Principi Meccanica Quantistica

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La meccanica quantistica ha rivelato, fin dalla sua nascita (agli inizi del Novecento) il suo potenziale per cambiare radicalmente, non solo la fisica, ma sopratutto il modo in cui l'essere umano interpreta la realtà: il paradigma meccanicistico è stato spazzato via e sostituito col paradigma olistico. Il mondo, che prima della quantistica veniva ritenuto statico e immutabile perché aggrappato alle regole della meccanica newtoniana, improvvisamente si ritrova ad essere dinamico e probabilistico. Il determinismo, che aveva contraddistinto il mondo di ieri, viene fatto a pezzi e ci si ritrova in un mondo in cui prende piede il principio di indeterminazione di Werner Heisenberg, tale per cui non si può prevedere/determinare la posizione di nessuna cosa (particella o altro).

Inoltre, ogni cosa (o persona) è collegata inestricabilmente a ogni altra in un rapporto relazionale di reciprocità indipendentemente dalla distanza: tale caratteristica dell'Universo, chiamata "entanglement" tiene insieme l'Universo ed è stata dimostrata scientificamente. Per effetto di tale proprietà, la relazione tra le persone e le cose diventa di natura "partecipatoria", cioè scompaiono i rapporti di potere. Oggi siamo ancora lontani dall'applicazione di tale principio dall'attuale mondo dualistico che dovrà inevitabilmente cambiare. Il dualismo è nato agli albori dell'essere umano, favorito dal ruolo del linguaggio, che ha introdotto la separazione tra le cose e tra l'uomo e le cose.

La caratteristica umana è "autopoietica", cioè l'essere umano tende a creare se stesso, e soprattutto vuole decidere quando e come farlo puntando sul "libero arbitrio". Per far ciò egli si basa sulla sua "coscienza", cioè sulla consapevolezza dei suoi atti, che guida la sua realtà. Egli percepisce ciò che fa e lo mette in atto, basandosi su sentimenti empatici e compassionevoli. Oggi non è ancora così, ma la direzione verso cui andrà è questa.

La società umana oggi è selvaggia, primitiva e violenta. Quanto tempo impiegherà a diventare amorevole, empatica e compassionevole?

Mppa concettuale dei principi della meccanica quantistica

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LA FISICA DELLA VITA: Il fisico e biologo Jim Al-Khalili scrive nel suo libro "La fisica della vita" (p.129): "La decoerenza avviene continuamente, all'interno di ogni singolo oggetto classico, mentre i suoi costituenti (atomi e molecole) sono sottoposti a vibrazioni termiche e sono sballottati da tutti gli atomi e le molecole circostanti, così che la loro coerenza ondulatoria si perde. Allora si può pensare alla decoerenza come il modo in cui il materiale che circonda un dato atomo (ciò che chiamiamo "l'ambiente circostante") misura costantemente l'oggetto e lo costringe a comportarsi come una particella classica. Di fatto, la decoerenza è uno dei processi più veloci ed efficienti di tutta la fisica, ed è proprio a causa di questa notevole efficienza che ci è voluto così tanto tempo per scoprirla. Solo oggi i fisici stanno imparando a controllarla e studiarla. [...] Gli ambienti a livello molecolare sono, in gran parte, turbolenti quanto le acque sotto le cascate del Niagara. Le particelle all'interno dei materiali sono costantemente colpite e sbattute da tutte le parti (altri atomi, molecole o fotoni). [...] Quando parliamo di effetti "coerenti" vogliamo dire che qualcosa si comporta in modo quantomeccanico: magari presenta un comportamento ondulatorio, oppure fa due o più cose nello stesso istante. Quindi la "decoerenza" è il processo fisico per cui si perde la coerenza e il mondo quantistico diventa classico. La coerenza quantistica è normalmente di vita molto breve, a meno che non si riesca a isolare dall'ambiente circostante il sistema quantistico (un numero minore di particelle in movimento) e/o esso venga raffreddato a temperature molto basse (molto meno movimento) per conservarne la coerenza tanto delicata. [...] La questione della fragilità della coerenza quantistica (impedire il collasso della funzione d'onda) è naturalmente la principale sfida del gruppo del MIT e dei loro colleghi in tutto il mondo, che stanno tentando di costruire un computer quantistico. [...] Ora sappiamo che laggiù, a livello molecolare, molti processi biologici importanti possono essere veramente veloci (nell'ordine di un bilionesimo di secondo) e si possono confinare a distanze atomiche molto ridotte: la sorta di dimensioni e di intervalli di tempo tipici dei processi quantistici, come l'effetto tunnel. Quindi, sebbene la decoerenza non si possa prevenire del tutto, si può tenere a bada abbastanza a lungo perchè diventi biologicamente utile."

Punti di riflessione

Il fisico e biologo Jim Al-Khalili scrive nel suo libro "La fisica della vita" (p.129): "La decoerenza avviene continuamente

Conclusioni (provvisorie): Coerenza e decoerenza nell'uomo moderno

Occuparsi della realtà, oltre che viverla, è difficile come scrive il fisico e matematico Roger Penrose nel suo libro "La strada che porta alla realtà" (p.1027): "E' vero che siamo stati abbastanza fortunati da scoprire per caso schemi matematici in straordinario accordo con la Natura, ma l'unità della Natura nella sua interezza con qualche schema matematico non può essere che poco più di un "sogno". E allora, come distinguere e rappresentare la condizione umana nel nuovo paradigma della meccanica quantistica? Cioè come distinguere la meccanica classica dalla meccanica quantistica? La decoerenza quantistica è la condizione nella quale l'essere umano normalmente vive nel mondo macroscopico, cioè nel mondo convenzionale. Il fisico e biologo Jim Al-Khalili scrive nel suo libro "La fisica della vita" (p.145); "Il mondo quantistico ci sembra molto strano, e spesso si pensa che questa stranezza sia il sintomo di una separazione fondamentale tra il mondo che vediamo intorno a noi e le sue fondamenta quantistiche. In realtà esiste un solo insieme di leggi che regola il modo in cui funziona il mondo e sono le leggi quantistiche. Le leggi statistiche, tanto familiari, e le leggi newtoniane sono, alla fin fine, leggi quantistiche viste attraverso il filtro della decoerenza, che elimina tutte le cose strane (e questa è la ragione per cui ci sembrano strane). Scavando più a fondo si trova la meccanica quantistica, acquattata nel cuore della realtà di tutti i giorni. Ma c'è di più: alcuni oggetti macroscopici sono in realtà sensibili ai fenomeni quantistici; la gran parte di questi sono vivi." La sfida che oggi ci si trova ad affrontare è quella di rendere 'coerenti' (quantisticamente) i sistemi che si costruiscono per sfruttare gli enormi vantaggi quantistici, senza ricorrere a enormi complessità quali quella di abbassare la temperatura fino allo zero assoluto. Questo è, ad esempio, il caso dei computer quantistici che oggi vengono costosamente raffreddati. Infatti un sistema perde la sua coerenza quantistica quando non è isolato dal suo ambiente e, conseguentemente, è elevata la motilità dei componenti atomici della sua struttura particellare. La fisica Chiara Bernardo sostiene che la classicità sia una condizione emergente che scaturisce dall'interazione di sistemi di per sé quantistici, con l'ambiente. Chiara Bernardo scrive nella sua tesi di laurea: "L’assunto secondo cui i sistemi macroscopici non siano mai isolati dall’ambiente circostante ha permesso la formulazione della teoria della decoerenza. Ci occuperemo di capire cosa accade quando un sistema quantistico interagisce con l’ambiente circostante e inizieremo a notare come la ”classicità” possa essere considerata una proprietà emergente del sistema dovuta, appunto, alla suddetta interazione. Mostreremo anche l’irreversibilità del processo."

per scaricare le conclusioni (in pdf):

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Bibliografia (chi fa delle buone letture è meno manipolabile)

Chiara Bernardo (2019), SISTEMI QUANTISTICI APERTI E DECOERENZA (Tesi di laurea PDF) - UNIBO
Francesco Vecchi, L'universo di Gregory Bateson - Academy

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a chi vuole approfondire la fisica quantistica

Spesa annua pro capite in Italia per gioco d'azzardo 1.583 euro, per l'acquisto di libri 58,8 euro (fonte: l'Espresso 5/2/17)

Pagina aggiornata il 11 aprile 2024