Se non riusciamo a definire l'universo al suo livello più elementare, ciò deve voler dire che esso è costruito sulle probabilità. Non può esserci alcuna certezza, nessuna definizione netta, nessun «sì» o «no» in assoluto. Da ciò derivano alcuni concetti estremamente singolari della Meccanica quantistica.

Il primo di essi è che l'universo può essere studiato solo a livello statistico; se lo sondiamo troppo in profondità o cerchiamo di individuare le interazioni di singole particelle, ci ritroviamo con dei risultati privi di senso. Un altro modo per considerare tutto questo è di dire che l'universo presenta una struttura apparentemente logica solo se viene considerato olisticamente.
Una cosa del genere possiamo solo accettarla a livello di intuizione; la moderna Meccanica quantistica, però, si è spinta molto più in là.
Lo stesso Heisenberg ipotizzò che l'indeterminazione del mondo dei quanti potesse comportare l'abbattimento del tradizionale concetto secondo il quale alla causa deve sempre seguire l'effetto.

Peggio ancora, in questo contesto, lo sperimentatore o l'osservatore probabilmente possono interferire con l'esperimento - in altre parole, la coscienza umana potrebbe in qualche modo controllare i fenomeni che hanno luogo nell'universo.

Per capire ciò, consideriamo un famoso esperimento di pensiero ideato negli anni Venti dal fisico tedesco Erwin Schródinger, uno dei fondatori della Meccanica quantistica.

Schródinger immaginò una scatola contenente un gatto e una sorgente radioattiva. Se il materiale radioattivo andrà incontro a decadimento, ucciderà il gatto; d'altra parte, poiché il decadimento radioattivo è un fenomeno casuale, c'è il 50% di probabilità che il gatto muoia e il 50% che sopravviva. Il solo modo di cui lo sperimentatore dispone per sapere che cosa è accaduto è quello di aprire la scatola e di guardare se il gatto è vivo o morto. Ciò significa che fino a quel momento il gatto è, allo stesso tempo, vivo e morto. La probabilità diventerà una certezza solo grazie all'azione dello sperimentatore, quando questi aprirà la scatola; solo allora infatti, l'osservatore potrà controllare l'esito dell'esperimento o, per esprimersi più tecnicamente, farà «collassare la funzione d'onda».

Questa descrizione non contiene nulla di illogico o di matematicamente falso; ciò nondimeno, non suona «corretta». In realtà, essa conduce a tutta una serie di ragionamenti paradossali.

Ad esempio: Che cosa succederebbe se sostituissimo il gatto con un essere umano? Presumibilmente quest'ultimo farebbe collassare la funzione d'onda con la stessa prontezza dello sperimentatore. Che cosa proverebbe l'uomo all'interno della scatola? Potrebbe forse ignorare l'effetto dello sperimentatore?

Ora, immaginate che l'esperimento sia al centro dell'attenzione dei media. Che cosa succederebbe dopo che lo sperimentatore avesse aperto la scatola? All'interno potrebbe esserci o un essere umano vivo o un cadavere; le telecamere e i giornalisti fuori dal laboratorio, però, inconsapevoli degli eventi che si svolgono all'interno di esso, non saprebbero ancora nulla: l'uomo nella scatola, allora, è vivo o morto? Ugualmente sconcertante è chiedersi che cosa succederebbe se il gatto o l'essere umano - e magari anche lo sperimentatore - fossero sostituiti da un computer. Che effetti avrebbero queste modifiche sul risultato?
Per quanto possa sembrare ingannevole, l'esperimento di Schródinger è basato su una teoria ragionevole e su decenni di riflessione nell'ambito della Meccanica quantistica.

Esso ci mette a disagio perché sembra contraddire in primo luogo i processi logici ai quali siamo stati abituati e in secondo luogo altri processi che forse, in quanto esseri umani, sono per noi istintivi. Tuttavia, può darsi che questi principi siano giusti e che a sbagliare sia invece proprio il nostro intuito.
Questi concetti bizzarri sono stati interpretati in moltissimi modi diversi. L'approccio più tradizionale, che venne sviluppato nel 1927, è chiamato «Interpretazione di Copenhagen» e sostiene in primo luogo che l'indeterminazione degli eventi individuali caratteristica del mondo subatomico non possa essere estesa al mondo macroscopico e in secondo luogo che il mondo su larga scala dell'esperienza quotidiana sia comprensibile solo a livello statistico generale.

I critici di tale interpretazione ribattono affermando che questo ragionamento aggira il problema, e per studiare l'enigma dei quanti propongono delle vie alquanto eccentriche.

Stefano Calamita

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