I sostenitori dell'esistenza di fenomeni di percezione extra- sensoriale (E. S .P.) adducono spesso, come giustificazione "scientifica" delle loro tesi, alcuni risultati della Meccanica Quantistica (M.Q.). Questa branca della fisica moderna rappresenta effettivamente una delle più eclatanti rivoluzioni concettuali del nostro secolo. Essa ha messo in discussione molte convinzioni e presupposti tipici del senso comune e della fisica cosiddetta classica. Dal punto di vista tecnico la M.Q. è ormai una disciplina completamente sviluppata e di larga applicazione in molti campi della fisica, tuttavia le implicazioni epistemologiche che essa suscita sono tuttora oggetto di studio da parte degli specialisti. I fautori della E.S.P. sostengono che la M.Q. avrebbe dimostrato la possibilità di trasmettere segnali sconosciuti ad elevata distanza e a velocità superiore a quella della luce. Consentirebbe pertanto di spiegare alcune forme di comunicazione telepatica. Un esempio fra tutti è la posizione del fisico Jack Sarfatti, di San Francisco, intervistato da Piero Angela nel suo libro Viaggio nel mondo del paranormale. Sarfatti dice:"... Immaginiamo di avere due sistemi collegati, che poi si separano. Ebbene, la fisica tradizionale dice che il solo modo perché essi possano comunicare è mediante trasferimento di energia o di materia attraverso lo spazio, sotto forma di segnale. La M.Q. invece ammette che se questi due elementi sono separati, essi possono comunicare direttamente attraverso connessioni quantistiche. Se questo si gira, anche l'altro elemento si gira. In modo simultaneo". E continua: "Le connessioni quantistiche superano l'idea originaria della materia, dell'energia e dello spazio-tempo".

Infine, Sarfatti risponde affermativamente alla domanda postagli da Piero Angela: "In altre parole, lei e io abbiamo ormai stabilito una connessione; io domani parto, vado a Los Angeles, e comincerò ad avere un effetto su di lei? Mentre se non ci fossimo incontrati, non ci sarebbe questo collegamento?". Per fortuna Sarfatti è abbastanza prudente nelle sue affermazioni e, rispondendo ad una domanda specifica di Piero Angela, ammette che quanto lui sostiene non è completamente insito nella M.Q., ma contiene una buona parte di sue idee personali.

Quali sono i risultati della M.Q. cui Sarfatti e altri fanno riferimento?

L'ESPERIMENTO DI EINSTEIN, PODOLSKY E ROSEN

Alla base delle argomentazioni di Sarfatti vi è un famoso esperimento che venne proposto, per la prima volta, nel 1935 da Einstein, in collaborazione con Podolosky e Rosen.

Nelle intenzioni degli autori l'esperimento (non effettivamente realizzato, ma puramente concettuale) doveva mettere in evidenza l'inadeguatezza della M.Q. nella descrizione della realtà. Einstein, infatti, si rifiutò per tutta la vita di accettare le conseguenze ultime della M.Q. Vediamo a grandi linee, in cosa consiste l'esperimento. Consideriamo due particelle, i e 2, che si trovano inizialmente l'una vicina all'altra. Siano q₁ e q₂ le loro posizioni rispetto ad un certo sistema di riferimento e p₁ e p₂ le loro quantità di moto (cioè il prodotto della loro massa per la loro velocità). Il principio di indeterminazione di Heisenberg (uno dei cardini di tutta la M.Q.)

non ci consente di conoscere con esattezza e contemporaneamente le quattro grandezze, tuttavia ci permette di conoscere con esattezza e simultaneamente la somma delle quantità di moto p=p₁+p₂ e la distanza tra le particelle q=q₁+q₂. Le particelle, in un certo istante interagiscono, e successivamente si allontanano raggiungendo un'elevata distanza reciproca. Supponiamo ora di effettuare una misura della quantità di moto, per esempio, sulla particella 1. In base alla cosiddetta interpretazione di Copenhagen della M.Q. (che è quella più accreditata tra i fisici), è il processo di misura a determinare il valore della quantità di moto della particella 1. Per il principio di conservazione della quantità di moto possiamo a questo punto determinare la quantità di moto della particella 2 attraverso la differenza p₂=p-p₁. Se a questo punto effettuiamo una misura della quantità di moto della particella 2 dobbiamo necessariamente ottenere il valore p₂ precedentemente calcolato. In altre parole, lo stato della particella 2 è determinato dal risultato ottenuto nella misurazione effettuata sulla particella i che si trova a una distanza qualsiasi da essa.

Come fa la particella 2 a "conoscere" il risultato della precedente misurazione effettuata sulla particella 1? Dal momento che è abbastanza difficile accettare l'idea dell'esistenza di una qualche forma di "comunicazione istantanea a distanza" tra le due particelle, Einstein, Podolsky e Rosen concludevano che la meccanica quantistica doveva essere una teoria per lo meno incompleta. I fautori della E.S.P. sostengono invece che comunichino a distanza in modo istantaneo, attraverso qualche segnale a noi sconosciuto.

L'interpretazione dell'esperimento concettuale di Einstein, Podolsky e Rosen fece discutere il mondo scientifico per decenni. Nel 1964 il fisico teorico J.S. Bell, del CERN, dimostrò che tra le due particelle esisteva una correlazione statistica, stabilendo quella che viene definita la "non separabilità quantistica" tra due sistemi fisici microscopici. Recentemente sono stati effettivamente condotti esperimenti reali simili a quello proposto da Einstein, Podolsky e Rosen. I risultati hanno confermato ancora una volta le previsioni della M.Q.

OSSERVAZIONI CONCLUSIVE

I risultati della M.Q. sono senza dubbio sorprendenti e rivoluzionari nei confronti della fisica classica. Tuttavia le conclusioni dei sostenitori della E.S.P. circa la possibilità di comunicazione istantanea a distanza non sono fondate: in pratica costoro sostengono che due osservatori che effettuassero misure sulle due particelle correlate, potrebbero, attraverso di esse, comunicare in modo istantaneo. Questa, purtroppo, è soltanto una pia illusione. Infatti per avere un qualsiasi tipo di scambio di informazione è necessario utilizzare non soltanto una singola coppia di particelle bensì molte, effettuando una serie di misurazioni. Anche se le misurazioni delle proprietà di una singola coppia di particelle sono in qualche misura correlate, ciò non significa che l'intera serie di misure lo sia. In altre parole, entrambi gli osservatori rileverebbero solamente sequenza casuali di dati, escludendo ogni possibilità di comunicazione. In pratica l'errore insito in certe interpretazioni paranormali della M.Q. consiste nel trasferire a livello macroscopico ciò che vale invece solamente a livello microscopico. È pur vero che gli oggetti macroscopici sono costituiti di particelle microscopiche. Tuttavia la confusione tra i diversi livelli di realtà è sempre rischiosa e generatrice di equivoci. Sarebbe come voler sostenere che una nazione può essere bionda o bruna, semplicemente perché tali proprietà sono attribuibili ai suoi singoli cittadini.

Silvano Fuso,

docente di scienze a Genova

N.D.R. L'impossibilità di realizzare telegrafi superluminali è stata rigorosamente dimostrata.

B i b l i o g r a f i a

Testi tecnici:

A. Messiah, Mécanique quantique, voi.. I e Il, Dunod (Paris), (1959).

L. D. Landsu, E.M. Lifsits, Meccanica qsantistica. Roma, Editori Riuniti (1976).

Testi a carattere scientifico-filosofico:

B.D'Espagnat, I fondamenti concettuali della meccanica quantistica. Napoli,

Bilbiopolis (1977).

B.D'Espagnat, Alla ricerca del reale. Torino, Boringhieri (1983).

W. Heisemberg, Fisica efilosofia. Milano, Il Saggiatore (1982).

N. Bohr, I quanti e la vita. Torino, Boringhieri (1977).

J.M. Jauch, Sulla realtà dei quanti. Milano, Adelphy (1980).

Testi divulgativi:

P.Davies, Universi possibili. Milano, Mondadori (1981).

H.Pagels, Il codice cosmico. Torino, Boringhieri (1982).

AA.VV., La fisica dei quanti. Quaderno di Le Scien:e, n. 33, dicembre 1986.

AA.vv., Il mondo dei quanti. Quaderno di Le Scien:e, n. 70, febbraio 1993.