Oltre la Particella di Dio

di Alessandra Raffaele 

Terzo libro letto nel 2021 (lo so, sto rallentando, ho lavorato troppo): “Oltre la particella di Dio” di Leon M. Lederman e Christopher T. Hill - Bollati Boringhieri, 355 pagine (comprese le corpose note che vanno assolutamente lette). Tempo di lettura: 10 giorni, con una media di 35,5 pagine al giorno. Giudizio sintetico: OTTIMO. Genere: saggio scientifico sulla fisica delle particelle e il mondo degli acceleratori di particelle dal Tevatron al CERN.

E' un libro fantastico che consiglio a tutti gli appassionati di fisica. Assolutamente da leggere. Estremamente approfondito per quanto riguarda la parte sugli acceleratori, anche troppo per una non-tecnica come me, assolutamente esaltante la descrizione degli esperimenti con i quali si rilevò la violazione della Parità del muone. Infine indispensabile l'appendice al capitolo 13 che è praticamente un compendio sulle proprietà delle particelle (la mia parte preferita), praticamente un manuale completo sulla fisica delle particelle. Gli autori scrivono divinamente e in modo trascinante, sono ottimi divulgatori, oltre che scienziati (in particolare Lederman ebbe il premio Nobel per la fisica nell'88 per i suoi studi sui neutrini).

Ogni volta che finisco un libro come questo mi riprometto sempre di lavorare meno e leggere (e scrivere) di più. Prima o poi manterrò la promessa.

5.000 copie al secondo (minimo)

 

di Alessandra Raffaele

Secondo libro letto nel 2021: “Qualcosa di nascosto a fondo” di Sean Carroll, Einaudi Editore 2020, 275 pagine. Tempo di lettura: 6 giorni, con una media di 45,83 pagine al giorno. Giudizio sintetico: ottimo. Genere: saggio scientifico sui fondamenti della meccanica quantistica e la teoria dei molti mondi.

Questo libro è scioccante. Ha distrutto alcune delle mie (poche) certezze in materia di meccanica quantistica. Per esempio, ho sempre creduto che nel vuoto si formassero continuamente particelle e antiparticelle destinate ad annichilirsi tra di loro. Ho sempre pensato che il vuoto non fosse “vuoto”, ma brulicante, appunto, di particelle virtuali. E invece no: non c’è nessuna particella nel vuoto. Quella delle particelle virtuali è solo un modo “facile” di pensarla, utile, a detta dell’autore, solo ai fini divulgativi.

Bang! Se Sean Carroll si fosse materializzato davanti a me e mi avesse sparato sarei stata meno sorpresa. Quello che succede è che vibra il campo del vuoto. E’ vero che ogni vibrazione si può interpretare come materializzazione di particelle, ma in realtà, in questo caso, abbiamo solo la vibrazione del campo. OK, digerito. Andiamo oltre. Quello che non riuscivo a digerire era l’interpretazione a molti mondi della meccanica quantistica. Sean Carroll, in realtà, non la chiama “interpretazione” ma “teoria” (e nel linguaggio della scienza una teoria è una cosa seria, è molto diversa dall’accezione comune del termine). In pratica ogni volta che avviene un fenomeno quantistico in un sistema che è in entanglement con l’ambiente (per esempio nel nostro corpo, che è in entanglement con l’ambiente) per effetto della decoerenza quantistica la realtà si “ramifica”, si divide in vari mondi, in ognuno dei quali si concretizza un fenomeno diverso. La funzione d’onda che governa gli effetti quantistici e che assegna un’ampiezza d’onda ad ogni possibilità, assegna ampiezze diverse ai vari rami. La probabilità è proporzionale all’ampiezza della funzione d’onda.

Per esempio nel nostro corpo, per un processo naturale di decadimento radioattivo, decadono, in modo casuale, circa 5.000 atomi ogni secondo. Questi atomi hanno una certa probabilità di decadere oppure no. Quindi, ogni secondo, la realtà si ramifica e vengono create 5.000 copie di noi, ognuna con una diverso numero di decadimenti radioattivi. In questo momento ci sono 5.000 copie di me, in 5.000 mondi diversi, che continuano a scrivere questo articolo senza sapere che sono copie dell’originale (ma l’originale chi è? Non sono sicuramente io, probabilmente sono io stessa una copia). Vi sfido a crederci. Eppure, dopo aver letto questo difficilissimo libro (veramente molto tecnico sia sotto l’aspetto concettuale, sia sotto l’aspetto delle nozioni di fisica che bisogna rispolverarsi per poterlo leggere) la teoria dei molti mondi comincia a delinearsi come “naturale” sia dal punto di vista matematico, poiché deriva direttamente dalla funzione d’onda che è risolta dall’equazione di Schrödinger, sia dal punto di vista del principio del “rasoio di Occam” che, a parità di soluzioni, impone di scegliere sempre la soluzione “più semplice”. Incredibilmente, la soluzione a molti mondi appare quella “più semplice e naturale” e ve ne convincerete leggendo questo incredibile libro. Molto belli, ma difficili, sono gli ultimi capitoli sulla teoria dei campi (la teoria più difficile nell’ambito della meccanica quantistica) e anche l’appendice sulla storia delle particelle virtuali. E’ un libro talmente complesso, che mi ha confusa e illuminata allo stesso tempo. E’ certamente di grande ispirazione e sento già il bisogno di rileggerlo per assimilarlo meglio, e studiare alcuni concetti davvero ostici. Sinceramente, la teoria dei molti mondi non mi ha convinta del tutto ma, almeno, mi ha “aperto” un mondo (o forse tanti?) nuovo.

Di Sean Carroll avevo già letto il libro “La particella ai confini dell’Universo”, sul Bosone di Higgs, un approfondito excursus sulla scoperta epocale del 2012 e sulla fisica delle particelle e, visto che mi era piaciuto molto lo stile “giornalistico” con cui era stato scritto (Carroll scrive divinamente), ho voluto leggere anche questo suo ultimo libro. Non sono rimasta delusa, anzi, non vedo l’ora che qualcuno di voi lo legga per discuterne insieme. Vi prego! Leggere un libro del genere e non avere nessuno con cui discuterne è frustrante. Mi consolo pensando che, in un altro mondo, ho scritto anche io un libro del genere e ho vinto un Nobel e magari sono pure un’esperta dei molti mondi. La fisica della funzione d’onda dice che è possibile. E chi sono io per contraddire la fisica?

Sean Carroll (1966) astrofisico, cosmologo e ricercatore statunitense. Ricercatore e professore di fisica al Caltech (California Institute of Technology) specializzato in energia oscura e relatività generale.

La cattiva notizia è che il tempo vola. La buona notizia è che sei il pilota.

di Alessandra Raffaele

Primo libro letto nel 2021: “Fino alla fine del Tempo” di Brian Greene, Einaudi (edizione 2020), composto da 364 pagine + 39 pagine di note (interessanti) per un totale complessivo di 403 pagine. Tempo di lettura: 5 giorni (finito oggi), con una media di 80,6 pagine al giorno. Giudizio sintetico: buono, da leggere. Genere: saggio scientifico sull’evoluzione e il destino dell’Universo e del pensiero.

E’ il quarto libro che ho letto di Greene, gli altri tre sono stati: “L’Universo elegante” (il suo primo grande successo, ha vinto il Premio Pulitzer), “La trama del Cosmo” (insuperabile, il mio preferito) e “La realtà nascosta”, tutti pubblicati da Einaudi. Nonostante io ritenga che questo sia il suo libro meno riuscito, in confronto ai primi tre, ciò nonostante lo consiglio vivamente.

Brian Greene è sempre Brian Greene, ovvero un grandissimo divulgatore scientifico con una scrittura trascinante e accattivante, che fa ampio uso di metafore efficaci e illuminanti (è forse questo il suo segreto?). E’ sicuramente uno dei miei scrittori di scienza preferiti. “Fino alla fine del tempo” è un libro un po' diverso rispetto al suo standard, con un sottotitolo ambizioso: “Mente, materia e ricerca di significato in un universo in evoluzione” Greene ci conduce in un viaggio a cavallo tra la scienza fisica più rigorosa e alcune incursioni nelle materie umanistiche quali la filosofia, la storia, l’antropologia fino alla psicologia e, nonostante una mia prima reazione di leggera insofferenza a questo approccio multidisciplinare (cosa ci fanno qui questi argomenti che distraggono e sono messi sullo stesso piano dei miei amati e rigorosi concetti scientifici?), alla fine l’ho trovato molto arricchente e di grande ispirazione. 

Preparatevi quindi ad un libro non solo di cosmologia ma anche di biologia (si, si lo so che questa è una scienza, ma non fa parte delle scienze “dure”) e antropologia e, perché no, di filosofia. Un Greene quindi meno “tecnico”, meno centrato sulla meccanica quantistica, che è stata il cuore e il fulcro dei suoi libri precedenti, e più “culturale”, che spazia su ogni fronte della conoscenza umana, esaminando anche i concetti di mito e religione, per investigare sulle loro valenze adattive nell’ambito della selezione naturale di Darwin. Il libro si pone il fine, ambizioso, di ripercorrere la storia dell’Universo dal Big Bang a noi, per poi lanciarsi un una “psichedelica”, e a tratti inquietante, corsa verso i possibili “futuri” dell’Universo e, soprattutto, verso il futuro del pensiero. Ed è su questo punto che troviamo alcuni tra gli spunti più originali. Dai “Cervelli di Boltzmann”, misteriose intelligenze che nascono da un’improvvisa e casuale diminuzione di entropia, all’enigmatica figura del “Pensatore”, ultimo baluardo del pensiero che per “sopravvivere” in un universo in continua espansione deve abbassare la propria temperatura per smaltire con parsimonia la sua entropia.

I brani del libro che ho preferito, per ragioni meramente di gusto personale, sono quelli legati alla descrizione astrofisica del cosmo, come ad esempio, nel capitolo IX, il paragrafo: “Il Sole nero” che tratta dell’evoluzione stellare, argomento complesso e difficile che Greene riesce a sintetizzare in modo semplice e chiarissimo, nonostante la grande semplificazione che ha operato sull’argomento (nessun diagramma HR, nessun dato, nessuna dettaglio chimico, nessuna formula) trovo questa descrizione una delle migliori e più illuminanti che io abbia mai letto sull’argomento (e ho letto tanto). Molto piacevoli anche i capitoli sull’entropia (capitolo II: il linguaggio del tempo e capitolo III: le origini e l’entropia). Forse questo libro più divulgativo, meno tecnico e “apparentemente” più semplice degli altri è utile, paradossalmente, non ai neofiti, ma a coloro che sono già ad un livello medio/alto di conoscenza sull’argomento, perché chiarisce e riassume tutto quello che hanno imparato fin’ora e gli fa dire, come a me: “Allora è proprio così! Ora mi sembra di averlo capito meglio”. Inoltre traspare vivo e palpitante, l’entusiasmo di Greene per la vita ed il pensiero umano, una dichiarazione d’amore travolgente che non viene meno neppure quando ci trascina fino agli scenari più tristi e desolati che, secondo la scienza, ci aspettano: la fine dell’Universo. Di fronte alla razionalizzazione e accettazione dell’impermanenza umana e dell’Universo stesso, Greene risponde assegnando ancora più valore e grandezza al nostro essere che è visto come una gemma preziosissima da proteggere, fino alla fine del tempo. Grazie Brian, per aver arricchito e reso grande il mio (brevissimo) tempo.

Ecco i titoli dei capitoli:

I Il richiamo dell’eternità (Inizi, fini e oltre)

II Il linguaggio del tempo (Passato, futuro e cambiamento)

III Le origini e l’entropia (Dalla creazione alla struttura)

IV Informazione e vitalità (Dalla struttura alla vita)

V Particelle e coscienza (Dalla vita alla mente)

VI Linguaggio e storie (Dalla mente all’immaginazione)

VII Cervelli e fede (Dall’immaginazione al sacro)

VIII Istinto e creatività (Dal sacro al sublime)

IX Durata e impermanenza (Dal sublime all’ultimo pensiero)

X Il crepuscolo del tempo (Quanti probabilità e eternità)

XI La nobiltà dell’essere (Mente materia e significato)

Brian Greene (New York, 1963): Insegna fisica e matematica alla Columbia University, New York. E’ anche scrittore e divulgatore scientifico. E’ tra i più importanti studiosi della teoria delle stringhe.

La Scienza del Tutto

Il punto è: "Come si fa a non essere affascinati dall'Astronomia"? Occorre insensibilità, mancanza del senso del bello, assolutamente nessuna curiosità e senso del mistero, poca cultura, spirito rozzo e nessuna poetica. Altro che scienza, l'Astronomia è più che altro aspirazione filosofica. Nasce come ideale umanistico e trova il suo tripudio e punto più alto nella scienza. Gli scienziati sono i più grandi poeti dell'umanità. Se volete essere completi e coniugare la vostra parte umanistica con quella scientifica dovete studiare Astronomia. La scienza del Tutto.

Nella Foto: M51 Galassia nella costellazione dei Cani da Caccia.