Einsten, mia nonna e la fisica quantistica

Storie di Fisica, Cuori, Menti e Spionaggio. Mia Nonna. Io penso volentieri ai miei avi e ho tanti ricordi piacevoli che, sebbene nascosti da qualche parte nella mia mente, appena indagati saltano fuori. Questi ricordi hanno messo radici che hanno potuto attecchire perché c'era sempre mia nonna, splendida narratrice, che mi raccontava storie in cui, spesso, i protagonisti erano sia frutto della sua fantasia sia vecchi componenti della mia famiglia. Non saprò mai quali di queste storie fossero vere; sicuramente so che in questa maniera oggi conosco molto dei miei avi. Mia Nonna si chiamava Costantina ed è nata l'1 ottobre 1884. In quegli anni Joseph John Thomson proponeva il primo Modello Atomico, detto a panettone. Mi è sempre piaciuto pensare che, mentre mia nonna sfidava la vita, anche la Fisica Quantistica cresceva e si sviluppava di pari passo, come se avesse gli stessi ritmi e le stesse difficoltà, dapprima di un bambino, poi di un giovane ragazzo che diventa adolescente e che combatte contro il mondo, fino a diventare un adulto con la sua maturità e consapevolezza. Infine, in uno sviluppo naturale, arriva il momento di cedere il passo a un futuro erede che ne riconoscerà i meriti e la vita spesa perché i discendenti possano progredire il cammino iniziato verso nuovi obiettivi. Mia nonna non aveva mai sentito parlare di Einstein eppure, all'epoca della pubblicazione dell'articolo sulla relatività ristretta, aveva già ventuno anni. In quegli anni lei aveva il dovere, essendo primogenita, di accudire agli altri fratelli e sorelle arrivati dopo di lei. Ed era una ottima cosa che, completamente autodidatta, fosse in grado di leggere, scrivere e far di conto. Nell'Italia meridionale di quel periodo prevaleva la concretezza della vita quotidiana che concedeva poco spazio alle notizie di scoperte scientifiche teoriche. Quando nel 1927 si è sposata, uomini a lei sconosciuti decidevano il futuro atomico dell'umanità, incontrandosi nel Convegno di Como e nel Congresso di Solvay. Mia nonna, invece, il giorno dopo il matrimonio è tornata ai suoi doveri di donna e moglie per contribuire, nel suo piccolo, alla crescita di una umanità che lottava per fare passi avanti lungo la strada del progresso sociale e scientifico. Nel 1945, quando sono esplose le due bombe atomiche, applicazione concreta dei risultati della giovane Fisica Quantistica, mia nonna sapeva solo che erano morte tante persone in un solo bombardamento e pensava a tutti quei piccoli senza vita mentre curava i suoi figli ormai quasi in età da marito. Aveva trovato l'amore senza conoscere l'equazione di Dirac e gli atomi continuavano la loro probabile esistenza nel pane che settimanalmente impastava. Quando mia nonna è morta, nel 1979, la Fisica Quantistica era, ormai, anch'essa diventata matura. E probabilmente era anch'essa già morta o moribonda. Mi sono sempre chiesto quali modificazioni subiscano gli atomi del corpo di una persona che muore, se ne abbiano la consapevolezza, oppure, tutti, facciamo solo parte di un grande tourbillon, dove nessuno ha reale coscienza di nulla e il cui vero scopo altro non è che la perpetuazione di un ricordo. A me sembra che sia lo stesso destino riservato a tutte le conoscenze e teorie destinate a dissolversi come ombre alla luce delle nuove scoperte. Così, sia mia nonna, sia tutti quelli che hanno collaborato a far crescere la Fisica Quantistica, hanno contribuito a produrre risultati che si perpetueranno per le generazioni a venire, comunque e per sempre, non più come lavoro manuale o attraverso esperimenti quotidiani, ma solo come ricordi immateriali che si evolveranno in storie o teorie scientifiche. A distanza di anni, sia le teorie, sia le storie di ciascuno di tutti i protagonisti, passati o attuali, diverranno Meme e, per i nostri futuri discendenti, sarà sempre più difficile distinguere se sia esistita davvero una realtà di cui crediamo essere modellatori, oppure se abbiamo assolto al solo compito, inconscio, di essere un tramite, di generazione in generazione, per Memi più antichi, magari arricchendone la moltitudine anche con esperienze o fatti acquisiti nel corso della nostra vita. Così io mi auguro di riuscire a trasmettere sia il ricordo, il Meme, di mia nonna, sia il ricordo della “mia” Fisica Quantistica e di quanto ne sia stato appassionato. Eravamo Solo Uomini ... Einstein sosteneva che Non hai veramente capito qualcosa fino a quando non sei in grado di spiegarlo a tua nonna. ... e così io ho provato a spiegare la Fisica Quantistica a mia nonna, mentre lei cucinava per me. Una branca delle scienze fisiche che affascina e risveglia un senso di stupore, curiosità e meraviglia al solo pronunciarne il nome, è la Teoria dei Quanti con la sua rappresentazione matematica che ne descrive i comportamenti, chiamata Meccanica Quantistica. Nei neofiti e in tutti quelli che le si avvicinano incute rispetto a causa delle scarse conoscenze che se ne hanno, ma richiama grandi aspettative, entusiasmi, che man mano che si inizia a capire si trasformano in perplessità, incertezze, scetticismo fino a generare dubbi che questa teoria possa addirittura essere falsa. Tutto questo è lo stesso approccio che hanno avuto i suoi ideatori che non riuscivano a comprenderla totalmente. A mio parere molti scienziati che ci lavorano su ancora oggi non comprendono appieno quello che ci trasmette, nonostante gli oltre cento anni passati a verificare, interpretare, prevedere o tentare di visualizzare quello che è diventata evolvendosi dalla sua nascita. Il risultato di tanti contributi fondamentali ha prodotto una tale varietà di interpretazioni che, invece di renderla più semplice, complica sempre più la comprensione della composizione e della struttura della materia a livello atomico e subatomico, riservando sempre nuove sorprese. Facciamo insieme una passeggiata sulla sabbia di una meravigliosa spiaggia esotica ascoltando la risacca delle onde e sfioriamo la sabbia con la mano e guardiamo un minuscolo granello di sabbia che è rimasto attaccato: Quel granello di sabbia è composto da un numero di atomi simile al numero totale di tutti i granelli di sabbia delle spiagge di tutto il mondo! Il suono della risacca si propaga nell'aria e, attraverso onde sonore, arriva alle nostre orecchie, viaggiando esattamente come le onde associate alle particelle elementari. Laggiù, nella parte più intima della materia, abbiamo scoperto esserci così tanto spazio e così tanti componenti da non riuscire a immaginare neanche con la fantasia più sfrenata. Non solo, la Meccanica Quantistica ha evidenziato che ci sono leggi, cui gli elementi subatomici devono sottostare, completamente diverse da quelle cui siamo abituati. Leggi che, inevitabilmente, pur riflettendosi nel mondo in cui viviamo quotidianamente, non avremmo mai saputo individuare senza questa branca della fisica. Leggi molto diverse, più complesse, spesso nascoste da eventi macroscopici, talmente complicate ed enigmatiche da essere, in gran parte, ancora impenetrabili per l'intelletto umano. Questo privilegio ci è stato concesso solo da pochi anni. Adesso conviviamo con un Universo che ci era sconosciuto e che ha poco da spartire con la fisica classica che spiegava il mondo che ci circonda. La Fisica Quantistica appare come una teoria poco intuitiva, illogica e, a un primo approccio, tanto insensata da sbalordire i suoi stessi molteplici padri. Nel 1965 Richard Feynman, una delle migliori menti della fisica nella seconda metà del XX secolo, con la sua ironia sembra commentasse: Credo di poter dire con sicurezza che nessuno comprende davvero la Meccanica Quantistica. Eliminiamo tutti i dubbi, le contraddizioni e le remore. Non lasciamoci abbindolare da teorie New Age o esotiche: questa bellissima e complicatissima teoria fisica funziona perfettamente solo grazie a una matematica sofisticatissima. Il binomio fisica–matematica è inscindibile e non ci sono altre possibili interpretazioni: questa è solo scienza. Le scoperte fatte hanno avuto ricadute sull'innovazione tecnologica che ha realizzato applicazioni e strumenti usati ormai quotidianamente, fra tutti il laser e le nanotecnologie. Non solo, la biologia e la medicina stanno progredendo come non mai grazie ai grandi risultati conseguiti. Il confronto, diventato ormai quotidiano e affascinante, coinvolge, oltre agli scienziati di diverso parere, anche filosofi, sociologi scrittori, per non parlare delle molte interpretazioni cinematografiche. Il mio desiderio è di far innamorare e comprendere i segreti della Fisica Quantistica anche alla nostra nonna, con una narrazione cronologica che eviti il ricorso a uno sterile formalismo matematico e che sia ricostruita sul racconto di storie di uomini ed eventi che l'hanno generata. Una evoluzione provocata spesso da fattori casuali, altre volte ostinatamente ricercata attraverso l'esame dei risultati sperimentali, da uomini solitari o associati in gruppi di ricerca. Tutti hanno contribuito a raggiungere l'obiettivo con la condivisione dei risultati. I nostri sensi, limitati naturalmente, non sono adatti ad avere la piena consapevolezza dell'ambiente che ci circonda: i nostri occhi non vedono i colori dell'ultravioletto o dell'infrarosso, l'udito ci permette di ascoltare solo le frequenze comprese fra 20-20000 Hz. Abbiamo, tuttavia, una dote che per Einstein era una qualità più importante della stessa intelligenza: la capacità di immaginare. Il nostro notevole intuito ci consente da sempre di dedurre teorie complesse collegando singoli elementi apparentemente insignificanti e slegati dal contesto. Così abbiamo compensato queste deficienze innate con l'acutezza dell'ingegno e con la capacità di visualizzare, attraverso la formulazione di una matematica teorica, modelli che ci hanno permesso di fare “evolvere” le nostre capacità di comprensione. Le evidenze della fisica classica sono così sostituite dalle “strane” conclusioni della Fisica Quantistica, come ha evidenziato Feynman in più occasioni. Lo stesso studioso invitava spesso i suoi studenti a non affrontare gli studi con una logica molto stretta, ma a lasciarsi convincere da intuizioni più che da modelli di tipo tradizionale. Per lui non bisognava chiedersi Come può essere così?, altrimenti saremmo entrati in un vicolo cieco da cui nessuno è ancora uscito. Questi scienziati sono stati, e lo sono ancora, innanzitutto uomini, figli del proprio tempo e delle società di appartenenza. Hanno le pulsioni e le debolezze comuni a tutti noi, gli ambienti, in cui si esprimono e che li ha fatti progredire, sono gli stessi in cui noi viviamo e i loro insegnanti, i loro giochi e tutte le coincidenze della loro vita sono quelli che anche noi conosciamo. E' come se tutto avesse lavorato affinché raggiungessero uno scopo comune per tutti che è quello di farli avanzare come esploratori dell'umanità intera nei nuovi campi del sapere. Dietro ogni scienziato ci siamo tutti noi e ogni conquista del singolo è in comune con tutti. Siamo un unico organismo interconnesso. Ed è così per tutto l'Universo, come potremo verificare proseguendo nella lettura. Da sempre e per sempre, in qualsiasi tempo e in qualsiasi luogo.

Ninus J. Piter

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