Per molto tempo una frase è circolata indisturbata da una conferenza all'altra, da un documentario all'altro: "la materia si comporta diversamente quando viene osservata, quindi è la coscienza a creare la realtà". È diventata il pilastro di un'intera mitologia new age costruita attorno a un singolo esperimento. Ma quell'esperimento dice davvero questo? E se la verità fosse più sottile, più rigorosa e, a suo modo, perfino più affascinante della leggenda?

Esiste un esperimento che non parte da nessuna teoria della coscienza, ma da una lastra con due fessure e una sorgente di particelle. È l'esperimento della doppia fenditura, eseguito per la prima volta da Thomas Young nel 1801 con la luce, e poi ripetuto nel Novecento con elettroni, atomi e persino grandi molecole. Il fisico Richard Feynman lo considerava il cuore stesso della meccanica quantistica: lo chiamava "l'esperimento con i due fori", sostenendo che contiene tutto il mistero della fisica quantistica.

L'esperimento non risponde a domande filosofiche sull'anima o sulla mente. Il suo approccio è puramente fisico: mostra come si comporta la materia ai livelli più piccoli, e ci costringe a rivedere l'idea ingenua che una particella sia una pallina che sta sempre in un posto preciso. La domanda giusta non è "cosa pensa la particella quando la guardiamo?" ma "cosa cambia, fisicamente, quando registriamo da quale fessura è passata?"

Per spiegarlo, partiamo da cosa accade davvero. Si spara una particella alla volta (un elettrone, un fotone) contro una barriera con due fessure, e si registra dove arriva su uno schermo retrostante. L'intuizione classica direbbe: ogni particella passa o da una fessura o dall'altra, quindi sullo schermo dovremmo vedere due bande. Invece no. Anche inviando gli elettroni uno per uno, le singole particelle si accumulano fino a formare un pattern di interferenza, con molte bande alternate chiare e scure, esattamente come farebbe un'onda. È come se ogni singola particella, da sola, attraversasse entrambe le fessure e interferisse con se stessa.

Da qui il primo punto cruciale, quello che la leggenda salta a piè pari: la stranezza non è che "la materia cambia quando la guardiamo". La stranezza è che una singola particella si comporta come un'onda di possibilità (una sovrapposizione) finché qualcosa non ne registra in modo irreversibile la posizione. E quel "qualcosa" non ha nulla a che vedere con un occhio o con una mente. Per capire perché, bisogna chiarire tre cose che vengono sistematicamente confuse, ciascuna corrispondente a un livello di fraintendimento:

La sovrapposizione e l'interferenza → Prima di essere rilevata, la particella non "sta" in una fessura o nell'altra: è descritta da una funzione d'onda che attraversa entrambe e si combina con se stessa. Il pattern di interferenza non è un effetto di gruppo (le particelle che si urtano), perché compare anche sparandole una alla volta, a distanza di ore l'una dall'altra. È la firma del fatto che, finché non c'è informazione sul percorso, tutti i percorsi contribuiscono insieme.

Cosa significa "osservare" → Qui crolla il mito. L'interferenza scompare quando l'informazione su quale fessura è stata attraversata (la which-path information) viene fisicamente registrata da qualcosa. Se misuri da quale fessura passa la particella, la entangli con il rilevatore: questo distrugge la relazione di fase coerente tra i due percorsi e fa svanire l'interferenza. Ma il "rilevatore" può essere qualsiasi cosa: un apparato, una molecola d'aria, un fotone vagante. La decoerenza è in sostanza un'"osservazione non intenzionale" da parte dell'ambiente, come le molecole d'aria che colpiscono la particella. Nessuna coscienza richiesta: serve solo un'interazione fisica che lasci traccia.

Il "basta in linea di principio" → Il punto più sottile e più frainteso. Per far sparire l'interferenza non serve nemmeno che un essere umano legga il dato. È sufficiente che da qualche parte nel mondo esistano gradi di libertà che, se misurati, permetterebbero di stabilire il percorso della particella; nessuna misura effettiva è necessaria perché la visibilità dell'interferenza diminuisca. Conta che l'informazione esista nel mondo fisico, non che qualcuno la guardi. È la pietra tombale, definitiva, sull'idea che sia la mente a "decidere".

Le fonti principali sono l'articolo del NIST di Kincaid, McLelland e Zwolak "Measurement-induced decoherence and information in double-slit interference", arXiv:1606.09442, e le rassegne di Schlosshauer sulla decoerenza e la transizione quanto-classica.

Il vero nodo dietro l'esperimento non è la coscienza, ma il cosiddetto problema della misura: la meccanica quantistica descrive perfettamente l'evoluzione della funzione d'onda, ma non spiega in modo univoco perché, quando misuriamo, otteniamo un solo risultato definito invece di una sovrapposizione. Su come interpretare questo fatto i fisici hanno proposte diverse e ancora non risolte: l'interpretazione di Copenaghen, la teoria della decoerenza (che spiega l'emergere del comportamento classico tramite l'interazione con l'ambiente), i molti mondi di Everett (in cui non c'è alcun collasso e ogni esito si realizza in un ramo diverso), la meccanica di Bohm (in cui le particelle hanno sempre una posizione precisa, guidata da un'onda pilota). Sono modelli differenti, ma hanno una cosa in comune: nessuno dei più accreditati ha bisogno di una mente cosciente per funzionare.

Ed eccoci al cuore della questione, quello che rende questa newsletter, mi auguro, davvero inattaccabile. Da dove nasce il mito della coscienza? Da un'idea storica reale, ma fraintesa e poi abbandonata. Negli anni Trenta il matematico John von Neumann notò che, formalmente, la matematica della meccanica quantistica permette di collocare il collasso della funzione d'onda in qualsiasi punto della catena causale, dal dispositivo di misura fino alla "percezione soggettiva" dell'osservatore umano. Negli anni Sessanta Eugene Wigner portò questa libertà formale alle sue conseguenze estreme, ipotizzando che fosse la coscienza a chiudere la catena. Ma è qui che la leggenda dimentica il finale: Wigner stesso abbandonò questa interpretazione negli anni Settanta, convinto dal lavoro di H. Dieter Zeh sulla decoerenza, e arrivò a criticare la propria vecchia idea come una forma di solipsismo. L'uomo a cui si attribuisce la tesi la rinnegò.

E non è un caso isolato. La comunità dei fisici ha respinto questa interpretazione in modo netto: l'idea che la coscienza causi il collasso è oggi largamente abbandonata dai fisici moderni, ed è storicamente legata alla nascita di correnti pseudoscientifiche e movimenti new age, in particolare il "misticismo quantistico". I sondaggi lo confermano: solo una piccola frazione dei fisici, circa il 6% in un'indagine nota, ritiene che la coscienza abbia un ruolo fisico unico nella misura quantistica. Il fisico John Bell liquidò l'idea con un'ironia diventata celebre, chiedendo se l'universo avesse davvero atteso miliardi di anni la comparsa di un osservatore qualificato prima di "decidersi". E c'è un argomento ancora più semplice: la decoerenza spiega il collasso apparente come interazione tra il sistema quantistico e il suo ambiente, rendendo la coscienza superflua.

Resta un'ultima carta che i sostenitori del mito amano giocare: il quantum eraser a scelta ritardata, l'esperimento in cui sembra che una scelta fatta dopo possa cambiare il passato della particella. Anche qui, però, la realtà è più sobria della leggenda. È vero che l'informazione di percorso può essere "cancellata" molto dopo che il fotone ha attraversato la doppia fenditura, e che in quel caso il pattern di interferenza riappare. Ma il punto decisivo è come riappare: i pattern di interferenza emergono solo attraverso la post-selezione, tipicamente tramite il conteggio in coincidenza con i fotoni gemelli; l'apparente effetto retroattivo non nasce dalla scelta ritardata, bensì dalla procedura di filtraggio applicata in seguito ai dati registrati. In altre parole: non si riscrive il passato. Si seleziona, a posteriori, un sottoinsieme di dati che era già lì. Nessuna informazione viaggia indietro nel tempo, e l'esperimento è in pieno accordo con la causalità.

Altri, a questo punto, potrebbero pensare che smontare il mito significhi sminuire l'esperimento. È vero il contrario, ed è questa la parte onesta della storia. Il problema della misura è genuinamente irrisolto: i fisici sanno calcolare con precisione assoluta cosa accadrà, ma non concordano su cosa significhi. La sovrapposizione è reale, l'interferenza di singole particelle è reale, ed è stata verificata non solo con elettroni e fotoni, ma con atomi e molecole composte da centinaia di atomi. Il confine tra il mondo quantistico e quello classico è uno dei territori più profondi e aperti della scienza contemporanea. Non serve inventarsi la coscienza creatrice di realtà per restare a bocca aperta: la realtà fisica, presa per quello che è, è già abbastanza vertiginosa.

E forse è proprio questo il punto che la leggenda ci ha fatto perdere. La doppia fenditura non ci insegna che siamo noi, con la nostra mente, a plasmare il mondo guardandolo. Ci insegna qualcosa di più umile e più grande: che il confine tra "possibile" e "reale" non passa attraverso un osservatore cosciente, ma attraverso ogni minima interazione che lascia una traccia nell'universo. La particella non aspetta i nostri occhi. Aspetta solo che il mondo, in un modo qualunque, prenda nota di lei. E in quell'istante, silenzioso e senza testimoni, una possibilità diventa un fatto.

A presto,
Il Team di Quantyoum Letters 😊

Se leggere tutto questo ti ha lasciato qualcosa, falla circolare: condividi questa newsletter con chi senti potrebbe averne bisogno. A volte è proprio una domanda nuova, arrivata al momento giusto, a cambiare il modo in cui guardiamo le cose.