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Cosa tiene unito il mondo nel suo nucleo

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In principio era la particella

Con il pensiero astratto e la matematica come linguaggio, Heisenberg e un piccolo gruppo di fisici, all'inizio del secolo scorso, iniziarono a rivoluzionare l'intera visione del mondo materiale. Fino a quel momento il mondo occidentale aveva sviluppato un atteggiamento sempre più materialistico nei confronti della realtà. Ora la ricerca in fisica cominciava a dipingere una nuova immagine della realtà materiale. Lo stesso Heisenberg ha formulato come segue la dicotomia emergente della nuova ricerca in una Conferenza: 

"Finora abbiamo sempre creduto nell'antica concezione di Democrito, che si può parafrasare come segue: In principio era la particella (...) ma forse non esistevano affatto le particelle più piccole, che non si possono più dividere (...). Ma allora qual è stato l'inizio? Una legge di natura, matematica, simmetria? In principio c'era la simmetria. Sembrava la filosofia di Platone nel Timeo." [1]

Per Democrito, gli elementi costitutivi della materia erano minuscole particelle, un piccolo pezzo indivisibile di materia invisibile che componeva il mondo visibile. Questa idea era la base della visione materialistica del mondo occidentale. Con la scoperta del mondo subatomico, questa visione ha subito una lenta trasformazione. Nuovi risultati di ricerca hanno mostrato che l'atomo in realtà non è costituito da una sostanza uniforme, ma è in gran parte vuoto. Fu sviluppata l'idea dell'atomo come sistema planetario costituito da un nucleo atomico e dagli elettroni che orbitano attorno a questo nucleo. Tuttavia, doveva diventare evidente che la realtà di questo "piccolo mondo" è molto più sconcertante e paradossale di quanto appaia in questa concezione.

Gli atomi sono piccoli sistemi planetari

Il fisico e matematico Arnold Sommerfeld vide piccoli sistemi planetari negli atomi. Il nucleo atomico è il centro e gli elettroni si muovono in orbite fisse attorno a questo nucleo. Da giovane studente di fisica, uno dei primi compiti del giovane Heisenberg fu quello di trovare un'espressione matematica per le orbite degli elettroni. Tuttavia, le formulazioni matematiche di Heisenberg non si adattavano assolutamente alle idee di Sommerfeld. Nei calcoli e poi nella fisica sperimentale, si è sviluppata l'idea che la materia abbia una sorta di duplice natura. I calcoli di Heisenberg hanno portato alla controversa ipotesi che invece delle orbite degli elettroni ci sono probabilità di posizione per gli elettroni nell'atomo. Gli elettroni stessi vengono all’esistenza solo al momento dell'osservazione. Albert Einstein controllò i calcoli di Heisenberg e si convinse che erano impeccabili. Tuttavia non poteva accettare l'interpretazione del giovane Heisenberg.

Ma anche queste particelle, questi componenti degli atomi, sono costituite da particelle ancora più piccole e possono essere ulteriormente scomposte. E nemmeno quella era ancora tutta la realtà.

Nuove scoperte nello studio della natura della luce e altri approcci matematici hanno confermato le ipotesi di Heisenberg. L'idea degli atomi come le più piccole sfere indivisibili della materia è cambiata. Spazio e tempo sono entrati in una nuova relazione nella teoria della relatività di Einstein. Secondo la filosofia naturale greca classica, c'era una "sostanza" nello spazio che era paragonata all'acqua, nella quale i cambiamenti avvengono continuamente nel tempo. Questo è ora diventato un campo quantistico che mostra effetti completamente diversi da quelli che possono essere previsti dalla fisica classica.

Il mondo nasce con l'osservazione

Esperimenti di pensiero basati su quello che divenne famoso come "il gatto di Schrödinger", mettevano in dubbio la permanenza della nostra realtà materiale. Tuttavia, erano solo esperimenti mentali senza alcun effetto sulla realtà che sperimentiamo ogni giorno. Nell'elaborare la teoria quantistica dei campi, i fisici arrivarono a credere che ci fossero campi costituiti da uno stato indefinibile di pura potenzialità. I campi quantistici non sono materia nel senso convenzionale, ma sono costituiti da "Wirks" (agisce), come li chiamava lo studente di Heisenberg Hans Peter Dürr. Così, la fisica delle particelle è diventata una fisica delle interazioni.

Secondo Heisenberg, l'aspetto della materia è legato all'aspettativa e all'osservazione delle persone. Il campo della sostanza potenziale si forma in sostanza reale secondo le aspettative dell'osservatore. È così che diventa visibile nell'esperimento, almeno a livello dei campi quantistici. Forse questa intuizione getta una nuova luce sulle idee dei filosofi indiani che descrivono il nostro mondo come un mondo illusorio, come Maya.

Nel mondo a noi visibile, anche l'attesa sembra plasmare la realtà, ma qui con maggiore inerzia. Costruzioni come la Piramide di Giza, che è ancora un luogo di pellegrinaggio e un segreto dell'attività umana, erano già conosciuti ben oltre i loro confini nei tempi antichi. C’è qualcosa di senza tempo nella loro realtà per l'umanità. Dimostra che l'uomo e la materia che ha plasmato sono strettamente intrecciati da molto tempo e condividono una storia lungamente scandita, non solo nella visibilità ma anche filosoficamente. I simboli culturali dell'attività umana possono spesso dispiegare i loro effetti sulle persone e sul loro mondo per migliaia di anni.

In principio era la simmetria

I presocratici svilupparono le loro filosofie secondo la percezione sensoriale organica della natura. Le loro immagini della struttura del mondo erano in gran parte derivate direttamente dall'osservazione della natura con i sensi esterni e interni. La conoscenza della realtà che ne derivava era comprensibile a tutti coloro che sapevano usare in modo appropriato i propri organi di senso. Con Platone e il suo mondo delle idee, il pensiero diventa predominante e si affianca all'osservazione filosofica naturale. Per Platone, i fondamenti della materia non erano piccole sfere, ma forze. La materia era costituita dai cosiddetti solidi platonici. Ha assegnato quattro forze fondamentali agli elementi terra, acqua, aria e fuoco e a ciascuno di essi un corpo base platonico, una simmetria. Il fuoco, per esempio, corrisponde alla piramide e la terra al cubo.

La fisica più recente si lega a questa idea in una certa misura. È una fisica dell'interazione. Quando osserviamo un gruppo di persone, l'attenzione è stata finora sull'individuo, analizzandone l’aspetto, l’anatomia e la forma. La scienza ha chiesto informazioni sul progetto e sul "materiale" dei corpi. Secondo la "nuova fisica", è piuttosto l'interazione tra le persone che è interessante. Cosa diventa visibile attraverso il loro scambio reciproco e se esiste forse un "piano", una legge che possa descrivere lo sviluppo dell'interazione. Questo piano è poi forse basato su certe simmetrie che agiscono come leggi di natura. Per esplorare più da vicino queste interazioni, la matematica astratta ha preso il posto dell'osservazione filosofica naturale.

L’astrazione

Con il suo pensiero, Platone ha aperto una porta verso l’astratto, verso aree precluse alla percezione sensoriale organica. La matematica è uno strumento che cerca di rendere visibili le leggi di questo mondo. È in grado di mostrare a una persona che comprende il suo linguaggio ciò che accade in aree non più accessibili alla percezione sensoriale organica. Ci sono matematici fermamente convinti che Dio stesso sia un “matematico".

Ma non tutti sono convinti che questa strada possa essere percorsa senza pericoli. Johann Wolfgang von Goethe ha contrastato la ricerca con l'aiuto dell'astrazione matematica; come anche Isaac Newton, il quale riteneva che il percorso astratto fosse troppo pericoloso. Werner Heisenberg era anche critico nei confronti dell'astrazione a causa del suo intenso studio sugli scritti di Goethe. Tuttavia, dovette riconoscere che, a causa dello sviluppo storico della scienza, a questo punto non si poteva più tornare alle richieste di Goethe per l'umanità.

La scoperta della fissione nucleare ha portato molto rapidamente al lancio delle prime due bombe atomiche. Qui è diventato evidente l'intero dilemma di una scienza astratta praticata da persone che non comprendono la profondità di ciò che stanno facendo. Heisenberg si è confrontato con la questione della colpa dello scienziato.

La scienza nell'eterno flusso della conoscenza

Il pericolo dell'astrazione è che le scoperte scientifiche creano possibilità attraverso le quali l'umanità può autodistruggersi. Werner Heisenberg sapeva come impedire la costruzione della bomba atomica durante il nazionalsocialismo.

Dopo una lunga discussione con i suoi colleghi, la questione della colpevolezza non poteva essere risolta in modo definitivo per lui. Vedeva la scienza nella sua dinamica e nella sua storia come un flusso di sviluppo autonomo in cui uno scienziato si immerge nel suo tempo e da cui riemerge con la sua morte.

Dietro questo flusso di sviluppo, una verità agisce come una forza o potenzialità. Questo ha affermato Heisenberg nei suoi scritti filosofici e poi nei suoi calcoli sulla teoria dei quanti:

“La legge dell'energia si era dimostrata valida in tutti loro, e quindi non potevo più dubitare della consistenza matematica e della coerenza della meccanica quantistica che implicava. All'inizio ero profondamente spaventato. Avevo la sensazione di guardare attraverso la superficie dei fenomeni atomici fino a un profondo sottosuolo di strana bellezza interiore, e mi dava quasi le vertigini pensare che ora dovevo inseguire questa ricchezza di strutture matematiche che la natura aveva sparso davanti a me”.  [2]

Il mistico Jacob Böhme scrive nel suo libro Aurora Nascente che 15 minuti di indagine sullo sfondo spirituale insegnano a una persona più di un intero corso di studi universitari. In tali momenti l'uomo riconosce le forze che tengono insieme il mondo nel suo intimo.

La formula del mondo

Una simile visione interiore può aver spinto Werner Heisenberg, negli ultimi anni della sua vita, a lavorare su una formula mondiale. Basandosi sull'idea di Platone che tutta la materia segue leggi matematiche, cercò un modo per unire matematicamente la teoria della relatività e la fisica quantistica.

Ciò può essere dovuto al campo quantistico, quel terreno primordiale della scienza nei confronti del quale Werner Heisenberg si sentiva impegnato. In esso vedeva la potenzialità di crescere oltre il mondo visibile. Tale impulso culmina forse nel sogno mitologico di far sorgere l'alba di un mondo nuovo in cui è stato superato il pericolo di ogni astrazione.

 


[1] Heisenberg, Werner, Der Teil und das Ganze (La parte e il tutto), Monaco 1969.

[2] Heisenberg, Werner, Der Teil und das Ganze (La parte e il tutto), Monaco 1969.

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