Nella Fisica “classica” ed in tutte le Filosofie realiste e materialiste ogni cosa avviene per una causa precisa (Causalismo) ed ogni avvenimento si svolge necessariamente in un modo predeterminato dalle leggi naturali (Determinismo). Se conosciamo bene queste leggi possiamo anche prevedere gli eventi futuri.
Il primo concetto fu espresso già 2500 anni fa dalla splendida frase dell’atomista Leucippo: “Nulla avviene nell’Universo che non abbia una causa ed una ragione”. Il secondo è stato espresso con chiarezza dal fisico e matematico Laplace, vissuto in epoca napoleonica:” se conoscessimo in un certo istante la posizione e lo stato fisico di ognuna delle particelle che costituiscono l’Universo, potremmo prevedere che succede nei momenti successivi”.
Quando non si ha una conoscenza così grande della realtà, bisogna ricorrere a metodi probabilistici come quelli a cui ricorsero Maxwell e Boltzmann nella Teoria cinetica dei gas. Lo stesso Laplace sviluppò una matematica probabilistica. Poincaré, che fu un determinista coerente, diceva che parliamo di “caso” solo quando non abbiamo sufficienti informazioni per determinare le cause degli eventi. Il “caso” è solo la misura della nostra ignoranza. Per Planck nella termodinamica le leggi macroscopiche sono causate da precisi moti deterministici delle singole particelle. Poiché non siamo in grado di seguire i singoli moti, ricorriamo a distribuzioni statistiche di energia e leggi statistiche, peraltro molto esatte.
Il grande fisico e fisiologo tedesco dell’800 Helmholtz diceva che nelle stesse condizioni esterne si hanno sempre gli stessi effetti e che da questi, mediante successivi ragionamenti teorici, bisogna sempre determinare delle leggi generali e delle cause finali. Era convinto della teoria atomica e che i fenomeni fossero dovuti ad interazioni di particelle elementari.
Tutti i grandi fisici “classici”, Galilei, Newton, Boltzmann, Einstein, Schrödinger sono stati deterministi. Secondo Adorno, tutta la filosofia realista, tesa a stabilire un contatto con la realtà, è intrinsecamente deterministica.
Tutto cambia negli anni ’20 del secolo XX quando Heisenberg mette a punto il suo famoso “Principio di Indeterminazione”, secondo cui è impossibile misurare con eguale precisione i valori di due grandezze correlate, come la posizione e la velocità di una particella sub-atomica. Con una serie di forzature filosofiche questo fatto (che nessuno ha contestato) non viene più riferito alle sole misure, ma assume significati fisico-filosofici più profondi.
I fisici quantistici “ortodossi”, della scuola di Bohr ed Heisenberg, cominciano a sostenere posizioni prima “indeterministiche” e poi apertamente anti-deterministiche. Sostenevano che non sappiamo nulla sulla traiettoria delle particelle sub-atomiche. Tra un’apparizione e l’altra l’elettrone si muoverebbe a caso. Il futuro di un sistema fisico è imprevedibile perché il comportamento delle particelle su piccola scala è imprevedibile. Secondo il fisico spagnolo Arroyo Perez, nella fisica quantistica l’esistenza stessa degli oggetti, come elettroni e fotoni, è questione di fede. Si prevede solo che un certo esperimento darà un certo risultato, ma senza investigare attraverso quale processo ciò avviene.
Secondo Adorno Heisenberg mette in forse non solo il determinismo, ma anche il principio stesso di causa. Per gli indeterministi due eventi si susseguono, ma ciò non ci autorizza a dire che l’uno è causa dell’altro. Secondo il fisico teorico Bricmont, autore del bel libro “Quantum, Sense and Nonsense” sulla Fisica Quantistica, oggi il determinismo in Fisica non esiste più. A questo stato di cose Einstein reagì energicamente dichiarando polemicamente che “Dio non gioca a dadi”, ed anche: “se le cose succedono a caso allora invece che il fisico vorrei fare il croupier”.
Anche per quanto riguarda gli aspetti ondulatori della realtà i fisici quantistici “ortodossi” considerano le onde come “onde di probabilità”, che ci indicano dove con un certo grado di probabilità si trovi un elettrone. Essi si discostano dalle idee di De Broglie, sostenitore del determinismo, che considerava l’onda come qualcosa di reale e di materiale. Dello stesso parere era Schrödinger, la cui famosa equazione doveva indicare qualcosa di reale, mentre per Max Born indicava solo una probabilità di esistenza di una particella in un certo istante ed in un certo punto.
Alcuni fisici, come il fisico spagnolo Jesus Navarro Faus, assumono una posizione intermedia distinguendo tra causalismo e determinismo. Se esiste una possibile causa, non è detto che avvenga l’evento previsto: se gettiamo semi in un campo alcuni producono pianticelle, altri no.. Si tratta – però – di un pessimo esempio: evidentemente si svilupperanno i semi che trovano un terreno più fertile o più ricco d’acqua: quindi la spiegazione c’è. Più calzante un altro esempio fatto dagli indeterministi, secondo cui, pur essendovi delle leggi precise della decadenza radioattiva, in cui conosciamo il ritmo con cui le particelle si staccano dall’atomo, non sappiamo quale particella, tra le tante, si staccherà per prima.
Già nell’antichità Epicuro, pur essendo un tardo allievo della scuola atomista, si staccò dal pensiero rigidamente determinista del maestro Democrito, affermando che gli atomi cadono tutti nella stessa direzione per il loro peso, salvo ad assumere a volte arbitrariamente un’inclinazione che permette loro di toccarsi. Questa asserzione - che costituiva il nucleo della Tesi di Filosofia dello studente Karl Marx - è in realtà molto lontana dalla fisica moderna: come Mach ed Einstein ci hanno insegnato, non esiste nessuno spazio assoluto e nessuna direzione privilegiata (mentre per il più coerente Democrito gli atomi sono da sempre in moto in tutte le direzioni). La ragione per cui Epicuro introduce una deviazione arbitraria è tesa a spezzare il determinismo per introdurre, per motivi morali, la possibilità del Libero Arbitrio.
Preferiamo pensare che in un mondo essenzialmente deterministico, dove certamente non possiamo cambiare i moti delle galassie e la rotazione della Terra, e nemmeno cambiare individualmente il corso della Storia, ci sia permesso, dopo che l’evoluzione ci ha fornito un cervello dotato di autocoscienza e capacità di decisione, di prendere almeno delle limitate decisioni di ordine sociale, politico ed individuale. Ma questa è una materia molto complessa che lasciamo ai filosofi della morale.
Vincenzo Brandi
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