LA “TEORIA DEI MOLTI MONDI” DELLA MECCANICA QUANTISTICA IMPLICA L’IMMORTALITA’?

DI JAMES HIGGO

“Gli altri muoiono; ma io non sono un altro; dunque io non morirò”
(Vladimir Nabokov)

La “Teoria dei Molti Mondi” della fisica quantistica

Prima di tutto, un’avvertenza per i neofiti dell’argomento: Niels Bohr, il fondatore della moderna teoria quantica, disse una volta: “Chiunque non rimanga sconvolto dalla teoria quantica, non l’ha capita”. E non conosceva ancora la Teoria dei Molti Mondi (TMM). Gli elementi di Meccanica Quantistica (MQ) presentati qui sono piuttosto noti, benché appaiano ancora folli agli studiosi, i quali non possono far altro che accettarli. La scelta che ho compiuto è stata quella di adottare la TMM di Everett (1957) che è solo una di una mezza dozzina di interpretazioni concorrenti della MQ. Secondo diversi sondaggi, la TMM e l’originale “Interpretazione di Copenaghen” del 1927 godono di quasi identica popolarità tra gli studiosi, ma si dice che molti “grandi nomi” (Hawking, Feynman, Deutsch, Weinberg) abbiano ormai optato per la TMM (Price, 1995).

La stranezza della fisica quantistica può essere esemplificata dal famoso esperimento della “divisione parallela”. Esso rivela che i singoli fotoni sembrano dividersi in due particelle, le quali nonostante ciò riescono a interagire l’una con l’altra come se fossero onde. L’”Interpretazione di Copenaghen” di questi fenomeni e le equazioni che li descrivono, accettate nel 1927 alla Conferenza di Solvay, affermano essenzialmente che il “pacchetto d’onda” associato a una particella collassa nel momento in cui viene osservato. Il che implica l’esistenza di una relazione tra la coscienza dell’osservatore e la particella. La TMM, d’altro canto, afferma che le equazioni utilizzate per predire gli eventi di meccanica quantistica restano valide anche dopo l’osservazione: il punto è che sebbene le cose accadano simultaneamente, a causa della “decoerenza” noi non riusciamo a vedere, per esempio, una fonte radioattiva che decade e non decade allo stesso tempo. Per una spiegazione di come ciò implichi l’esistenza di universi paralleli, vedi Vaidman (1996).

Esiste un modo di provare che la TMM è esatta, mentre l’Interpretazione di Copenaghen e tutte le altre sono sbagliate. Sfortunatamente lo sperimentatore potrà provarlo solo a se stesso e non riuscirà mai a convincere nessun altro della sua validità.

L’esperimento di “Suicidio Quantico” di Tegmark

Tegmark (1997) descrive un “esperimento di suicidio quantico” in questo modo (ho semplificato il testo ed eliminato le dimostrazioni matematiche):

Lo strumento è una “pistola quantica” che ogni volta che si preme il grilletto misura lo z-spin di una particella [le particelle possono avere spin “su” o spin “giù”, secondo una sequenza apparentemente casuale]. Essa è collegata a una mitragliatrice che spara un singolo proiettile se il risultato è “giù”, mentre produce un semplice “click” se il risultato è “su”… La sperimentatrice, per prima cosa, pone un sacchetto di sabbia davanti alla mitragliatrice e dice al suo assistente di premere il grilletto dieci volte. Tutte [le interpretazioni di MQ] prevedono che ella sentirà una sequenza apparentemente casuale di spari e scatti a vuoto, qualcosa tipo “bang-click-bang-bang-bang-click-click-bang-click-click”. Dopodiché ella dice al suo assistente di premere il grilletto altre dieci volte, ma stavolta mette la propria testa davanti alla canna della mitragliatrice. Questa volta [nelle interpretazioni di MQ diverse dalla TMM] il “taci e calcola” non avrà alcun significato per un osservatore deceduto… e le due interpretazioni produrranno previsioni differenti. Nelle interpretazioni che teorizzano un esplicito collasso non-unitario, la ricercatrice sarà viva o morta dopo la prima attivazione del grilletto, perciò potrà aspettarsi di sentire forse un click o due (se è moderatamente fortunata), poi “game over”, più niente del tutto. D’altro canto, nella TMM, la […] previsione è che [la sperimentatrice] sentirà un “click” con il 100% di probabilità. Quando l’assistente avrà concluso il suo poco invidiabile compito, la ricercatrice avrà udito dieci “click” e potrà concludere che le interpretazioni di MQ fondate sull’ipotesi del “collasso” [tutte, tranne la TMM] possono essere scartate con un livello di probabilità del 1-0.5ⁿ ˜ 99.9%. Se vuole portare le probabilità di esclusione a “dieci sigma” non deve far altro che incrementare n ripetendo più volte l’esperimento. Occasionalmente, per verificare che l’apparato sia funzionante, può spostare la testa dalla mitragliatrice e all’improvviso la sentirà sparare a intermittenza. Da notare, comunque, che [in quasi tutte le prove] l’assistente avrà la percezione di aver ucciso il suo capo.

Questo significa che in molti universi ci sarà una ricercatrice in meno, ma la ricercatrice non avrà esperienza della morte.

La Teoria Quantica dell’Immortalità (TQI) è stata elaborata riformulando l’esperimento di “Suicidio Quantico” in modo tale che la “pistola quantica” sia focalizzata sullo spin di uno ione di calcio presente all’interno del cervello, secondo il metodo di Stapp.

Le “Teorie Quantiche della Mente” di Stapp

Stapp non accetta la TMM, ma preferisce l’Interpretazione di Copenaghen per motivi – di natura essenzialmente filosofica – esposti in Stapp (Aprile, 1996) e (21 luglio 1998). Ciò non incide sulle utili analisi che egli compie riguardo gli effetti quantici all’interno delle sinapsi.

Stapp evidenzia che gli effetti quantici hanno una grande influenza sul modo di operare del cervello. In effetti, essi devono rivestire un ruolo fondamentale sulle funzioni cerebrali, consentendo forse al cervello di funzionare come un “computer quantico”, sfruttando algoritmi di ricerca simili a quelli proposti da Grover (1997).

La dimostrazione di Stapp della presenza di effetti quantici all’interno del cervello (aprile 1996) è la seguente:

a) Uno ione di calcio che entra in un microcanale di diametro x, deve avere, per il principio d’indeterminazione di Heisenberg, uno spread inerziale di hbar/x, dunque uno spread di velocità di (hbar/x)/m, dunque uno spread spaziale nel tempo t – se la particella può muoversi liberamente – di t(hbar/x)/m. Assumendo t pari a 200 microsecondi, cioè il tempo normalmente impiegato da uno ione per diffondersi dall’apertura del microcanale alla zona in cui ha luogo la liberazione di una vescicola di neurotrasmettitore, assumendo x pari a un nanometro e includendo un fattore di 10 -5 di rallentamento della diffusione, si ottiene un diametro della funzione d’onda pari a circa 40 volte 10-8 centimetri, che è comparabile con la dimensione dello stesso ione di calcio.

In altre parole, è alquanto probabile che in alcuni universi il neurotrasmettitore attiverà il suo bersaglio, mentre in altri non lo farà, semplicemente a causa del “principio di indeterminazione di Heisenberg”.

Ciò è importante quando si cerca di capire in che modo il cervello possa agire come “computer quantico”, ed è molto interessante se integriamo queste idee con l’esperimento di Tegmark.

Tegmark e Stapp

Consideriamo uno ione di calcio che abbia il 50% di probabilità, secondo le equazioni di Schrödinger, di attivare il suo bersaglio recettore. Immaginiamo che quel recettore possa fare la differenza tra due possibili condizioni mentali: una corrispondente alla decisione di un motociclista di sorpassare un auto su una curva pericolosa, l’altra corrispondente alla decisione opposta. Immaginiamo che la manovra di sorpasso si rivelerebbe mortale.

Il motociclista è lo sperimentatore nel “suicidio quantico” di Tegmark. Secondo le previsioni della TMM, il motociclista percepirà di aver fatto la scelta corrispondente al rimanere in vita nel 100% dei casi. Eppure nel 50% degli universi gli spettatori assisteranno ad un disastroso incidente.

La Teoria dell’Immortalità Quantica qui esposta afferma che tutte le decisioni di vita o di morte corrispondono alle medesime equazioni di meccanica quantistica. In tutte le decisioni di vita o di morte, lo “sperimentatore” scoprirà di aver scelto la vita.

Ulteriori implicazioni

Deutsch (1997) afferma che dalla TMM consegue che ogni cosa possibile esiste, da qualche parte del multiverso. Se questo è vero, possiamo dire che esistono molti universi (ma pur sempre una frazione infinitesimale del multiverso) in cui tu, caro lettore, hai qualche miliardo di anni.

Se ne può dedurre che la coscienza dello “sperimentatore” finisce sempre e inevitabilmente in uno di questi universi? Se è così, noi siamo immortali. Almeno dal nostro punto di vista.

Problemi con la Teoria Quantica dell’Immortalità

La TQI si fonda su alcune premesse controverse: lo sviluppo offerto da Deutsch dell’”ipotesi dei molti mondi” post-Everett; l’esperimento del “suicidio quantico” di Tegmark; il lavoro di Stapp sugli effetti quantici nel cervello e, in particolare, l’idea che il caso specifico della “pistola quantica” possa essere esteso a qualsiasi scenario di vita o di morte.

Versione originale:

James Higgo
Fonte: www.higgo.com

Versione Italiana:

Fonte: http://blogghete.blog.dada.net/

Traduzione di Gianluca Freda

Bibliografia

1. Deutsch, David, The Fabric of Reality, (Penguin Books, 1997)

2. DeWitt, B. S. and N. Graham, eds., The Many Worlds Interpretation of Quantum Mechanics, (Princeton University Press, Princeton, 1973).

3. Grover, L. K, ‘Quantum mechanics helps in searching for a needle in a haystack’, Phys. Rev. Lett 79, 325-328 (1997)

4. Price, Michael Clive, Many-Worlds FAQ (Website, 1995)

5. Stapp, Henry P., Quantum Ontology and Mind-Matter Synthesis (Lawrence Berkeley National Laboratory, July 21 1998)

6. Stapp, Henry P., Science of Consciousness and the Hard Problem (Proceedings of the Conference Toward a Science of Consciousness,
University of Arizona, April 8-13,1996)

7. Steane, Andrew, Quantum Computing (Preprint, July 1997)

8. Tegmark, Max, ‘The Interpretation of Quantum Mechanics: Many Worlds or Many Worlds’, (Preprint, September 15, 1997)

13 Commenti
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Truman
Truman (@truman)
Staff CDC
18 Settembre 2007 8:55

Sono molte le teorie recenti che partono scatenate per la tangente. Hanno il piccolo difetto di dimenticare la falsificabilità. Se non sono falsificabili allora ne possiamo parlare all’infinito, ma resteranno comunque al di fuori della scienza.

Dal punto di vista filosofico la teoria degli infiniti universi risolve qualche paradosso, ma forse ne crea ancora di più.

amicod
amicod
19 Settembre 2007 6:26

… la meccanica quantistica (MQ) è semplicemente un sistema per decodificare i calcoli di meccanica classica… è stata intrapresa e sostenuta dagli americani per depistare i tedeschi nella seconda guerra mondiale… risultò molto utile durante la guerra fredda… ma non a livello commerciale visto che giapponesi prima ed ora koreani, cinesi ed indiani sono più propensi ad smontare e copiare e riprodurre… la MQ è un codice molto particolare… visto che se consegnamo dei dati uguali a 10 scienziati diversi per lo sviluppo di un calcolo quantistico, avremo 10 risultati diversi… per questo è una decodificazione perfetta con miliardi di opzioni… il fatto che non possiamo avere un’unico risultato ciò fa pensare che nel contesto delle misurazioni questo procedimento è del tutto inutile, visto che ognuno che si cimenterà al calcolo avrà un risultato diverso… la MQ è un bluff per depistare la ricerca scientifica… l’evoluzione Umana è legata indissolubilmente al calcolo razionale… e questo per un semplice motivo… se 5+3=8… è perchè 8-3=5 oppure 8-5=3… questo è l’unico motivo che ci spinge ad affermare che 5+3=8…. la la MQ dice che 1+1=1, per una storia assurda di interpretazione dell’infinito… sono cazzate l’Evoluzione è in ostaggio di un sistema che… Leggi tutto »

rectotal
rectotal
19 Settembre 2007 8:52

Scusa, amicod, ma non condivido neppure una parola di ciò che dici. La MQ non depista un bel niente, visto che a conoscerne a fondo le equazioni e i modelli matematici ci saranno sì e no un’ottantina di studiosi in tutto il mondo e quelli che se ne occupano a tempo pieno si contano sulle dita delle mani. Non è neanche vero che non abbia applicazioni concrete di enorme importanza: per fare solo un esempio, senza le intuizioni e gli studi di MQ non esisterebbero i semiconduttori che permettono ai nostri computer di funzionare. La progettazione e il “dropping” dei semiconduttori sfrutta infatti un’idea fondante della MQ e cioè il modello atomico “a livelli energetici”. Infine, se pure la MQ non avesse la minima incidenza sull’evoluzione materiale del genere umano, non sta scritto in nessun posto che la scienza abbia un valore solo quando produce soluzioni energetiche o ci regala nuovi giocattoli. La scienza serve anche a farci capire com’è fatta e come funziona la realtà che abbiamo intorno, altrimenti potremmo fare a meno dell’80% degli studi scientifici e astronomici. Che mi frega di sapere com’è fatto l’universo se non posso utilizzare questa conoscenza come carburante per la mia Panda?… Leggi tutto »

marko
marko
19 Settembre 2007 13:57

32 x 3 puntini di sospensione

… amicod… oltre… ad… avere… il… difetto… di… parlare… di… cose… che… non… conosci… hai… anche… una… prosa… infantile… e… bolsa…

marko
marko
19 Settembre 2007 13:58

Quoto.

amicod
amicod
20 Settembre 2007 1:45

x rectotal e marko, …non mi illudevo di convincervi con il mio commento, con voi ci vuol ben altro… cmq rileggete il commento di Truman in poche parole ha spiegato come stanno i fatti… un tempo la verità scientifica doveva passare infiniti test di falsificazioni per poter esser considerata una legge fisica… ora basta una tenue prova per essere manipolata dalla comunità accademica e divenire fondamento scientifico… Popper e non solo lui sosteneva che da Newton in poi la scienza accademica si avvale di un sistema di verifica farlocco e molto propenso all’errore… visto che si accontenta di tenue od inventate verifiche invece di confrontare la larga gamma di falsificazioni possibili… la comunità scientifica ha un potere pari ai media, ciò è ben sfruttato da chi lo controlla ed è utilizzato a scopo di depistaggio… perchè oggi più che mai la ricerca scientifica potrebbe far traslocare il potere di mano in mano… ma potrebbe anche semplificare la vita degli esseri Umani risolvendo spinose e complicate questioni del tipo energetico, economico e di coesistenza in questo paradiso terrestre che per troppa gente è solo un girone d’ inferno… ps. marko se non ti piace come scrivo non leggermi… non sentirò certo… Leggi tutto »

rectotal
rectotal
20 Settembre 2007 4:38

Amicod, qui nessuno sta cercando di convincere nessuno. Io ho solo letto e tradotto un articolo che mi sembrava interessante e non m’intendo abbastanza di equazioni matematiche per fare affermazioni decise a favore o contro la TMM. Però ti faccio notare alcune cose. Prendiamo pure per buono il criterio di Popper sulla falsificabilità, nonostante sia esso stesso ben poco falsificabile. Tuttavia faccio le seguenti osservazioni: 1) La TMM, come dice il nome stesso, è per ora solo una teoria, non una verità scientifica e i suoi assunti sono in continua evoluzione. Il criterio di Popper può essere utile nella misura in cui permette di sfatare i dogmi, ma se il suo scopo è quello di stroncare ogni dibattito scientifico sarebbe meglio sbarazzarsene al più presto. 2) Il criterio di Popper parte esso stesso da un dogma non falsificabile, e cioè che la scienza debba muoversi nel solo ambito dell’oggettività. Popper ci dice che ogni verità scientifica OGGETTIVA, per essere accettata come tale, deve essere OGGETTIVAMENTE falsificabile. Si tratta di un criterio molto utile finchè si resta nell’ambito della fisica classica; ma cosa facciamo nel momento in cui osservazioni OGGETTIVE evidenziano che la soggettività deve avere un suo ruolo nei modelli… Leggi tutto »

Truman
Truman (@truman)
Staff CDC
20 Settembre 2007 9:36

Vale forse la pena di chiarire che la falsificabilità delle teorie scientifiche non è qualcosa di indiscutibile. Da Feyerabend in poi, sono state molte le critiche sensate alla falsificabilità.

Però una cosa è dire: “Questa è una teoria che si sta consolidando, per favore non sparate troppo, perchè abbiamo ancora molti dettagli da affinare.” Supponendo in questo caso che le critiche siano più o meno bene accette, ma si risponderà con calma, man mano che la teoria si irrobustisce. Insomma un temporaneo allentamento della falsificabilità per molti filosofi potrebbe aver senso.

Un’altra cosa è dire: “Questa è una teoria non dimostrabile e la dovete accettare così come è”. In questo caso non è solo Popper ad essere messo da parte, ma tutta la tradizione sperimentale che parte da Galileo e Newton.

La cosa strana è che questo secondo modo di fare comincia ad essere diffuso nella fisica di frontiera.

amicod
amicod
20 Settembre 2007 11:39

ciao Rectotal, da ciò che ho letto di Popper è facile dedurre che i suoi obbiettivi erano tutt’altro che stroncare il dibattito… il suo pensiero è stimolante visto che si basa su evidenze di facile riscontrabilità… Popper alla base della sua critica pone il metodo induttivo… il metodo induttivo ha preso piede con Newton, questo del resto era l’unico modo per far reggere la sua tesi senza avanzare prove… non dimentichiamo che i più autorevoli scienziati dell’epoca avevano apostrofato la tesi di Newton come ‘ il libro delle favole’… e lo stesso Einstein ha dato del farneticante a Bhorn quando sviluppò la sua quantistica… …oggi non puoi sciegliere cosa studiare, e soprattutto per chi decide di farlo è controproducente farsi troppe domande… il potere che elargisce la scienza vale la pena un depistaggio… l’evoluzione scientifica è data dalla sperimentazione empirica, e dalla sempre più vasta capacità di memorizzazione che certifica e conserva ogni risultato… io credo che se liberiamo la mente di tanti studenti dall’ipnosi quantistica avremo una grande stagione scientifica… come quella del ‘600 spinta dalla scoperta dell’americhe e dunque la certezza scientifica della sfericità della terra… la quantistica le grandi compagnie pretendono che la conosci semplicemente perchè è… Leggi tutto »

tommaso
tommaso
21 Settembre 2007 12:57

Qualcuno ha detto che la MQ è una cazzata.Ma come si fa a dire una cosa del genere?Voglio ricordare che grazie al principio dell’
“entaglement”,tanto misterioso quanto reale,si è riusciti a teletrasportare istantaneamente l’informazione tra due fotoni distanti 145 miglia.Questo perchè si è sfruttato il principio quantistico che prevede che un fotone,prima che sia perturbato tramite la misurazione del suo stato quantico(spin),presenti in potenza contemporaneamente entrambe le polarizzazioni,negativa e positiva.Appena “osserviamo” lo spin del primo fotone,ecco che anche il secondo che è indissolubilmente legato al primo,a prescindere dalla distanza che li separa,ISTANTANEAMENTE e
al di là di ogni dove assume spin opposto,violando così(ma sarebbe meglio dire aggirando) il limite rappresentato dalla velocità della luce.E questo è stato provato SPERIMENTALMENTE.Non credo sia il caso di parlare di cazzate.Su tutto il resto sono d’accordo con te,soprattutto sul fatto che la scienza è al servizio del profitto che blocca le tecnologie free energy per ragioni che sono ben chiare a tutti.Come d’altronde il continuo insabbiamento da parte dei governi di tutto il mondo delle numerosissime evidenze sulla presenza degli extraterrestri che da millenni visitano il nostro pianeta…

Fausto_Intilla
Fausto_Intilla
27 Settembre 2007 14:06

L’ipotesi di Everett (o “interpretazione a molti mondi”),impone numerose restrizioni al procedimento di quantizzazione.Tale ipotesi,suggerisce anche di imporre particolari restrizioni alle condizioni inerenti alla funzione d’onda dell’Universo;restrizioni che non appaiono naturali nelle altre interpretazioni.Secondo queste ultime,l’Universo odierno è costituito da un unico “ramo” generato nel lontano passato dalle forze a cui è dovuta la riduzione della funzione d’onda.Di conseguenza,nelle interpretazioni diverse dall’ipotesi di Everett,gli effetti quantistici della gravità consistono,almeno attualmente,nel generare piccole fluttuazioni attorno a un Universo essenzialmente classico.Questo punto di vista della cosmologia quantistica (sviluppato in profondità da J.V.Narlikar),porta a modelli cosmologici distinti da quelli suggeriti dall’ipotesi di Everett.Un’analisi dettagliata di ciò che un osservatore vedrebbe,mostra che vi sono delle differenze tra i modelli basati sull’ipotesi originale di Everett e quelli di Narlikar,anche se al giorno d’oggi l’evoluzione sarebbe descritta con ottima approssimazione da un Universo di Friedmann classico in entrambi i casi. I due tipi di modelli differiscono enormemente in prossimità della singolarità iniziale,e ciò può portare a differenze osservabili tra quelli basati sull’ipotesi di Everett e quelli basati sulla riduzione della funzione d’onda.L’esistenza di queste differenze permette di ovviare alla critica principale mossa all’ipotesi di Everett dai suoi oppositori;critica esposta in modo molto conciso da Shimony:”Dal punto… Leggi tutto »

valmaximus
valmaximus
18 Ottobre 2007 17:09

“non dimentichiamo che i più autorevoli scienziati dell’epoca avevano apostrofato la tesi di Newton come ‘ il libro delle favole’… e lo stesso Einstein ha dato del farneticante a Bhorn quando sviluppò la sua quantistica… ”
Puoi apostrofare Newton come ti pare, ma provaci TE a dimostrare come fanno i satelliti a stare in orbita basandosi proprio sui calcoli newtoniani, poi ne riparliamo, sì? Quanto ad uno dei fondamenti della ‘farneticante’ quantistica, secondo te è vero che non si possono determinare contemporaneamente velocità e posizione di una particella subatomica? Se non lo è, sai spiegare perché o ti limiterai ancora a farneticare come al tuo solito, magari in rime baciate?

Laurelion
Laurelion
29 Luglio 2012 8:45

Premetto che parto da assoluto profano, quindi i dubbi che sollevo si basano solo su ragionamenti fondati sulla mio personale senso della logica. Prima perplessità: il suicidio quantico. La ricercatrice che sente click, click, click … decimo click, la teoria del TMM funziona. Ma perché? Non potrebbe essere semplicemente molto, molto, molto fortunata? Se all’undicesimo tentativo il colpo viene sparato e la ricercatrice muore la TMM viene invalidata? Perché se la ricercatrice sposta la testa e pone il sacchetto di sabbia come bersaglio, la sequenza ricomincia ad essere casuale? Non può esserci un sacchetto di sabbia molto fortunato? Se basta una sequenza ininterrotta superiore ai dieci tentativi per provare questa teoria (ogni colpo a vuoto in più aumenta la probabilità che le teorie della MQ siano infondate), perché non basta sparare al sacchetto di sabbia n volte fino a quando non si avrà una sequenza ininterrotta di dieci colpi a vuoto? Seconda perplessità. “Noi siamo immortali dal nostro punto di vista” Ma solo se “noi” siamo i fortunati tra gli stramiliardi di miliardi di trilioni di miliardi (ecc…) ad abitare in una configurazione di eventi che ci regala l’immortalità. In un universo sfavorevole noi “osservatori” moriamo. Mi spiego, il motoclista… Leggi tutto »