale (e non-temporale), la cui parte immersa descriverebbe (dalla nostra prospettiva spazio-temporale) una dimensione di pura potenzialità. Per dirla con le parole di William James

Le attualità sembrano galleggiare su un più vasto oceano di possibilità, da cui emergono quando vengono scelte; e in un certo modo, l’indeterminismo ci dice che tali possibilità esistono, e sono parte della verità.” [William James]

Qui di seguito troverete il link a un articolo che è nato da questa riflessione, scritto nella forma di un dialogo tra due fisici [To appear in: Foundations of Science]. Va detto che il testo è rivolto in primis agli addetti ai lavori, fisici e i filosofi della scienza; pertanto, si tratta di uno scritto tecnico, che pur essendo (quasi del tutto) sprovvisto di formule, sicuramente non sarà di facile lettura per chi non possiede una sufficiente infarinatura di fisica moderna. Tuttavia, potrebbe valere lo sforzo di leggerlo, anche perché non è necessario comprendere ogni specifico concetto riportato dai due interlocutori per contemplare l’affascinante Weltanschauung che emerge dal loro scambio.

Many-Measurements or Many-Worlds? A Dialogue: Many advocates of the Everettian interpretation consider that theirs is the only approach to take quantum mechanics really seriously, and that this approach allows to deduce a fantastic scenario for our reality, one that consists of an infinite number of parallel worlds that branch out continuously. In this article, written in dialogue form, we suggest that quantum mechanics can be taken even more seriously, if the ‘many-worlds’ view is replaced by a ‘many-measurements’ view. This allows not only to derive the Born rule, thus solving the measurement problem, but also to deduce a one-world ‘non-spatial’ reality, providing an even more fantastic scenario than that of the multiverse.

Originally published at www.zenon.it on June 23, 2014.