Entanglement, il più grande mistero della fisica
Amir D. Aczel
Raffaello Cortina Editore,
2004, pp. 288, € 22,50
Recensione di Renato Serafini
L’autore ricorda che nel 1972, quando era studente di matematica e fisica all’Università della California, assistette a una mirabile lezione di Werner Heisenberg, uno dei padri della fisica quantistica. Questa scintilla iniziale ha fornito poi lo spunto a questo bel libro che, dopo aver ripercorso le tappe fondamentali dello sviluppo della meccanica quantistica nei primi 35 anni del secolo scorso, affronta il difficile compito di spiegare ai profani l’entanglement, uno dei fenomeni più bizzarri osservati nell’ambito di tale teoria.
Come sintetizza l’autore, l’entanglement riguarda «due particelle separate distanti tra loro anche milioni o miliardi di chilometri, che possono risultare misteriosamente collegate: qualunque cosa accade a una delle due causa cambiamenti immediati sull’altra».
Per capire meglio di cosa si sta parlando, pensiamo per un attimo all’equivalente classico più prossimo dell’entanglement quantistico. Dalla fisica classica sappiamo che se due corpi materiali (poniamo due palle da biliardo) si urtano, la quantità di moto complessiva dei due corpi prima dell’urto si conserva anche dopo l’urto, distribuendosi in modo opportuno tra i due corpi, fino a che essi non siano soggetti a ulteriori urti. Assumiamo di conoscere le masse dei corpi e la quantità di moto complessiva degli stessi prima dell’urto. Se osservo dopo l’urto uno dei due corpi (misurandone per esempio la direzione e la velocità) posso facilmente dedurre la direzione e la velocità dell’altro corpo anche senza osservarlo direttamente, perché le proprietà dei due corpi risultano “entangled” (legate), per rispettare la legge di conservazione della quantità di moto.
Passando all’analogo quantistico, supponiamo che a fronte di un certo evento vengano prodotti due fotoni (chiamiamoli fotone A e fotone B) che devono avere complessivamente spin zero, perché il sistema precedente alla creazione dei fotoni aveva spin zero (lo spin si conserva come la quantità di moto). Non è rilevante ora capire cosa sia esattamente lo spin di una particella: ci interessa solo dire che si tratta di una proprietà delle particelle elementari che, nel caso del fotone (la particella costituente le onde elettromagnetiche), può assumere solo i valori + 1 o – 1. Se ne deduce che, dovendo avere come somma degli spin 0, abbiamo solo due possibilità:
SPIN(A) = 1 e SPIN(B) = - 1
oppure
SPIN(A) = - 1 e SPIN(B) = 1
I due fotoni sono quindi entangled, nel senso che la proprietà di un fotone (lo spin in questo caso) è legata (entangled) a quella dell’altro. Quindi se posso misurare lo spin di A posso dedurre facilmente qual è lo spin di B. Fin qui la situazione appare analoga alla situazione classica.
Subentrano ora le caratteristiche della meccanica quantistica, secondo le quali un fotone non ha un valore di spin definito prima di una misura, ma solo una probabilità del 50% di avere SPIN = 1 e una del 50% di avere SPIN = -1. Quando effettuerò la misura otterrò una valore definito di spin, ad esempio SPIN(A) = 1. In quel momento, con effetto immediato, lo spin di B assumerà necessariamente il valore SPIN(B) = -1. È qui che diviene evidente la differenza col caso classico. Questo accade qualunque sia la separazione fisica tra i due fotoni, anche se fossero a distanza di molti anni luce l’uno dall’altro.
Questo effetto immediato a distanza ha creato molti interrogativi, a partire da un famoso lavoro di Einstein-Podolsky-Rosen (conosciuto con l’acronimo di EPR) del 1935; in particolare, si riteneva che questo effetto immediato a distanza fosse in contraddizione con la relatività speciale di Einstein, secondo la quale non vi può essere un passaggio di informazione a velocità maggiore di quella della luce. John Bell intorno al 1964 ha ripreso a interessarsi a questo problema, dimostrando importanti proprietà dei sistemi quantistici, che hanno messo in discussione le tesi di EPR; questi lavori teorici di Bell sono stati seguiti da verifiche sperimentali condotte da diversi fisici tra cui Alain Aspect negli anni ottanta e Anton Zeilinger negli anni novanta; questi esperimenti hanno sostanzialmente confermato le tesi di Bell.
Il libro ci conduce con grande chiarezza attraverso queste attività sia teoriche sia sperimentali, che hanno chiarito la natura più profonda dell’entanglement. La convinzione di molti fisici, secondo l’autore, è che l’entanglement non violerebbe in senso stretto la relatività speciale di Einstein, in quanto l’effetto immediato a distanza non comporterebbe in realtà un passaggio di informazione immediato tra i due sistemi. Questa rimane comunque una questione aperta, tuttora dibattuta tra i fisici che si occupano di fondamenti della meccanica quantistica.
Lampi
Jean Echenoz
Adelphi, 2012, pp. 176, € 17,00
Recensione di Andrea Albini
Jean Echenoz è uno degli scrittori più interessanti di questi ultimi anni. La sua specialità sono le biografie romanzate di personaggi più o meno celebri, scritte con spirito e levità senza dilungarsi o essere pedante. In un’intervista l’autore ha dichiarato di essere attratto da quel genere di persone relativamente alle quali – nella percezione dei posteri – il successo dell’opera ha oscurato o sopraffatto la loro vera natura interiore, le loro debolezze e i loro fallimenti.
Il protagonista di questo libro si chiama Gregor ma dietro a esso non fatichiamo a scoprire la figura di Nikola Tesla: l’inventore geniale e stravagante che diede contributi importanti nel campo dell’elettricità verso la fine dell’Ottocento e che, dopo essere stato famosissimo in vita negli Stati Uniti, è tornato recentemente in auge tra chi sostiene teorie cospiratorie, vuole attingere alle “energie gratuite” della Terra o si occupa di UFO e New Age. Diciamo subito che Echenoz non è autore da sfruttare questi facili argomenti per un romanzo; e sebbene nel risvolto di copertina dell’edizione francese affermi di aver creato «una fiction senza scrupoli biografici su Nikola Tesla utilizzando i racconti che ne sono stati fatti», in realtà scopriamo che si è ben documentato e ha impiegato le fonti più affidabili e più prossime al protagonista.
Anche se oggi è spesso visto come una specie di santo protettore degli incompresi della scienza e come vittima di oscure congiure, in realtà Tesla godette di notevole stima nell’ambito degli ingegneri di fine Ottocento (fu, infatti, per qualche anno presidente dell’associazione di categoria statunitense), collaborò con personaggi del calibro di Thomas Edison e George Westinghouse, e diede un contributo significativo alla progettazione e allo sviluppo dei motori elettrici e dei sistemi polifase a corrente alternata. Fallì invece nel suo sogno di trasmettere gratuitamente la potenza elettrica ad alta tensione e ad alta frequenza attraverso l’atmosfera, estraendola, per così dire, dalla risonanza naturale della Terra: un’impresa, sia detto per inciso, che se si fosse rivelata fattibile costituirebbe oggi l’incubo di chi teme “l’elettrosmog”, insieme ai suoi tubi fluorescenti che si illuminavano per l’effetto di intensi campi elettromagnetici senza alcun collegamento a conduttori esterni.
Rispetto agli agguerriti inventori-imprenditori americani con cui si trovò a competere, Tesla fu uno squattrinato immigrato jugoslavo, del tutto sprovvisto del senso pratico degli affari. Edison lo definì un «poeta della scienza» (senza intenderlo come un complimento), capace di «idee magnifiche ma assolutamente impraticabili». La sua ambizione e il suo ego, è vero, furono smisurati; ma lo fu anche la sua sprovvedutezza, e dovette fare i conti – ed è qui che il libro di Echenoz scava più a fondo – con le proprie disfunzioni caratteriali. Dotato di una personalità ombrosa e ossessiva, talvolta cinico e sprezzante e del tutto privo di una vita intima, Nikola Tesla aveva l’abitudine di contare tutti gli oggetti in cui si imbatteva, preferiva ogni cosa che fosse divisibile per tre ed era ossessionato dall’igiene ma attratto dai piccioni, che certo puliti non sembrano. Provava ripugnanza per i gioielli ed era freddo verso le donne, che invece ammiravano il suo successo, la sua falsa spavalderia e i suoi abiti eleganti. Passati gli anni giovanili della gloria e del riconoscimento, Tesla impegnò il resto della sua vita in una lotta per non perdere il prestigio e la creatività dei momenti migliori. Abilissimo nell’autopromuoversi con la stampa – che accoglieva volentieri le sue dichiarazioni a effetto – Nikola fu anche una sorta di mago da palcoscenico, capace di affascinare il pubblico con spettacolari scariche elettriche che scaturivano dalle sue macchine (l’immagine di copertina, dove legge tranquillamente un libro sotto i lampi, è ovviamente una doppia esposizione fotografica). L’obiettivo dei suoi “spettacoli” era raccogliere consensi e danaro per portare avanti i propri esperimenti, ma i finanziatori non erano certo interessati – indipendentemente della fattibilità – a progetti per distribuire gratuitamente energia illimitata come i suoi; i colleghi lo vedevano ormai con condiscendenza e anche la stampa lo considerava un eccentrico. Gli ultimi anni di vita Tesla li passò da recluso, sprofondando sempre più nella povertà ma senza astenersi dall’alloggiare in una serie di alberghi, anche se di rango via via inferiore. Non rinunciò neppure a divulgare occasionalmente le sue speculazioni facendo dichiarazioni a effetto; e forse, per proteggersi dalla solitudine e dal venir meno dei sogni, cominciò a credere anche lui nelle esagerazioni e nelle idee irrealistiche di cui si vantava sui giornali. E quando il romanzo di Echenoz termina, dopo averci strappato a volte la risata, ci accorgiamo di aver letto una storia essenzialmente tragica e amara, in cui il mistero della vita interiore di Nikola Tesla rimane insoluto.
Alla mia pancia ci penso io
Giorgio Dobrilla
Franco Angeli, 2013, pp. 208, € 26,00
Recensione di Silvano Fuso
Un tipico malcostume (particolarmente diffuso in Italia) di politici, opinionisti, giornalisti e persino, ahimè, sedicenti divulgatori scientifici, consiste nel rivolgersi non alla testa del pubblico, bensì alla sua pancia, facendo leva sulla sua emotività più viscerale, per l’appunto.
Non può che suscitare quindi una piacevole sorpresa la recente uscita di un libro che, pur parlando di pancia, si rivolge invece alla testa dei lettori, stimolando la loro intelligenza e il loro senso critico.
La pancia, al di là del significato figurato che le si può attribuire, rappresenta un argomento di cui si parla molto nella nostra società e attorno al quale circola oramai un considerevole business. Veniamo continuamente bersagliati da messaggi pubblicitari che promettono di ridurre la pancia rapidamente attraverso diete miracolose, tisane e barrette magiche o micidiali attrezzi ginnici che assicurano di ottenere risultati mirabolanti senza alcuna fatica. Ma oltre alle questioni estetiche, di pancia si parla anche per questioni mediche o presunte tali. Ciarliere showgirl e allegre attricette si lamentano della loro pancia gonfia per ritrovarsela poi sorridente dopo aver consumato il prodotto che stanno pubblicizzando. Distinti signori si accorgono invece, sbalorditi, di avere lo stomaco in fiamme e ignari cittadini scoprono sconvolti di aver carbonizzato il loro spazzolino da denti a causa della loro acidità di stomaco. Il tutto per non aver usato l’antiacido tal dei tali. Non parliamo poi di stitichezza, per la quale la pubblicità ci propone una pletora di prodotti alimentari ricchi di fibre o curiosi rimedi, quali le incredibili supposte effervescenti. Naturalmente la pubblicità (soprattutto televisiva) non ci fa neppure mancare (quasi sempre all’ora di pranzo o di cena!) rimedi miracolistici contro improvvisi e decisamente imbarazzanti attacchi diarroici.
Ce n’è abbastanza per chiedersi se c’è qualcosa di sensato in tutto quello che la pubblicità ci propina e per desiderare informazioni scientificamente corrette su tutto ciò che riguarda la pancia, lo stomaco, l’intestino e, in generale, l’intero apparato digerente.
Chiunque abbia maturato questo desiderio può essere oggi ampiamente soddisfatto dal libro di Giorgio Dobrilla. Primario gastroenterologo emerito dell’Ospedale Regionale di Bolzano, nonché professore a contratto di Metodologia clinica presso la Facoltà di Medicina dell’Università di Parma, Dobrilla è un super-addetto ai lavori e quindi nessuno meglio di lui può dare risposte attendibili alle domande che ognuno di noi prima o poi si pone o si porrà. Inoltre, da esperto pubblicista e abile divulgatore, ce le fornisce in maniera piacevole, sagace e con un’esemplare chiarezza espositiva.
Il libro, che si avvale della prefazione di Luciano Onder (noto conduttore della trasmissione televisiva Medicina 33), è costituito da un’introduzione, da trenta capitoli, dalle conclusioni e da un’utile selezione bibliografica, specifica per ciascun capitolo. Gli argomenti trattati sono davvero tanti e mi limito a citarne soltanto alcuni a titolo di esempio: alitosi, ernia iatale, ulcera gastrica, acidità di stomaco, difficoltà digestive, afte orali, disfagia, reflusso gastro-esofageo, colon irritabile e tantissimi altri.
Ogni capitolo, dedicato a uno specifico argomento, prende spunto proprio dalle domande che nella sua attività di gastroenterologo Dobrilla si sente rivolgere da anni. E proprio con l’intento di rispondere con chiarezza, si sviluppa con uno schema efficace: si affronta il problema, se ne descrivono i sintomi, se ne ricercano le cause, si spiega in che modo si effettui la diagnosi, si suggeriscono, quando possibile, metodi per affrontare da soli il problema oppure si indica chiaramente in quali casi è doveroso l’intervento del medico. Non mancano, quando necessario, le indicazioni su quali siano i test diagnostici a cui bisogna sottoporsi, la descrizione di quali possano essere gli effetti collaterali di certe terapie e moltissime altre indicazioni utili.
Nell’ultimo capitolo, infine, si forniscono informazioni preziose su quali devono essere le diete più adatte per disturbi gastrointestinali specifici: si tratta di consigli pieni di buon senso e razionalità che distruggono tante false credenze e veri e propri miti (primo fra tutti quello del “mangiare in bianco”) estremamente diffusi e difficili da sradicare.
Il libro è poi impreziosito e reso ancora più gradevole dalle gustose vignette disegnate da Ettore Frangipane, in arte Frangi. Qua e là nel testo compaiono infatti divertenti scenette il cui protagonista è spesso un saggio dottore che, guarda un po’, assomiglia proprio all’autore del testo. A cominciare dalla buffa copertina in cui il nostro dottore, in compagnia di due discoletti e un cagnolino, si auto-ausculta la pancia percependo sorpreso una soave melodia.
Al di là dei sorrisi che può strappare, tuttavia, il testo è un serissimo esempio di alta divulgazione scientifica. E, come dice Onder nella sua prefazione, «una divulgazione scientificamente rigorosa è già una prima cura, un’arma efficace per diffondere stili di vita corretti e perché il paziente elimini ansie immotivate che gli derivano da cattiva e spesso pseudo-informazione»
Il lungo racconto dell’origine
Margherita Hack
(con Walter Ferreri e Guido Cossard),
Dalai, 2012, € 16,50
Recensione di Pietro Boccardi
Studiare e osservare il cielo rappresenta da sempre per l’uomo il tentativo di comprendere le sue origini. Non stupisce quindi sapere che, prima di essere elevata a rango di scienza, l’astronomia, e in definitiva ogni speculazione sulla volta celeste, fossero un tutt’uno con la religione. Individuare e interpretare i segnali che arrivano dal cosmo significava comprendere il volere di una o più divinità, spesso identificate con stelle e pianeti, i cui cicli influivano, a volte in modo determinante, sulla vita quotidiana delle persone. Nel suo nuovo e appassionante libro Il lungo racconto dell’origine, Margherita Hack, docente di astrofisica da più di cinquant’anni, nota divulgatrice scientifica e membro del Cicap, in collaborazione con l’astronomo Walter Ferreri dell’Osservatorio di Torino e Guido Cossard dell’Associazione di Archeoastronomia Valdostana, ci accompagna nella scoperta del cielo e dei suoi segreti. Come scrive la Hack, ogni civiltà passata possedeva propri miti e rituali concernenti il cosmo: i Babilonesi adoravano principalmente la luna come depositaria del destino degli uomini, e furono i primi a inventare un sistema di calcolo efficiente e gli Egizi idolatravano il sole, cui erano legate molte altre divinità che cambiavano a seconda della sua posizione nel cielo. Ma la civiltà che, grazie a una visione e a un approccio più scientifico all’osservazione della volta celeste, gettò le basi per la moderna astronomia fu quella greca, che raggiunse incredibili risultati in rapporto alle tecnologie in suo possesso. Alla visione cristiana del cosmo (il sole e la luna girano intorno alla terra poiché la Bibbia dice che Giosuè li fermò nel cielo) si giunse cercando di coniugare le antiche rivelazioni con i racconti delle Sacre Scritture, per legittimarne la provenienza divina. Fu grazie a Galileo (il quale, puntando un telescopio verso il cielo, sviluppò il metodo scientifico) che l’astronomia iniziò ad allontanarsi dalla religione per diventare quella scienza che, basata su prove fisiche e matematiche, oggi sa indagare così profondamente i fenomeni dell’universo. Questo libro mostra al lettore il percorso seguito dall’uomo nella sua perenne ricerca della verità sulla sua esistenza e sulla natura del cielo. Un viaggio intrapreso migliaia di anni fa nel tentativo di svelare i segreti del nostro universo e non ancora conclusosi, nonostante gli enormi progressi nel campo della tecnologia e della scienza, che anzi continuano a porre nuovi interrogativi sempre più complessi.
Te lo leggo nella mente
Mariano Tomatis
Sperling & Kupfer, 2013, pp. 224, € 16,00
Recensione di Luca Menichelli
La sala è piena, il silenzio regna. All’improvviso, dal palco, il mago formula la sua previsione e la confronta con i pensieri scritti dai volontari del pubblico. Tutto coincide: il mago ha letto nel pensiero degli spettatori. Sentimenti misti di stupore e meraviglia aleggiano in tutte le menti: possibile che il mago abbia letto veramente nei pensieri? Come ha fatto, nel suo spettacolo, a rendere reale l’irreale? Avrà doti paranormali oppure ha sfruttato alcune capacità particolari per carpire i segnali nascosti del corpo? L’idea di poter intervenire sulla mente delle persone è una cosa che affascina tutti e il mago mentalista è un esperto in questo settore. Spesso ci si stupisce e si cercano spiegazioni che analizzate fino in fondo risultano irrazionali. Come fa il mentalista a simulare la lettura del pensiero? Alcuni sostengono che riesca a farlo grazie all’utilizzo di metodiche psicologiche (peraltro non scientifiche) come la PNL, ma intervenire sulla psiche fornisce un tasso di successo statistico e durante uno spettacolo non è ammissibile l’errore. L’infallibilità si raggiunge solo tramite trucchi. Il mentalismo è un’arte, non una dote, si impara con esercizio e studio e non frequentando corsi di PNL, e per svolgere al meglio questo mestiere servono anni di esercizi per creare il personaggio e per imparare a rendere reale l’illusione. A chi vuole cimentarsi nell’arte del mentalismo mi sento di consigliare I tredici gradini del mentalismo di Tony Corinda e La serie colorata del mentalismo di Max Maven, che rappresentano il punto di partenza di cui non si può fare a meno. Nel panorama italiano non c’è, invece, molto su cui fare affidamento, ma fa eccezione Mariano Tomatis, che, con il suo ultimo lavoro Te lo leggo nella mente, fornisce una panoramica ben delineata del mentalismo spiegandone la reale natura. Come è giusto che sia, il libro di Tomatis non è un testo che mira a spiegare i vari trucchi dei mentalisti, lasciando ai veri interessati l’approfondimento del discorso con una bibliografia eccellente, ma un’opera che riesce a mettere i puntini sulle “i” sfatando i miti che circolano dietro a questa arte illusionistica. La prefazione di Max Maven arricchisce l’ottimo lavoro di Tomatis, che come sempre dimostra di essere un valido scrittore. Questo è uno dei punti di partenza di cui parlavo per entrare nel mondo del mentalismo col piede giusto senza correre il rischio di rimanere delusi. Nello stesso tempo il libro rappresenta una lettura avvincente anche per il semplice curioso che vuole riempire le sue giornate con un piacevole esempio di buona divulgazione.