Liberopensiero

Alfio Pelleriti

La teoria del tutto è un sistema che permetterebbe di dare una spiegazione ultima e definitiva a tutta la realtà del passato, del presente e di come essa si presenterà nel futuro. Questo tipo di ricerca oggi appartiene ai matematici e ai fisici teorici che si occupano di risolvere la questione di giustificare la nascita, l’evoluzione e il destino ultimo dell’universo con delle proposizioni o formule sintetiche che possano spiegare tutti i vari settori che attengono il reale con un’unica teoria.

Quando l’uomo cominciò a organizzarsi in comunità, sentì l’esigenza di spiegazioni onnicomprensive per la vita dell’uomo, degli animali, delle piante, del tempo e del suo divenire, delle stagioni, della nascita e della morte. Si andò alla ricerca di leggi generali che giustificassero l’organizzazione del mondo: furono le prime concezioni sociali e religiose. Nella concezione giudaica – cristiana occidentale, le leggi di natura sono state poste da un Dio trascendente che ha fondato un ordine che soggiace alle cose e che introduce, dunque, la necessità del suo intervento nella spiegazione dell’esistenza del mondo. Essa viene indicata come “Argomento progettuale”.

La teoria atomistica di Democrito e Leucippo, duemilacinquecento anni fa, supponeva vi fossero, come sostanza dei corpi, degli elementi infinitamente piccoli, gli atomi. I due filosofi mancavano di dati sperimentali per suffragare le loro asserzioni, per cui la loro teoria passò come una delle tante supposizioni con le quali si volevano fornire spiegazioni della struttura degli enti e dunque fu dimenticata. Ma in tempi a noi più vicini è arrivata quella dimostrazione impossibile da trovare in passato, cioè la ricerca sulle particelle subatomiche cui oggi si guarda per trovare risposte definitive sulle suddette questioni. In particolare si lavora ad una teoria che metta insieme la nascita dell’Universo e la sua attuale espansione, fornendo una spiegazione plausibile al ruolo che gioca nel sistema globale l’entropia, il caos, l’asimmetria, l’irreversibilità.

Già su tale questione operò il “Leonardo da Vinci” della Russia, Pavel Florenskij[1], il filosofo e matematico che era convinto che l’ontos, la sostanza dell’intero universo, fosse contenuto in ogni ente particolare, in ogni esistente e già per tale motivo, occorreva, amare e rispettare la Natura oltre che ogni uomo, apprezzandone la capacità creativa nella musica, nella pittura, nella letteratura, poiché tali prodotti artistici rappresentano simbolicamente il Tutto.

Anche nel periodo medievale si affrontò tale questione, con la Summa di Tommaso D’Aquino e con la Divina Commedia di Dante, i quali presentarono una loro teoria del Tutto, una spiegazione onnicomprensiva, come lo furono i miti nell’antichità classica, con tutte le loro serie infinite di divinità, una per ogni variabile riscontrabile nella Natura o nel comportamento umano. Se si esce dal contesto dei miti per dare una spiegazione alle variegate osservazioni della realtà, senza avere l’esigenza di definire il Creatore dell’universo o la spiegazione delle ombre (il male) in esso insite, allora bisognerebbe seguire la via scientifica che si presenta lastricata di calcoli, formule e algoritmi. Oggi tale molteplicità di dati che potrebbe sopraffare lo scienziato è sintetizzata da formule abbreviate: “L’identificazione di una struttura permette di sostituire il contenuto informativo della sequenza di eventi osservata con una formula abbreviata che ha un contenuto informativo identico.”[2] Si vedano, a tal proposito, le leggi del moto di Newton e la definizione di “stringa”: “Si dice che la sequenza è ‘non casuale’ se ne esiste una rappresentazione abbreviata. Essa è allora algoritmicamente comprensibile.”[3]

Newton per primo aveva unificato tutte le manifestazioni terrestri e celesti secondo un’unica legge, quella gravitazionale, una forza attrattiva agente tra tutti i corpi dotati di massa. Boscovich, newtoniano, nel 1758, fu il primo a pubblicare una ricerca basata su una concezione scientifica di una teoria del Tutto che inglobasse tutti i corpi formati da particelle, quindi soggetti a forze di attrazione e repulsione.

A partire dall’Ottocento i ricercatori indicarono come legge di natura un insieme di regole che evidenziavano come le cose cambiano nello spazio e nel tempo. Le grandezze che non cambiano sono note come “invarianti”: “La conservazione della quantità di moto è equivalente all’invarianza delle leggi del moto rispetto alla posizione del laboratorio nello spazio.”[4]

Vi sono stati vari tentativi, in tempi recenti, di sintetizzare in poche strutture generali o di “grande unificazione” le sottostrutture che si presentano all’osservazione. Quelle rimaste in piedi perché rispondono a grandi simmetrie, giustificate dalle invarianze, sono state indicate dai fisici Michael Green, John Schwarz ed Edward Witten: sono le teorie fisiche note come “teorie delle super corde”: una supersimmetria tra classi di particelle elementari dette fermioni e bosoni (simmetrie tra materia e radiazione). I tre fisici adoperarono come entità fondamentali della materia non i punti, ma le corde, cioè linee, e in base a tale postulato affermarono che, al momento del Big Bang, 14,7 miliardi di anni fa, la forma della materia aveva un carattere filamentoso.

Tuttavia, se l’universo cambia nel tempo, muteranno anche le sue leggi? È possibile dal punto di vista logico, visto che una legge, in quanto tale, è invariante? E ancora, se l’universo si origina da un punto estremamente piccolo, da una fusione termica così elevata da non poterla oggi riprodurla, e da una esplosione da cui si genera una espansione la cui dinamica interna è uguale in ogni sua parte, perché ciò è avvenuto proprio 14,7 miliardi di anni fa? Perché? Senza una causa, così, per caso? O perché Dio l’ha voluto, secondo un disegno che da lì ha inizio? O ancora, possiamo ipotizzare che Dio sia inestricabilmente legato alla creazione, per cui Lui e l’universo coincidono? è la posizione panteistica, quella di Spinoza: Deus sive Natura. Affermava a tal proposito Milan Kundera nel suo romanzo capolavoro “L’insostenibile leggerezza dell’essere”: “La disputa fra coloro che sostengono che il mondo è stato creato da Dio e coloro che invece ritengono sia sorto spontaneamente tocca qualcosa che supera il nostro intelletto e la nostra esperienza.”[5].

Gli scienziati che lavorano ad una possibile teoria del Tutto sono alla ricerca di una unità logica che sia invariante nel tempo nonostante la complessità del reale, indagando, a tal fine, sulle condizioni iniziali dell’universo, che devono risultare legate ad una simmetria temporale. In particolare al secondo principio della termodinamica, che stabilisce che l’entropia o livello di disordine di un sistema fisico non può diminuire col passare del tempo. Esempi: la tazzina del caffè rotta non è possibile ricostituirla con tutti i suoi frammenti, oppure la scrivania deformata che non si può portare allo stato iniziale. In tale contesto diventa fondamentale il problema del tempo: “Il vincolo deterministico fa apparire superfluo il tempo: tutto ciò che accadrà è implicito nello stato di partenza; il nostro stato attuale contiene tutta l’informazione necessaria a ricostruire il passato e predire il futuro.”[6] Ma la fisica quantistica impedisce di acquisire una conoscenza delle condizioni iniziali. E l’incertezza è inevitabile: “Occorrerebbe conoscere il comportamento delle particelle materiali elementari per poter comprendere l’universo delle primissime fasi.”[7]

Se si dà per certo che l’universo ha avuto inizio nel tempo allora è inevitabile pensare a un Dio creatore. E siamo ancora al problema dell’origine dell’universo. Al momento in cui, cioè, l’universo presentava una asimmetria tra materia e antimateria in quantità diversa tra le sue varie regioni. Si ipotizza uno squilibrio, cioè, tra protoni e antiprotoni. Dunque noi osserviamo lo sviluppo di una delle possibilità che ha consentito l’evoluzione della vita, ma “neppure sappiamo dove porre la linea di demarcazione tra quegli aspetti dell’universo che sono attribuibili alla legge e quelli che escono dalle porte girevoli del caso.”[8]

All’interno del problema della comprensione dell’universo, dall’infinitamente piccolo all’infinitamente grande, si pongono altre realtà, altre strutture intermedie, che non per questo sono più semplici da capire. Una di queste strutture è la nostra vita, il nostro sistema cerebrale, insieme alla complessità più generale delle altre vite biologiche. È questo un mondo delle complessità dove non basta osservare, sezionare, fare calcoli per capire oppure elencare e sommare tutte le parti, per sintetizzare poi in uno o più giudizi sintetici a-priori. In tali strutture l’insieme diventa qualcosa che è più della somma delle parti. A tale complessità si aggiunga che ogni comportamento osservato risponde ad un particolare livello di organizzazione cui si è giunti in quelle particolari condizioni ambientali e non in altre (temperatura, simmetria-asimmetria dovute alle distanze dal sole).

Non si può affrontare il problema legato all’evoluzione dell’universo e del suo inizio, si diceva, se non si affronta una riflessione sul tempo e quindi, dicono i fisici, al secondo principio della termodinamica. Tale convinzione divenne solida verso la metà degli anni ’70 del ‘900, con le prime scoperte dei “buchi neri”: “essi si formano quando una grande quantità di massa viene attratta da una forza di gravità di una regione di volume sufficientemente piccolo.”[9] La forza del campo gravitazionale impedisce a particelle o a segnali luminosi provenienti dall’interno di superare la sua superficie d’orizzonte. L’intensità gravitazionale si mantiene costante sulla sua superficie, soddisfacendo il secondo principio della termodinamica e per cui l’entropia al suo interno non può decrescere, cioè si mantiene al principio zero della termodinamica (equilibrio termico e temperatura identica in ogni punto).[10] Ma nel 1974, Stephen Hawking fece una scoperta: applicò ai buchi neri i concetti della meccanica quantistica e scoprì che essi non sono completamente neri, che può sfuggire dell’energia. Ciò significa che, in prossimità della superficie dei buchi neri, l’intensità del campo gravitazionale cresce creando coppie particelle-antiparticelle. Tale fenomeno, prolungandosi nel tempo, produrrà una diminuzione della massa del buco nero e quindi una sua scomparsa. Ciò dimostra anche che la meccanica quantistica e la termodinamica rappresentano dei paradigmi ineludibili per qualunque legge riferibile a sistemi complessi. E ancora, l’esempio dei buchi neri si potrebbe estendere all’universo con i suoi due riferimenti al campo gravitazionale e all’aspetto termodinamico, per cui, ad esempio, bisognerebbe congetturare che se l’universo non si dovesse più espandere, esso si contrarrebbe e l’entropia diminuirebbe, violando il secondo principio della termodinamica.[11]

Un altro problema della fisica sperimentale è legato all’osservazione, poiché qualsiasi tipo di osservazione è soggetta a distorsione, sia per errori addebitabili al ricercatore che ha le sue “preferenze” percettive sia ad errori che attengono l’atto stesso dell’osservare (errori sperimentali): “principio antropico debole” e teorema di Bell.

Dice Barrow: “L’universo visibile si estende per circa quindici miliardi di anni luce; contiene almeno cento miliardi di galassie, ciascuna delle quali contiene a sua volta circa cento miliardi di stelle come il Sole… i sistemi viventi sulla Terra sono basati sulle complesse proprietà chimiche del carbonio e sulle interazioni con l’idrogeno, l’azoto, il fosforo e l’ossigeno, prodotti delle reazioni nucleari che avvengono nel cuore delle stelle. Tali elementi derivanti dalle esplosioni nucleari che determinano la morte delle stelle, si disperdono nello spazio, ove entrano a far parte di molecole, pianeti e, alla fine, esseri umani.”[12] Dunque, noi esseri umani siamo figli delle stelle, come anche recitava la canzone di Alan Sorrenti, prodotti del caos primigenio e del disordine entropico, eppure da tale aggregazione è venuto fuori il cervello umano, l’organo più complesso finora osservato e studiato dagli scienziati; è venuto fuori un “ordine” ambientale sulla Terra che poggia su un’armonia anch’essa estremamente complessa; sono derivati aspetti della vita degli individui che abitano tale pianeta indicati da termini quali bellezza, sentimento, spiritualità, solidarietà, compassione, pietà, amore. Dunque una complessità armonica che ha al suo inizio il caos delle particelle subatomiche che si scontrano in una situazione termodinamica così esageratamente immensa da non poter essere riprodotta.

Il mistero, mai risolto dalla scienza, è proprio e semplicemente questo: com’è stato possibile che da una esplosione cosmica si sia potuti arrivare alla Divina Commedia di Dante, alle opere di Michelangelo, alla genialità di Leonardo, alle tragedie di Sofocle e di Shakespeare e alle molteplici meraviglie e alle sublimità create dall’uomo? Siamo sicuri che Dio non centri nulla in tale stupefacente evento, per il quale tutti i calcoli su cui s’è lambiccato lo scienziato sembrano solo balbettii?

Barrow nell’ultima pagina del suo interessante saggio di fisica teorica, conclude con una resa sulla possibilità di una teoria del tutto che possa giustificare la complessità del cosmo. Dice infatti: “La bellezza, la semplicità, la verità, sono tutte proprietà eventuali. Non c’è alcuna formula cui si possa far ricorso per generare tutte le varietà possibili di questi attributi: essi non sono mai esauribili in modo completo… e non possono essere prese nella rete di nessuna teoria del tutto di carattere logico. Nessuna descrizione non poetica della realtà può essere completa (Heidegger sosteneva che il poeta era l’unico custode dell’essere –  nda). La portata delle teorie del tutto è limitata, esse sono ingredienti necessari di una piena comprensione, ma sono ben lungi dall’essere sufficienti a dipanare le elusive sottigliezze di un universo come il nostro.”[13]

E infine chiude: “Non c’è alcuna formula che possa esprimere tutta la verità, tutta l’armonia, tutta la semplicità. Nessuna teoria del tutto potrà mai farci comprendere ogni cosa. Perché vedere attraverso ogni cosa significherebbe non vedere più nulla.”[14]

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[1] Pavel Florenskij fu filosofo, matematico, ricercatore e sacerdote ortodosso. Fu deportato in un gulag sovietico e nel 1937 fu fucilato per ordine di Stalin.

[2] John D. Barrow, Teorie del Tutto, Adelphi edizioni, Milano 1992, pag.34

[3] Ibidem, pag. 35

[4] Ibidem, pag. 54

[5] Milan Kundera, L’insostenibile leggerezza dell’essere, Adelphi edizioni, pag. 253

[6] Ibidem, pag. 89

[7] Ibidem, pag. 98

[8] Ibidem, pag. 249

[9] Ibidem, pag. 279

[10] L’orizzonte degli eventi, cioè la superficie dei buchi neri, secondo alcuni docenti di fisica dell’università Federico II di Napoli, non può essere attraversato da un corpo celeste che attratto dal suo campo gravitazionale, ma resterà sulla sua superficie, altrimenti si negherebbe la variabile “tempo”. Tale osservazione conferma la “relatività generale” di Einstein.

[11] Sta in Stephen Hawking, Dal big bang ai buchi neri. Una storia del tempo.

[12] Ibidem, pag. 301

[13] Ibidem, pag. 377

[14] Ibidem, pag. 377