Il Novecento sarà forse stato un "secolo
breve" per la storia, come recita il titolo di
una nota opera di Hobsbawm, ma certo non
per la scienza. Per parlare del "secolo
lungo" della fisica moderna abbiamo
incontrato nell'estate tre personaggi
rappresentativi, ai quali abbiamo chiesto
testimonianze riguardanti il suo passato,
presente e futuro. Brani di queste e altre
interviste saranno trasmessi da RaiDue in
autunno (nel programma Il filo di Arianna
di Lorenza Foschini).
Il nostro primo testimonial è John Wheeler,
professore emerito a Princeton, che ha
vissuto ben nove decimi del secolo passato.
Ci ha ricevuto sulla costa del Maine, in
un'isola di sua proprietà che gli ha ispirato
una delle sue famose massime: "più si
allarga l'isola della conoscenza, e più si
allunga il confine del mistero". Detto
altrimenti: "più impariamo, e più
impariamo quanto ci resta da imparare".
L'osservazione delle onde che si frangono
sulla spiaggia deve anche avergli suggerito
il concetto di "schiuma quantistica", che
riduce la statica geometria macroscopica a
un ribollente divenire microscopico.
| Lei ha conosciuto bene Niels Bohr, padre
della meccanica quantistica, dagli anni '30
alla sua morte. |
"Bohr è stato il più grande scienziato del
secolo scorso. Era disposto ad andare
dovunque pur di conoscere le risposte ai
grandi quesiti, ed era convinto che l'India e
la Cina fossero i luoghi giusti. Si recò in
quei paesi e parlò con molti studiosi. Ma
poi, una volta tornato, mi disse: "Le
domande che si pongono sono
meravigliose, ma non si può proprio
credere alle loro risposte". Bohr non era
facile da capire quando parlava. Un giorno
discusse della bomba atomica con
Churchill, il quale si rivolse a uno dei suoi
consiglieri sbuffando: "Ma perché
quell'uomo usa frasi così lunghe?". Questo
però era forse un problema di Churchill,
che un'altra volta espresse la stessa
lamentela dopo un pranzo con lo scrittore
Henry James... ".
| Nel campo della meccanica quantistica il
suo contributo più importante è forse
l'esperimento delle scelte differite, che
sembra implicare la possibilità di
influenzare il passato compiendo un'azione
nel presente. Come è possibile? |
"Il fatto che la scelta di ciò che si vuole
osservare abbia degli effetti irreversibili sul
fenomeno osservato è uno dei più grandi
misteri della meccanica quantistica. In certi
casi la scelta si può appunto effettuare in
modo che gli effetti riguardino eventi del
passato. In termini classici, questo sembra
significare che il passato viene influenzato
dal presente. In termini quantistici,
significa soltanto che il passato non esiste
se non nelle misurazioni del presente. Per
dirla con un motto: "la realtà è solo una
teoria"".
| Lei ha assistito alla prima e all'ultima
lezione di Einstein a Princeton, a vent'anni
di distanza. Cosa ricorda? |
"Sono state molto diverse. La prima
lezione era stata tenuta segreta per evitare
che si presentassero troppe persone.
Einstein parlò dell'essenza stessa della
natura, con equazioni differenziali a dieci
termini. Nel corso della sua vita esaminò
tutte le loro possibili soluzioni, ma alla
fine ci ha lasciato con l'impressione che
quel genere di analisi fosse inconcludente.
"La sua ultima lezione l'ha tenuta al mio
seminario di Princeton. Era divisa in tre
parti: la genesi del concetto di relatività, il
significato che essa aveva per lui, e il
motivo per cui non credeva alla meccanica
quantistica. Ha concluso dicendo: "Se io
osservo un topo, l'atto di osservarlo può
cambiare la sua condizione di topo?". A lui
non piaceva che l'osservazione fosse così
importante ai fini della definizione della
realtà".
| Nel campo della relatività generale, i suoi
studi più noti riguardano i "buchi neri", un
termine che lei stesso ha coniato. Quali
sono le loro proprietà più interessanti? |
"Le proprietà fisiche si possono esprimere
con un motto che Feynman trovava un po'
osceno: "i buchi neri non hanno peli". In
termini meno criptici, sono completamente
determinati dalla massa, la carica e la
rotazione. Tutto il resto è scomparso e
irrilevante. Una sorprendente proprietà
matematica è che mettendo insieme due
buchi neri se ne ottiene un terzo la cui
massa non è la somma delle masse dei
primi due, come ci si potrebbe attendere,
ma la radice quadrata della somma dei loro
quadrati: una inaspettata applicazione del
teorema di Pitagora! Infine, una proprietà
filosofica è che nei buchi neri il tempo è
arrivato al capolinea. I buchi neri sono un
modo per vedere dal presente il futuro.
Anzi, per osservare già oggi la fine stessa
del tempo".
| Lei ha citato Feynman, che è stato il più
brillante dei suoi allievi. Insieme avete
trovato un'altra sorprendente proprietà del
tempo. |
"Feynman stava studiando con me un
problema relativo ai positroni, che sono
"elettroni positivi" di antimateria. Una sera
gli ho telefonato, e gli ho detto: "Sai,
Richard, il positrone si potrebbe
considerare come un normale elettrone che
va a ritroso nel tempo, dal futuro al
passato". Lui ha poi sviluppato il concetto
nei suoi famosi diagrammi di Feynman.
"Un giorno sono andato da Einstein per
parlargliene. Mi ha ascoltato pazientemente
per una ventina di minuti, e poi mi ha detto
una cosa che da allora viene citata
spessissimo: "Non riesco ancora a credere
che Dio giochi a dadi". E ha aggiunto: "Ma
forse mi sono guadagnato il diritto di
commettere degli errori"".
Il miglior amico di Einstein a Princeton era
Kurt Gödel, il massimo logico del
Novecento. Anche lei l'ha conosciuto.
"Un giorno sono andato a trovarlo con Kip
Thorne e Charlie Misner, coi quali stavo
scrivendo il libro Gravitazione, e gli
abbiamo chiesto: "Vorremmo che ci
parlasse di come il suo teorema di
incompletezza è collegato al principio di
indeterminazione di Heisenberg". Lui si è
rifiutato, e ci ha chiesto invece: "Nel
vostro libro, parlate del mio modello di
universo?". Noi abbiamo risposto di no, e
lui ci ha detto che avremmo dovuto
prenderlo più seriamente.
"Il modello, presentato in occasione del
settantesimo compleanno di Einstein,
descrive un universo in cui, andando
sempre avanti nel futuro, ci si può ritrovare
nel passato e rivivere sempre la stessa vita.
Un universo con un tempo chiuso, proprio
com'è lo spazio sul nostro pianeta. Questa
idea, per funzionare, richiede che la materia
presente nelle varie parti dell'universo
ruoti, ma non sembra che esista una
rotazione sufficiente".
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Lei ha scritto una volta: "Il teorema di
Gödel è troppo importante per essere
lasciato ai matematici". Che intendeva
dire?
"Devo confessare di non aver mai
completamente capito quel teorema. Ma
l'autoriferimento su cui esso si basa mi
sembra essenziale per comprendere
l'universo. La relatività ci insegna che lo
spazio-tempo dice alla materia come
muoversi, e la materia dice allo
spazio-tempo come curvarsi. La meccanica
quantistica ci insegna che l'universo crea
l'osservatore, che registra le informazioni
che creano l'universo.
"All'inizio l'universo era di dimensioni
ridotte, ma col tempo si è espanso fino al
momento in cui si è sviluppata la vita.
Infine è apparsa la mente umana, che può
consapevolmente rivolgere la propria
attenzione all'inizio dell'universo.
"L'universo è un circuito autoeccitato, e
l'osservazione è l'energia che ne alimenta la
genesi. Fino a che punto siamo noi a
determinare ciò che ci determina? Per me
questa è la domanda fondamentale, la più
grande speranza per il futuro, la maggior
sfida e anche la più entusiasmante. Credo
che alla fine ne usciremo vittoriosi". |
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