Was Schrödinger ever a determinist?

Il Grande Lancio di Dadi Cosmico

Immaginate l'universo come un gigantesco meccanismo a orologeria. Per secoli, gli scienziati hanno creduto che, se avessi saputo esattamente dove si trovava ogni ingranaggio e quanto velocemente stesse ruotando, avresti potuto prevedere esattamente cosa sarebbe successo dopo, per sempre. Questa idea è chiamata determinismo: la convinzione che il futuro sia già scritto dal passato, come un film che è già stato girato e sta solo aspettando di essere proiettato. Ma poi, all'inizio del XX secolo, è arrivata una nuova sorta di scienza chiamata meccanica quantistica. Essa ha suggerito che, al livello più piccolo, la natura non funziona affatto come un meccanismo a orologeria. Al contrario, si comporta più come un lancio di dadi, dove puoi solo prevedere le probabilità che qualcosa accada, non il risultato stesso. Questo passaggio dal "destino certo" al "caso casuale" ha scosso le fondamenta della fisica mondiale.

Uno degli scienziati più famosi di quell'epoca, Erwin Schrödinger, è spesso ricordato come l'uomo che odiava questa nuova idea. È famoso per un inquietante esperimento mentale che coinvolge un gatto che è sia morto che vivo contemporaneamente, e molte persone pensano che lo abbia usato per mostrare quanto fosse assurda la casualità quantistica. Ma se avessimo letto la storia nel modo sbagliato? E se l'uomo che ha scritto la famosa equazione che descrive come si muovono le onde quantistiche fosse stato, in realtà, il più grande sostenitore dell'universo del "lancio di dadi"? Questa domanda è importante perché cambia il modo in cui vediamo la storia della scienza e ci costringe a chiederci: l'universo è davvero casuale, o abbiamo solo perso gli indizi per un secolo?

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Il Ribelle Incompreso

Per molto tempo, i libri di storia hanno dipinto Erwin Schrödinger come un vecchio guardiano scontroso, un "reazionario" che si rifiutava di abbandonare i vecchi modi. Insieme ad altri grandi nomi come Einstein, è spesso raggruppato tra gli scienziati che hanno combattuto contro l'idea rivoluzionaria che la natura sia fondamentalmente casuale. La storia narra che Schrödinger fosse disperato nel tentativo di dimostrare che l'universo fosse ancora una macchina fluida e prevedibile, proprio come i modelli a orologeria del passato.

Ma questo nuovo articolo suggerisce che questa famosa storia sia un po' un equivoco. Gli autori, Flavio Del Santo e Nicolas Gisin, sostengono che Schrödinger non stesse combattendo contro la casualità; era in realtà uno dei suoi primi e più radicali sostenitori. Sebbene la sua famosa equazione (che descrive come le particelle si muovano come onde) appaia molto fluida e prevedibile, lo Schrödinger stesso passò gran parte della sua vita sostenendo che l'universo sia in realtà un caos statistico. Non stava cercando di salvare il determinismo; stava cercando di dire a tutti che il determinismo non era mai stato reale fin dall'inizio.

I Tre Argomenti per il Caos

L'articolo esamina i vecchi saggi di Schrödinger, in particolare uno intitolato "Indeterminismo nella Fisica", per dimostrare che egli aveva tre argomenti astuti per credere nella casualità, ancor prima che la meccanica quantistica diventasse lo standard.

1. La bugia della "Perfezione Precisa"
In primo luogo, Schrödinger attaccò l'idea che si possa mai conoscere perfettamente il punto di partenza di qualsiasi cosa. Nella vecchia visione "a orologeria", se conoscevi esattamente la velocità e la posizione di una palla, potevi prevedere esattamente dove sarebbe atterrata. Schrödinger sostenne che questo è solo un trucco matematico, un "artificio". Egli fece notare che assumere di poter misurare la velocità con infinita precisione è impossibile. In realtà, anche nella fisica classica (la fisica delle cose quotidiane), condizioni iniziali identiche non portano a risultati identici; portano solo agli stessi statistici o schemi. È come cercare di prevedere il percorso esatto di una foglia che cade durante una tempesta; anche se pensi di conoscere perfettamente il vento, i piccoli e imponderabili sussulti significano che l'esito è sempre un po' una sorpresa.

2. L'Orologio Rotto e la Strada a Senso Unico
In secondo luogo, egli osservò come le cose cambiano nel tempo. La vecchia visione diceva che la natura segue leggi rigide e reversibili (se avessi riprodotto al contrario il film di un pianeta in orbita, avrebbe avuto comunque senso). Schrödinger sostenne che la natura è in realtà piena di "discontinuità" e "irreversibilità". Definì la credenza nelle leggi rigide un "pregiudizio filosofico" o un "antico costume" che gli scienziati si rifiutavano semplicemente di abbandonare. Invece, suggerì che le leggi della natura siano più simili a un "gioco d'azzardo". Fece notare che la maggior parte delle cose in natura sono strade a senso unico (come un uovo che si rompe; non si scompone mai), il che suggerisce che l'universo non stia seguendo un copione rigido e pre-scritto, ma stia piuttosto lanciando dadi a ogni passo.

3. Il Limite dell'Informazione Finita
Infine, Schrödinger propose un argomento sconvolgente sull'informazione. Suggerì che la natura potrebbe essere composta da un numero finito di risposte "sì o no", come una sequenza di 0 e 1 (bit di informazione). Sostenne che se la natura dovesse descrivere ogni singolo dettaglio dell'universo con infinita precisione, richiederebbe una quantità infinita di informazioni, il che è impossibile. Poiché la natura ha un limite su quanta informazione può contenere, non può essere una macchina perfettamente dettagliata e deterministica. Invece, deve essere un po' sfocata e casuale. Questa fu un'idea molto lungimirante, che anticipò il moderno concetto di "teoria dell'informazione" decenni prima che venisse ufficialmente nominata.

La Verità Radicale

L'articolo conclude che la visione di Schrödinger era in realtà molto più radicale di quanto avessimo capito. Mentre gli scienziati moderni che credono che l'universo sia un'onda gigante e immutabile (chiamati "Everettiani") usano la sua equazione per dimostrare che tutto è deterministico, lo Schrödinger stesso potrebbe aver alzato gli occhi al cielo di fronte a tale idea. Egli credeva che la natura "indeterministica" della fisica fosse ovvia molto prima che la meccanica quantistica venisse scoperta.

Gli autori suggeriscono che il vero genio di Schrödinger sia stato vedere che l'universo non è mai stato un meccanismo a orologeria. Faceva parte di un gruppo di scienziati di Vienna che erano stati istruiti sul fatto che "tutto ciò che accade in natura è il risultato di eventi casuali". L'articolo sostiene che abbiamo letto male Schrödinger per un secolo, pensando che fosse il cattivo della storia della casualità, quando in realtà era uno dei suoi più accaniti eroi. Non si era limitato ad accettare la fine del determinismo; stava cercando di dirci che il determinismo era un mito fin dall'inizio.